淺析瀝青混凝土橋面鋪裝病害成因與防治
2008-11-14 00:00
關(guān)鍵詞：混凝土；病害分析；防治措施
隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，瀝青混凝土橋面的施工得到了普遍推廣應(yīng)用。作為高速公路建設(shè)投資成本重頭戲之一的瀝青路面的施工，其成敗直接影響到路用性能的功能、結(jié)構(gòu)和安全，從而影響到高速公路建設(shè)的成敗，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均會(huì)產(chǎn)生巨大影響。由于工期目標(biāo)制約的影響，瀝青混凝土橋面在雨季的施工往往是難以避免的，如何減少瀝青混凝土橋面的過(guò)多早期破壞現(xiàn)象，并改善混凝土橋面的使用性能和延長(zhǎng)其使用壽命，防止瀝青混凝土橋面鋪裝的病害，按照科學(xué)要求組織施工，采取有力控制措施就顯得尤為重要。
1. 概述
橋面鋪裝層直接承受行車荷載、梁體變形和環(huán)境因素的作用，即可分散荷載參與橋面受力，又起到聯(lián)結(jié)各主梁共同受力的作用，即是橋面的保護(hù)層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和良好的整體性，以及抗裂、抗沖擊、耐磨性。隨著交通量的不斷增加，尤其是超載車輛的迅猛增加，使橋面鋪裝病害較多且發(fā)展較快。即妨礙了車輛正常通行，又影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來(lái)很大困難，應(yīng)該引起業(yè)內(nèi)人士的足夠重視。
2. 破壞形式
瀝青混凝土橋面鋪裝與正常的路面和水泥混凝土橋面鋪裝相比，損害形式有所不同。主要有以下兩種形式：
2.1 鋪裝層內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，引起不確定破壞面的剪切變形，或者由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力較弱，在水平方向上產(chǎn)生相對(duì)位移發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁抱等病害。
2.2 因溫度變化并伴隨橋面板或梁結(jié)構(gòu)的大撓度而產(chǎn)生的裂隙，在車輛荷載及滲入水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞。
3. 病害分析
3.1 結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計(jì)
3.1.1 橋梁的結(jié)構(gòu)理論中對(duì)橋面鋪裝的計(jì)算分析論述幾近于零，現(xiàn)行規(guī)范中只給定了厚度的推薦值，工程界一直在各等級(jí)的公路中運(yùn)用了幾十年。隨著交通量的不斷增加，現(xiàn)行鋪裝與重型、超重型車輛的增多和車速的增快已不相適應(yīng)。
3.1.2 隨著材料工業(yè)的發(fā)展，橋梁承重結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使橋梁主梁能以較柔的結(jié)構(gòu)達(dá)到受力的要求，高等級(jí)公路大跨橋梁的橫向越來(lái)越寬。特別在設(shè)計(jì)計(jì)算中側(cè)重于主梁縱向的計(jì)算分析，對(duì)橋梁橫向剛度重視不足，橫向構(gòu)造措施不利，使橋面鋪裝分擔(dān)了過(guò)多的次內(nèi)力。
3.1.3 對(duì)于連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等橋型結(jié)構(gòu)，由于荷載的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力，使橋面鋪裝層受到拉力的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩裂縫，從而造成橋面鋪裝的損害。
3.1.4 在對(duì)于高速公路進(jìn)行交通組織管理中，由于車道功能的不同，人為強(qiáng)制地使橋梁運(yùn)營(yíng)始終處于偏載狀態(tài)，使主車道的鋪裝承擔(dān)了比超車道高得多的運(yùn)營(yíng)應(yīng)力水平，因此，加快了主車道鋪裝的疲勞。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)中車輛荷載的實(shí)際分布情況，在明確了橋梁 結(jié)構(gòu)受力的基 礎(chǔ)上，對(duì)橋面鋪裝層進(jìn)行受力計(jì)算。
3.2 施工工藝
3.2.1 鋪裝層厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中支架的沉降及頂應(yīng)力反拱無(wú)法十分準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，或由于施工工藝控制欠佳，施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)植不相符，一般在測(cè)量主梁頂面標(biāo)高后對(duì)其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度，如果調(diào)整不好，就會(huì)造成鋪裝層的厚度不均，局部厚度偏小。
3.2.2 梁頂清理不利，造成鋪裝層與主梁結(jié)合欠佳。
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3.3 橋面防水層的影響
由于柔性防水層的強(qiáng)度與主梁和鋪裝層的強(qiáng)度有差異，它的存在使上部結(jié)構(gòu)按模量形成剛--柔--剛的板體受力體系，中間柔性?shī)A層會(huì)增大橋面板中部的板底拉應(yīng)力。處于防水層上的鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動(dòng)力荷載作用下，彼此間的間隙越來(lái)越大，直到松散脫落。另外，防水層的使用使鋪裝層發(fā)生剪切破壞的機(jī)率大大提高。
3.4 橋面鋪裝的約束條件
橋面鋪裝受橋梁結(jié)構(gòu)的約束，受荷后其邊界條件與一般路面相差甚大，加之梁體的撓度、彎曲等形變的耦合作用，給鋪裝層的工作性能造成不利影響。
4. 病害防治措施
由于現(xiàn)行橋面鋪裝設(shè)計(jì)及施工工藝等方面的不足，常引發(fā)一些橋面鋪裝病害，針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的病害，結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了以下幾點(diǎn)防治措施：
4.1 橋面鋪裝防水混凝土標(biāo)號(hào)提高到40號(hào)，厚度增大到10-12厘米，鋼筋直徑加大至12毫米，提高鋪裝層的整體強(qiáng)度，以適應(yīng)交通量及車輛荷載的增長(zhǎng)。
4.2 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，梁板頂面拉毛處理，并用高壓水槍清洗干凈。嚴(yán)格控制混凝土配合比及塌落度，使混合料具有良好的和易性?；炷敛捎玫褪湛s配方以減少收縮裂縫。
4.3 為使橋面鋪裝與梁板結(jié)合緊密，使橋面鋪裝共同參與受力，同時(shí)采用植筋技術(shù)，以固定橋面鋪裝鋼筋的位置。即在梁頂板按一定間距鉆孔，孔深要大于錨固長(zhǎng)度，孔徑略大于鋼筋直徑，用高壓氣泵將孔清理干凈后，灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹脂液并植入鋼筋，待膠液固化并達(dá)到強(qiáng)度后，將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋牢固焊接后，再澆注防水混凝土。
4.4 在混凝土中摻加鋼纖維或聚丙烯纖維，以提高混凝土的整體性，防止開裂。
4.5 在墩頂負(fù)彎矩區(qū)，設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，減少鋪裝層頂開裂。
4.6 可取消鋪裝層上的瀝青路面，將鋪裝層加厚，并設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)；或在鋪裝層與瀝青路面之間鋪設(shè)防水卷材，以改善橋面層的破壞。
4.7 冬季采用專用除雪劑或用機(jī)械進(jìn)行除雪，減少鹽水對(duì)混凝土的腐蝕。
參考文獻(xiàn)：
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[3] 錢家歡，殷宗澤. 土工原理與計(jì)算[M]. 北京：中國(guó)水利水電出版社,2000.
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