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高速公路桥梁桥面沥青混凝土铺装层的病害成因及养护.pdf
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1、M AI NTENANCE C0NS TRUCTI oN AND M ACHI NERy 文章编号 : 1 0 0 0 0 3 3 X( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 6 4 0 4 高速公路桥梁桥面沥青混凝土铺装层 的病 害成 因及养护 樊 晓旭 ( 陕西省交通建设集 团公 司黄延高速公路扩能工程建设管理处 , 陕西 延安7 2 7 3 0 0 ) 摘 要: 为了保证 高速公路桥梁的通行质量和安全性 , 针对其养护维修展开研究。通过在工作实践 中对 大量桥 面铺 装层 病 害的观 察 , 总结 了桥 面柔性铺 装层 的 常见病 害 , 并对 常见病 害 的形成机 理进 行 了详 细分析
2、 , 针 对 病 害形 成机 理给 出 了钢 筋 混凝 土桥 面柔性铺 装 层养 护 维修 中应 该 注意 的 问题 , 可供 高速 公路桥 梁 的养护 维修 参考借 鉴 。 关键词: 钢筋混凝土桥 面; 柔性桥 面铺装 ; 桥 面铺装病 害; 养护维修 中 图分类 号 : U4 1 5 7 文献 标 志码 : B Di s e a s e s a nd M a i n t e na n c e o f As p ha l t Co n c r e t e Pa v e m e n t o f Hi g h wa y Br i d g e De c k FAN Xi a o X U ( Hu
3、a n g y a n Ex p r e s s wa y Ex p a n s i o n P r o j e c t Ma n a g e me n t o f S h a a n x i C o mmu n i c a t i o n s Co ns t r uc t i o n Gr o up,Ya n a n 7 2 73 00,S ha a nxi ,Chi na ) Ab s t r a c t :I n o r d e r t o gu a r a nt e e t he s e r v i c e a nd s a f e t y o f hi g hwa y b r i d
4、 ge, a r e s e a r c h on t he ma i n t e n a nc e wa s c a r r i e d o ut Ba s e d o n l o ng t i m e o f o bs e r v a t i o n o n t he di s e a s e s on d e c k p a v e me n t,c o m mo n d i s e a s e s o f f l e xi b l e p a v e me nt we r e s umma r i z e d,a nd t he f o r m a t i o n me c ha n
5、i s m o f t he d i s e a s e s wa s a na l y z e d i n d e t a i l Pr ob l e ms whi c h s ho ul d b e n ot i c e d whi l e r e pa i r i ng f l e xi b l e p a v e me nt of r e i n f o r c e d c onc r e t e de c k we r e put f o r wa r d, whi c h p r o v i d e s r e f e r e n c e f o r s i mi l a r ma
6、 i n t e n a n c e p r o j e c t s Ke y wo r d s:r e i n f o r c e d c o nc r e t e d e c k;f l e xi b l e pa ve m e nt ;de c k pa v e m e nt di s e a s e;m a i nt e na nc e U 5I 曷 近几年随着人们环保 意识 的增强, 高速公路在 设计 中为了减少 占地和对环境 的干扰 , 桥梁在高速 公路 中所 占比重越来 越 大 , 特别 是 山 区高速公 路 中 , 为 了减少 对 山体 的开 挖 以 及对 原 始 植 被 的破
7、 坏 , 在 山区架设 桥梁 越来 越普遍 。大部分 高速公 路 桥梁采 用 沥青混 凝土 进行 桥 面铺 装 , 而这 种 柔 性 铺 装层 的 承 载层是 钢筋 混凝 土 刚性 桥 面 , 两者 弹 性 模 量差 异 较大, 使得桥面承载层与面层受力关系不协调 , 铺装 层容 易 产生早 期 破坏 。另 外 , 如 果在 施 工 中桥 面 与 路基面层衔接的技术与工艺控制不到位 , 也会造成 桥 面铺装 层 的早期 损坏 。 收 稿 日期 : 2 0 1 4 - 0 9 2 8 6 4 如果 桥面铺 装 层 不 能得 到 良好 的 养 护 , 病 害 不 能及 时修 补 , 将 严重 影
8、响 整 条 道路 的通 行 质 量 和 安 全性 。桥 面铺装 层维 修方 法 的合理 运用 是保证 高 速 公路 正 常运 营的必要 手 段| 1 。 1 桥面铺装层的病害成 因 1 1 桥 面铺 装层 的作 用 ( 1 )桥 面沥 青 昆凝 土 面层 属 于柔 性 铺 装 层 , 直 接承 受 车轮载 荷 。车辆 在高 速运行 时轮 胎对 接触 面 的冲击载荷很大 , 特别是高速重载车辆轮胎在接触 面上造成的振动冲击载荷更大, 除了垂 直载荷和冲 击振 动形 成 的动 载荷 , 还 有 轮 胎 给 路 面造 成 的纵 向 和横 向水 平 载荷 以及 桥 板 弯 曲、 扭 转 变形 对 面
9、层 产 M AI NTENANCE CoNS TRUCTI oN AND M ACHI NER Y 生 的弯 曲应 力 和剪 切应力 载荷 。所 以车辆轮 胎 与桥 面接触 受 载是一 个 复 杂 的受 力 系 统 , 而柔 性 沥 青铺 装 层可 以缓 冲 车轮 施 加 的 冲击 载 荷 , 同时 将 轮 胎 施 加 的集 中载荷分散 , 使下承层桥板所受载荷减小 , 有 效 保 护桥板 不 受破 坏 。另外 , 桥 面铺 装 层 的整 体 性 和柔性对下承层桥板具有牵拉作用 , 使分体的桥板 成 为一 个 整体受 力 系 统共 同承 载 车 辆 载 荷 , 减 小 了 每片梁 板 载荷 的
10、幅值 。 ( 2 )桥面铺 装 层直 接承 受运 行 车辆 车 轮载 荷 并 给车辆足够的摩擦反力 , 承担 了轮胎的磨耗 , 保护下 承层桥 板不 参 与轮胎 的磨 耗 , 不会 产生磨 损破 坏 。 ( 3 )桥 面沥 青 铺 装 层 在 热 铺 状 态 下 可 实 现 一 次摊铺 、 碾 压成 型 , 具 有很好 的一致 性 和整 体性 , 几 乎 没 有 缝 隙 , 即 便 是 梯 形 摊 铺 形 成 的 纵 向接 缝 和不 同时 段 分 次 摊 铺 形 成 的 横 向 接 缝 , 在 热 铺 状 态下 , 只要 处理得 当, 都能完 全粘合 为 整体 , 成 为 一 个完 整 的封
11、水 层。配 合合 理 的路拱 和排 水设 施 , 可 以 防 止 雨 雪 水 下 渗 对 下 承 层 桥 板 和 主 梁 及 其 他 桥 下结 构 的侵蚀 。 1 2病 害 形成 机理 分析 1 2 1 建 设施 工 因素 桥面铺装层在施工 中经常遇 到高程控制问题 , 特 别是 预应 力梁 的 反 拱 , 在施 工 中无 法 准 确 预 测 和 判 定 。在桥 面 面层 摊铺 与路 基 面 层 对 接 时 , 经 常 是 通过调整桥面铺装层 的摊铺厚度来弥补高程控制误 差所造成的对接高差 , 这使得桥面铺装层厚度无法 保 证 。减 薄铺装层 会 造成 沥青 面 层 强 度不 足 , 另外 由
12、于沥 青层 厚度 不 足 , 对 高 弹性 模 量 的刚 性 承 载层 受 力变 形协 调 能力 下 降 , 易 发 生 病 害 。过 厚 的 桥 面 铺 装层 也存 在 隐患 , 由于 面 层 与 下 承载 层 的刚 度 差 异太大 , 当柔性层在车轮载荷作用下变形时 , 下承层 因刚度 太大 所 以牵连 变形 量很 小 , 两 者 变形形 成 “ 两 层皮” 现象 , 因此沥青铺装层越厚其 自身变形量 越 大 , 越容 易 发生 车辙 、 拥包 、 推 移等病 害 。 1 2 2 防 水 层 问题 为了提高桥主梁及其他结构 的使用寿命 , 保证 桥 面 防水 非 常关键 。 目前 , 为
13、了提高 桥 面防水 性 , 除 了考虑面层铺装设计采用密集配、 一定的横坡 、 排水 设 施等 因素 外 , 还在 设 计 中加 设 防 水 层结 构 。 因防 水层 的强度及刚度 与上下结构相差甚远, 在桥梁弯 曲变形 时 , 防水层 在 上下层 包夹 下变 形协 调 困难 , 将 产 生大 的 拉 应 力 。 防水 层 一 旦 开 裂 , 在 外 载荷 ( 车 轮 ) 的反 复作 用下 , 裂缝 会 快 速 扩 展并 向上 层 反 射 , 最后 造成 面层 开 裂 、 松 散 、 脱 落 , 发 展 形 成 坑 槽 。总 之 , 在桥 面结 构受 力 系 统 中 , 防 水层 是 薄 弱
14、环 节 , 同 时它也恶化了沥青铺装层的受力状态 。 1 2 3 粘 接 层 问题 沥 青铺装 层 的 下 承层 桥 板 为 钢筋 网 水泥 结 构 , 渗透性较差 , 透层油( 乳化沥青 或改性乳化沥青 ) 喷 洒 后 , 很 难渗 透进 桥 板 面 结 构 。特 别 是桥 板 面浮 灰 未认真清理 , 冲洗后未及时吹干或干透, 同时桥面结 合 面未 做抛 丸或 凿 毛处 理 时 , 更 不 利 于粘 结 油 的渗 透 与结合 , 导 致上 面层铺 设 完成后 , 不 能与下 承层 桥 板 可靠粘 接形 成一 个 整 体 , 特 别 是 这 种 刚柔 结 合 的 受 力 系统 , 受 载后
15、刚一 柔 层 变 形 不 协 调 , 必 然 造 成 粘 接 层受 横 向剪切 力 而滑 移 形成 “ 两 层 皮” 现 象 , 从 而 导致 早期 病 害 的产 生 。 1 2 4施 工 中的压 实度 问题 柔性 沥 青 混 凝 土 面 层 是 通 过 热 铺 后 碾 压 成 型 的, 其性能( 承载能力 、 防水性 、 寿命等) 与压实度有 着直 接 的关 系 , 但 压 实度 的保 证 与 施 工 中工 艺 的把 握有 着密 切关 系 , 如压 实温 度 的控 制 、 压路机 吨位 及 作业 顺序 的安排 、 振动 碾压 与静压 的组 合 、 轮胎 压路 机揉搓作用的应用 以及纵横接缝的
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