论文部分内容阅读
摘 要:在路桥工程中最重要却又最薄弱的环节为桥面铺装层施工,若施工人员在施工过程中稍有懈怠,将造成桥面的巨大损害。近年来通过对路桥工程桥面铺装病害的调查分析,归纳了病害的形成原因和类型,并提出了一些防治措施。
关键词:路桥工程;桥面铺装;病害;成因;防治措施
1 引言
随着我国公路的不断发展,桥面材料得到了更为广泛的应用,而对于沥青铺装层来说,其主要应用了水泥混凝土桥面板以及沥青混合料铺装层,这极大地提升了桥面铺装层的质量。桥梁沥青铺装层的裂缝病害和桥梁结构、材料质量、铺装结构以及环境因素等都有着密切的关系。同时桥面沥青铺装层在实际使用的过程中,起着十分重要的作用,在很大程度上关系到人们的正常出行。因此,有关单位需要给予充分的重视,加强裂缝病害的防治和处理,使用有效的措施,解决存在的病害问题,确保桥梁施工的质量。
2 路桥工程桥面铺装病害原因分析
2.1 变形形成原因
随着现代社会的进步,车辆数量的不断增加,造成车载超载量也跟着上升,这就要求桥面所承受的负荷也要随之提高。修建桥面时如若出现材料调配不合理,比如粗骨料太少,油石比过大,会导致沥青混凝土的稳定性变差。此外,由于道路车辆不断增加,渠化交通普及,使桥面铺装层常出现车辙和拥包等变形病害。
2.2 裂缝形成原因
裂缝的形成主要受到温度和桥梁整体结构等因素影响。简支梁为最常见的桥梁类型,其桥面是连续结构,受承重因素的影响,梁体容易出现挠曲问题,从而导致桥面的支座层混凝土遭受负弯矩影响,严重情况下会出现变形问题。这样,调平层的混凝土就容易出现裂缝,并且逐渐扩展到沥青的铺装层。
2.3 表面损害成因
当桥面铺装层出现泛油的时候,路表构造深度随之下降,抗滑性能也越来越差,影响到行车的安全。在设计的环节,如果不注意沥青的使用量和孔隙率,那么沥青混合料饱和度便会受到影响,泛油现象也就会随之出现。此外,在调和混合料的过程中,混合料也容易发生离析而诱发泛油问题。所谓磨光指的是路桥外露的表面颗粒随着时间的推移而越来越光滑的问题,这一现象的出现会降低路面的抗滑性,进而造成一些交通事故。集料的质量决定着磨光程度的高低,当选用的集料质量高时便能对这类病害起到有效防范作用。
2.4 黏结层损坏原因
桥面铺装层以及面板之间是通过黏结层来实现连接的,所以,二者联合发挥承重的作用。车辆在桥面上经过的时候,黏结层的里面就会受力比较严重,这种力也就是人们常说的剪应力。如果承受的剪应力超过黏结材料韌性,就会导致黏结层遭到破坏。在此情况下,铺装材料就会出现变形问题以及开裂问题,使得桥面面板同铺装层相分离,从而破坏桥梁的铺装结构。除此之外,铺装层以及调平层当中的防水层,在很多时候使用沥青铺装,各种类型的沥青都不具备混凝土层所具有的黏结能力。这样,在高温条件下容易软化成为滑动层,给桥梁的黏结层造成不良影响。
3 路桥工程桥面铺装病害的防治措施
3.1 加固桥梁沥青铺装层
根据相关的调查研究显示,在桥梁沥青铺装层出现裂缝问题,其主要的原因是铺装层层间发生脱层的问题,脱层在很大程度上降低了桥面结构层的稳定性,缩短了桥梁的使用时间。对于上面的问题,可以使用以下两种方式进行问题的解决,有效增加桥梁的使用寿命,使桥梁工程能够更好地发挥作用。可以建立起剪力筋,通过使用这样的方式,能够有效降低桥面铺装层的脱层概率。进行剪力筋的设置,可以加强桥面铺装层与水泥板间的联系,有效确保桥梁的稳定性和安全性。还有,可以在桥面铺装层间加黏合剂,通过这样的方式,能够有效增加桥面铺装层间的联系,提高铺装层的密实程度,确保桥面结构层有着良好的稳定性。
3.2 优化桥面结构设计
桥面和梁体顶层之间应预留一道钢筋,并让这道钢筋和桥面连接在一起,增加稳固性。在设计梁跨中间的起拱高度时要结合桥面的厚度综合考虑,施工人员需要合理使用钢筋以此来增加桥面的钢筋网密度。当沥青路面处于伸缩缝位置时,如若遭到破坏就很容易造成坑槽等现象出现,这就要求施工人员施工时要尽可能满足施工设计所规定梁端预留锚固筋的要求,施工作业完成还需要C40级以上的适量混凝土进行辅助,为使桥面平整度得到有效保证,在沥青混凝土铺装完成之后需要再次对伸缩缝进行施工。在设计泄水孔的收水口时,收水口的底部标高会比水泥砼面桥至少定低1cm,收水口的四周要做成向收水口方向汇聚,这样,便可确保当水侵入混凝土路面时可以及时的借助泄水孔将水排出,桥面的沥青混凝土要求为两层,这样便可增强耐用程度。
3.3 加强桥面混凝土和大梁顶面混凝土黏结能力
桥梁的预制梁体顶部需要施工人员做一遍刷毛处理,使石子露出,若在梁体之间设计了绞缝混凝土,那在浇筑的过程中要对桥面混凝土和梁的结合状况进行密切的关注。在梁底彻底清扫干净之后便可进行钢筋的绑扎工作,需要特别注意的是桥表面的浮渣是必须清除干净的,如有条件的话也可采用气泵或高压水冲洗。混凝土摊铺浇筑前还需对梁顶进行洒水工作确保湿润度,但要谨防产生积水现象。桥面的全宽施工需要一次性完成,当桥面过宽时可将桥面分为两幅施工,通常情况下需先对横坡较低的部位浇筑避免出现养生水二次污染。在混凝土浇筑前还需清理一些杂物,清理之后便可进行更深一步的清除工作,特别是接缝的位置要做到最大程度的清理。
3.4 提高桥面混凝土整体强度
当桥面出现积水现象时要将积水立即清除,才能将混凝土摊铺到上面,用拉平板振动器进振动梁振捣,之后还需用滚杠和刮杠两种方式对桥面进行人工抹面压实找平。养护工作也需要定时开展,避免温度较高时桥面水分蒸发造成裂纹,从而降低混凝土的强度,冬季时禁止在桥面进行混凝土施工作业。比如,当桥面的混凝土厚度大约为10cm时,桥面很容易暴露在空中导致桥面被冻,特别是在入冬,气温变化不稳定时,需要特别注意桥面的后期养护。进行浇筑混凝土时需要用吊车进行泵送或提升,避免混凝土运输车碾压钢筋。此外,桥面的铺装工作还需要按顺序施工,并提前对桥面纵横向的工作缝隙做好防水处理。在此过程中需要注意梁顶的高程,保证铺装厚度的均匀性,避免局部过薄不能承受设计荷载,同时,要注意铺装钢筋网片的保护层。通常情况下,高速公路的铺装都打高1cm,在加铺沥青混凝土前进行精铣刨的工艺,避免保护层不均匀造成钢筋网片的暴露而影响使用寿命。
4 结束语
对桥梁铺装层裂缝病害进行处理,应该通过优化设计方案、完善施工方案、优化施工程序和施工方法、做好后期保养工作等方式进行,只有通过这样的方式,才可以有效降低桥梁铺装层出现裂缝病害的概率,增加桥梁的使用年限,确保桥面能够安全顺畅的通行,从而促进我国桥梁工程施工的发展。
参考文献:
[1] 张逸琳. 城市高架桥沥青铺装结构受力特征及其粘结层受力研究[D].西南交通大学,2017.
[2] 张志刚. 钢桥面高延性水泥基材料铺装层自愈合机理与疲劳损伤研究[D].东南大学,2016.
[3] 刘洋. 基于近场动力学的混凝土桥面铺装裂纹萌生及扩展模拟[D].华中科技大学,2016.
[4] 李嘉,冯啸天,邵旭东,王懿,曹君辉.STC钢桥面铺装新体系的力学计算与实桥试验对比分析[J].中国公路学报,2014,27(03):39-44+50.
[5] 黄卫,张晓春,胡光伟.大跨径钢桥面铺装理论与设计的研究进展[J].东南大学学报(自然科学版),2002(03):480-487.
关键词:路桥工程;桥面铺装;病害;成因;防治措施
1 引言
随着我国公路的不断发展,桥面材料得到了更为广泛的应用,而对于沥青铺装层来说,其主要应用了水泥混凝土桥面板以及沥青混合料铺装层,这极大地提升了桥面铺装层的质量。桥梁沥青铺装层的裂缝病害和桥梁结构、材料质量、铺装结构以及环境因素等都有着密切的关系。同时桥面沥青铺装层在实际使用的过程中,起着十分重要的作用,在很大程度上关系到人们的正常出行。因此,有关单位需要给予充分的重视,加强裂缝病害的防治和处理,使用有效的措施,解决存在的病害问题,确保桥梁施工的质量。
2 路桥工程桥面铺装病害原因分析
2.1 变形形成原因
随着现代社会的进步,车辆数量的不断增加,造成车载超载量也跟着上升,这就要求桥面所承受的负荷也要随之提高。修建桥面时如若出现材料调配不合理,比如粗骨料太少,油石比过大,会导致沥青混凝土的稳定性变差。此外,由于道路车辆不断增加,渠化交通普及,使桥面铺装层常出现车辙和拥包等变形病害。
2.2 裂缝形成原因
裂缝的形成主要受到温度和桥梁整体结构等因素影响。简支梁为最常见的桥梁类型,其桥面是连续结构,受承重因素的影响,梁体容易出现挠曲问题,从而导致桥面的支座层混凝土遭受负弯矩影响,严重情况下会出现变形问题。这样,调平层的混凝土就容易出现裂缝,并且逐渐扩展到沥青的铺装层。
2.3 表面损害成因
当桥面铺装层出现泛油的时候,路表构造深度随之下降,抗滑性能也越来越差,影响到行车的安全。在设计的环节,如果不注意沥青的使用量和孔隙率,那么沥青混合料饱和度便会受到影响,泛油现象也就会随之出现。此外,在调和混合料的过程中,混合料也容易发生离析而诱发泛油问题。所谓磨光指的是路桥外露的表面颗粒随着时间的推移而越来越光滑的问题,这一现象的出现会降低路面的抗滑性,进而造成一些交通事故。集料的质量决定着磨光程度的高低,当选用的集料质量高时便能对这类病害起到有效防范作用。
2.4 黏结层损坏原因
桥面铺装层以及面板之间是通过黏结层来实现连接的,所以,二者联合发挥承重的作用。车辆在桥面上经过的时候,黏结层的里面就会受力比较严重,这种力也就是人们常说的剪应力。如果承受的剪应力超过黏结材料韌性,就会导致黏结层遭到破坏。在此情况下,铺装材料就会出现变形问题以及开裂问题,使得桥面面板同铺装层相分离,从而破坏桥梁的铺装结构。除此之外,铺装层以及调平层当中的防水层,在很多时候使用沥青铺装,各种类型的沥青都不具备混凝土层所具有的黏结能力。这样,在高温条件下容易软化成为滑动层,给桥梁的黏结层造成不良影响。
3 路桥工程桥面铺装病害的防治措施
3.1 加固桥梁沥青铺装层
根据相关的调查研究显示,在桥梁沥青铺装层出现裂缝问题,其主要的原因是铺装层层间发生脱层的问题,脱层在很大程度上降低了桥面结构层的稳定性,缩短了桥梁的使用时间。对于上面的问题,可以使用以下两种方式进行问题的解决,有效增加桥梁的使用寿命,使桥梁工程能够更好地发挥作用。可以建立起剪力筋,通过使用这样的方式,能够有效降低桥面铺装层的脱层概率。进行剪力筋的设置,可以加强桥面铺装层与水泥板间的联系,有效确保桥梁的稳定性和安全性。还有,可以在桥面铺装层间加黏合剂,通过这样的方式,能够有效增加桥面铺装层间的联系,提高铺装层的密实程度,确保桥面结构层有着良好的稳定性。
3.2 优化桥面结构设计
桥面和梁体顶层之间应预留一道钢筋,并让这道钢筋和桥面连接在一起,增加稳固性。在设计梁跨中间的起拱高度时要结合桥面的厚度综合考虑,施工人员需要合理使用钢筋以此来增加桥面的钢筋网密度。当沥青路面处于伸缩缝位置时,如若遭到破坏就很容易造成坑槽等现象出现,这就要求施工人员施工时要尽可能满足施工设计所规定梁端预留锚固筋的要求,施工作业完成还需要C40级以上的适量混凝土进行辅助,为使桥面平整度得到有效保证,在沥青混凝土铺装完成之后需要再次对伸缩缝进行施工。在设计泄水孔的收水口时,收水口的底部标高会比水泥砼面桥至少定低1cm,收水口的四周要做成向收水口方向汇聚,这样,便可确保当水侵入混凝土路面时可以及时的借助泄水孔将水排出,桥面的沥青混凝土要求为两层,这样便可增强耐用程度。
3.3 加强桥面混凝土和大梁顶面混凝土黏结能力
桥梁的预制梁体顶部需要施工人员做一遍刷毛处理,使石子露出,若在梁体之间设计了绞缝混凝土,那在浇筑的过程中要对桥面混凝土和梁的结合状况进行密切的关注。在梁底彻底清扫干净之后便可进行钢筋的绑扎工作,需要特别注意的是桥表面的浮渣是必须清除干净的,如有条件的话也可采用气泵或高压水冲洗。混凝土摊铺浇筑前还需对梁顶进行洒水工作确保湿润度,但要谨防产生积水现象。桥面的全宽施工需要一次性完成,当桥面过宽时可将桥面分为两幅施工,通常情况下需先对横坡较低的部位浇筑避免出现养生水二次污染。在混凝土浇筑前还需清理一些杂物,清理之后便可进行更深一步的清除工作,特别是接缝的位置要做到最大程度的清理。
3.4 提高桥面混凝土整体强度
当桥面出现积水现象时要将积水立即清除,才能将混凝土摊铺到上面,用拉平板振动器进振动梁振捣,之后还需用滚杠和刮杠两种方式对桥面进行人工抹面压实找平。养护工作也需要定时开展,避免温度较高时桥面水分蒸发造成裂纹,从而降低混凝土的强度,冬季时禁止在桥面进行混凝土施工作业。比如,当桥面的混凝土厚度大约为10cm时,桥面很容易暴露在空中导致桥面被冻,特别是在入冬,气温变化不稳定时,需要特别注意桥面的后期养护。进行浇筑混凝土时需要用吊车进行泵送或提升,避免混凝土运输车碾压钢筋。此外,桥面的铺装工作还需要按顺序施工,并提前对桥面纵横向的工作缝隙做好防水处理。在此过程中需要注意梁顶的高程,保证铺装厚度的均匀性,避免局部过薄不能承受设计荷载,同时,要注意铺装钢筋网片的保护层。通常情况下,高速公路的铺装都打高1cm,在加铺沥青混凝土前进行精铣刨的工艺,避免保护层不均匀造成钢筋网片的暴露而影响使用寿命。
4 结束语
对桥梁铺装层裂缝病害进行处理,应该通过优化设计方案、完善施工方案、优化施工程序和施工方法、做好后期保养工作等方式进行,只有通过这样的方式,才可以有效降低桥梁铺装层出现裂缝病害的概率,增加桥梁的使用年限,确保桥面能够安全顺畅的通行,从而促进我国桥梁工程施工的发展。
参考文献:
[1] 张逸琳. 城市高架桥沥青铺装结构受力特征及其粘结层受力研究[D].西南交通大学,2017.
[2] 张志刚. 钢桥面高延性水泥基材料铺装层自愈合机理与疲劳损伤研究[D].东南大学,2016.
[3] 刘洋. 基于近场动力学的混凝土桥面铺装裂纹萌生及扩展模拟[D].华中科技大学,2016.
[4] 李嘉,冯啸天,邵旭东,王懿,曹君辉.STC钢桥面铺装新体系的力学计算与实桥试验对比分析[J].中国公路学报,2014,27(03):39-44+50.
[5] 黄卫,张晓春,胡光伟.大跨径钢桥面铺装理论与设计的研究进展[J].东南大学学报(自然科学版),2002(03):480-487.