论文部分内容阅读
摘要：当今社会飞速发展，公路设施随之八达，由于运输工具的急剧增多，交通道路所承受的压力越来越重，这就给路面施工提出了越来越高的要求。现在的公路路面大多是沥青路面，因此，对于沥青路面施工的研究以提高路面的使用寿命尤为重要。笔者多年来一直从事路面施工的工作，根据多年的工经验，对沥青路面常用的方法、新材料、新技术方面展开探讨，希望能够对该领域的研究以及更进一步的工作开展提供一些可行性的建议。
关键词：公路；桥面；桥面铺装；原因；质量控制
Abstract: The author has been engaged in road construction work, based on years of work experience, the commonly used method of asphalt pavement, new materials, new technologies, discusses research in this field, as well as further work to provide some viable suggestions.Key words: highway; deck; deck pavement; reason; quality control
中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02
1前言
在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面就是沥青路面是指沥青路面，现在常用的沥青路面包括：沥青混凝土路面，广拌沥青碎石路面，沥青贯入式路面，沥青表面处治路面等多种。沥青路面已经有半个多世纪的历史了，因其使用的沥青结合料能够提高抗损害能力，并且可以使路面平整而少尘，经久耐用等，所以沥青路面是一种使用极为广泛的高级路面。在我国，沥青路面目前已是铺筑面积最多的一种路面。例如某工程实例，施工状况如下：高速公路沥青面层结构上为4cm改性沥青SUP-13+5cm普通沥青SUP-20+7cm普通沥青SUP-25,基层为半刚性基层。该高速公路混凝土桥梁路面通车三年后便出现不同程度的早期损坏现象,主要损坏形式有坑槽、露骨、唧浆、弯沉超标和沉陷等,严重影响道路的使用功能。。笔者对某高速公路主要桥梁进行了修补前的调查,发现早期损坏现象最为严重,某桥面的反修率为正常路段的二倍。由此揭示了桥面铺装病害的原因,通过桥面铺装,不仅可改善桥梁的路用性能。还可提高路面的结构性能,以满足将来交通量的要求。并结合修补工艺和实际工作中的成功经验提出了看法。
2桥面破坏的主要原因及对策
2.1混凝土桥面铺装的病害及原因分析
调查研究发现混凝土桥面铺装损坏的主要原因有:厚度不足;强度不够;层间粘接不良,各种路面各层间粘接不好。经过长时间调查,其沥青铺装层的病害及原因分析如下:
(1)压实度不足。由于过分追求平整度,而忽视了压实度,使路面强度低、渗水、引起早期损坏。另外摊铺宽度过宽引起边部材料的离析,也是边部压实度不足的原因。
(2)厚度不足。由于预拱度的差异和路基上三层沥青厚度的调整不当,都可能使得该层路面厚度不足或该层局部厚度不足,这也是引起桥面铺装早期损坏的主要原因之一。
(3)层间结合不良,使得桥面发挥不了整体作用。
(4)路面内部排水不良。一般路面与桥面的区别在于:路面的雨水可以通过横坡排至路面边缘排向路肩,排出路基;而桥面边缘由于有护栏挡住了雨水,无法从横向排出,只能顺护栏墙沿纵向排至泄水孔。若不采用路面内部排水措施,排除渗入路面中的雨水,在高温(路面温度可达70℃)和高压(行车时的动水压力)作用下,就容易把沥青膜剥落,使路面产生早期损坏。在调查中,通过开挖路面发现有的地方路表面沥青很多,但下面的碎石料已经没有沥青膜,形成了裸状碎石。
2.2防治措施
2.2.1改善桥面系的结构设计
(1)梁体顶层应设计与桥面牢固结合的预留钢筋,以中6cm~10cm为宜,预留高度根据桥面厚度而定,一般为4cm~8cm。
(2)预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑所影响桥面厚度的因素,施工时一般按墩台、支座设计高度进行控制。大梁就位后跨中由于拱度影响桥面达不到设计厚度,又不能为达到桥面厚度而提高标高,造成人为的施工缺陷,设计时应以梁体跨中最小的厚度为桥面计算厚度。
(3)适当增加桥面混凝土厚度和桥面钢筋网的密度。加大钢筋直径及等级标准,有沥青表面的桥面混凝土最小厚度不小于8cm,直接行车的桥面水泥混凝土为12cm~16cm,钢筋宜为中12mm,间距10cm×10cm,特重車辆时可进行双层钢筋网设计。
(4)由伸缩缝处的混凝土破坏延至沥青混凝土出现坑槽,伸缩缝在设计上除在梁端留有足够的锚固钢筋外,还应设计不低于C50级的钢纤维混凝土。为保证其平整度,明确要求伸缩缝在沥青混凝土铺装完成后进行施工。
(5)泄水孔收水口底部标高的设计低于水泥混凝土桥面顶至少1m,收水口周围做成15cm~20cm倾斜收坡,保证渗入沥青混凝土路面的水能很顺畅地通过泄水孔排走,防止余水冻胀造成路面破坏。距沥青混凝土底部处,开2m左右的槽,以便排出进入路面的雨水。另外也可以在路边和桥梁护栏墙之间铺筑15cm宽与路面同厚的黑色碎石,以便排除进入路面内部的水分。
(6)桥面沥青混凝土设计2层,每层4cm~5cm,不但可提高平整度,而且对耐久性也有可靠保证。
2.2.2提高桥面混凝土与大梁顶面混凝土的粘接能力
(1)在预制梁体对其顶面进行刷毛处理,刷毛深度露出石子3cm~5cm,刷毛后及时清扫干净。
(2)梁与梁之间如设计了绞缝混凝土,浇注混凝土时高度低于梁面3cm~5cm做成槽口。浇注桥面混凝土后每条槽口形成“小梁”,加强桥面混凝土与梁的结合。
(3)桥面钢筋绑扎前必须对梁顶进行彻底清扫,凿除表层浮渣,必要时用气泵高压水冲洗。浇注混凝土摊铺前洒水湿润梁顶但不得有积水。
(4)桥面全宽施工时一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇注横坡较低的一幅,避免养生水对另一幅的二次污染。第二幅浇注混凝土前对粉尘杂物还必须进行一次清除,特别对接缝处更应细致地清理干净。
(5)当桥面混凝土达到一定强度时,要对其特殊部位进行检查,发现工作缝裂纹有上翘现象时用小锤轻敲看是“空鼓”,确定其范围。用切割机切至桥面钢筋处人工凿除并清除干净后重新浇注混凝土。
2.2.3确保桥面混凝土有足够的整体强度
(1)确保桥面混凝土有足够的整体强度。混凝土拌合料级配要合理,具有良好的和易性,掺外加剂现场施工时坍落度一般为3cm~5cm,夏季施工可配制坍落度5cm~7cm。桥面如有积水用麻布沾水清除后再摊铺混凝土,用人工拉平板振动器振捣与振动梁振捣,然后用滚杠、刮杠人工抹面压实凿平。
(2)及时进行遮盖洒水养生,大风或高温时对整平后的混凝土及时用塑料覆盖,防止水分蒸发过快造成混凝土裂纹,降低混凝土强度。
(3)严格控制桥面混凝土冬季施工。桥面混凝土一般厚10cm左右,又暴露在空中,极易受冻。特别是气温突变的初冬更应引起高度重视。混凝土在初凝时一旦受冻,将成为“豆腐渣”而不能使用。
(4)保证桥面钢筋的正确位置,特别强调桥面钢筋网与梁顶必须有一定的保护层。浇注混凝土采用吊车提升或泵送为宜。禁止混凝土运输直接碾压钢筋,必要时搭设简易过桥板车道。
(5)桥面铺装分幅施工时,应对纵横向工作缝进行防渗水处理。连续梁高计时考虑了负弯矩的桥面开裂,设备二节六涂防渗水措施,而分幅施工的桥面工作缝的渗水也不可忽视。
2.2.4保证桥面混凝土与沥青混凝土有较好结合面
混凝土初凝时拉毛或压毛是桥面混凝土传统的制毛工艺,表层平整美观大方,但表层存有不密实的浮浆与沥青混凝土结合不理想。在长期超载车轮的碾压下,桥面混凝土浮浆便“未老先衰”被损坏,进而引起沥青混凝土的损坏。因此刷毛工艺用普通的钢丝刷人工操作,重点是掌握刷毛时间,过早不均匀,容易刷掉石子,沾刷子不易操作,晚了则刷不动,一般掌握在初凝以后不沾刷子最好。必要时集中人力打突击战。刷毛二遍为宜,第一遍纵向刷,第二遍横向刷,深度以露出石子2mm~3mm即可,刷后即可用笤帚把粉未清扫出桥面范围。
2.2.5桥面沥青混凝土的铺装
由于桥面设置了护栏、伸缩缝,增加了沥青混凝土摊铺难度。在大跨径简支梁上工作时由于机身质量引起大梁挠度变化也可能影响其精度,沥青混凝土摊铺工作较路基基层上工作更为重要,主要做好如下工作:
(1)在铺筑沥青混凝土之前,对水泥混凝土平整度、粗糙度进行检查。对伸缩缝处混凝土预留槽用黄砂等松散材料临时铺垫与两侧桥面混凝土平整,清扫水泥混凝土面层,保证清洁干燥。粘层油宜采用快裂洒布乳化沥青、机械喷布工艺,用量为0.3kg/m2~0.4kg/m2。要洒布均匀,洒油过量局部积油量较多时应刮除。粘层油喷洒后严禁行人或车辆通过,乳化沥青待破乳水份蒸发完后方可铺筑沥青混凝土,当气温低于10度或水泥混凝土潮湿时不得喷散粘层油。
(2)铺筑沥青混凝土要采用机械摊铺。大桥桥长及宽度范围应在较短时间内一次铺筑完成,前后2台摊铺机尽量缩短距离,纵向接缝应在前台铺筑的沥青实际温度1000℃以上连接铺筑并进行碾压。安装伸缩缝隙装置前进行划线切割,并清除沥青混凝土及松散填充材料。
(3)铺筑桥面混凝土应选晴天,运料车应用逢布覆盖,用以保温防尘。摊铺机应缓慢均匀连续不问断地摊铺,不得中途停顿或改变摊铺速度。速度控制在2m/min~6m/min,具体应根据供料能力、机械配套及摊铺的宽度厚度确定。摊铺后尽快进行碾压,施工车辆和机械不准停留在新铺筑的沥青混凝土面层上,也不准柴油之类的油料滴漏在沥青混凝土面层上,以免引起软化壅包而造成沥青混凝土返工或修补。
2.2.6桥面铺装破损与防水层的关系
桥面铺装早期破损与防水层材料选择不当及施工质量有关。过厚的防水层和粘结性差的防水层,在重载交通的反复作用下使沥青混凝土铺裝层产生推移、松散,导致桥面铺装破损。防止桥面铺装早期破损的关键:一是解决沥青混凝土铺装层透水问题,二是防止由于防水层施工在沥青混凝土桥面铺装层和水泥混凝土桥面之间形成薄弱夹层或无粘结层。因此,在重交通下建议不要采用卷材和粘结性差的防水材料。SBS改性沥青防水层既解决了防水问题,且它在施工时与沥青混合料粘结成了一个整体,是一种经济、实用、效果良好的防水材料。
3结语
综上所述,桥面系作为公路桥梁至关重要一环,其质量的好坏直接影响到整座桥梁的质量及使用效果。本文所介绍的是笔者在从事公路工程工作中,结合自己经验和知识,提出的对造成桥面破坏原因的一些看法。在实际工作中,怎样实施,应该在学习借鉴的基础上根据实际情况,本着实事求是的态度,创造性的发挥。另外,路面早期损坏的原因很复杂,不能简单地归结为某一种原因,因为每个桥面的具体情况不一样,有个别的原因,也有共性的原因。高速公路混凝土桥梁路面一旦出现损害,必须选择合适的修补时机、从设计、施工、养护等方面采取系统措施才能确保桥面铺装质量。提出的一些措施在工作中是成功的,但要因地、因时制宜。这样可有效延长沥青路面的使用寿命,取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]JU07312-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].
[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3]沈金安.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004.
关键词：公路；桥面；桥面铺装；原因；质量控制
Abstract: The author has been engaged in road construction work, based on years of work experience, the commonly used method of asphalt pavement, new materials, new technologies, discusses research in this field, as well as further work to provide some viable suggestions.Key words: highway; deck; deck pavement; reason; quality control
中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02
1前言
在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面就是沥青路面是指沥青路面，现在常用的沥青路面包括：沥青混凝土路面，广拌沥青碎石路面，沥青贯入式路面，沥青表面处治路面等多种。沥青路面已经有半个多世纪的历史了，因其使用的沥青结合料能够提高抗损害能力，并且可以使路面平整而少尘，经久耐用等，所以沥青路面是一种使用极为广泛的高级路面。在我国，沥青路面目前已是铺筑面积最多的一种路面。例如某工程实例，施工状况如下：高速公路沥青面层结构上为4cm改性沥青SUP-13+5cm普通沥青SUP-20+7cm普通沥青SUP-25,基层为半刚性基层。该高速公路混凝土桥梁路面通车三年后便出现不同程度的早期损坏现象,主要损坏形式有坑槽、露骨、唧浆、弯沉超标和沉陷等,严重影响道路的使用功能。。笔者对某高速公路主要桥梁进行了修补前的调查,发现早期损坏现象最为严重,某桥面的反修率为正常路段的二倍。由此揭示了桥面铺装病害的原因,通过桥面铺装,不仅可改善桥梁的路用性能。还可提高路面的结构性能,以满足将来交通量的要求。并结合修补工艺和实际工作中的成功经验提出了看法。
2桥面破坏的主要原因及对策
2.1混凝土桥面铺装的病害及原因分析
调查研究发现混凝土桥面铺装损坏的主要原因有:厚度不足;强度不够;层间粘接不良,各种路面各层间粘接不好。经过长时间调查,其沥青铺装层的病害及原因分析如下:
(1)压实度不足。由于过分追求平整度,而忽视了压实度,使路面强度低、渗水、引起早期损坏。另外摊铺宽度过宽引起边部材料的离析,也是边部压实度不足的原因。
(2)厚度不足。由于预拱度的差异和路基上三层沥青厚度的调整不当,都可能使得该层路面厚度不足或该层局部厚度不足,这也是引起桥面铺装早期损坏的主要原因之一。
(3)层间结合不良,使得桥面发挥不了整体作用。
(4)路面内部排水不良。一般路面与桥面的区别在于:路面的雨水可以通过横坡排至路面边缘排向路肩,排出路基;而桥面边缘由于有护栏挡住了雨水,无法从横向排出,只能顺护栏墙沿纵向排至泄水孔。若不采用路面内部排水措施,排除渗入路面中的雨水,在高温(路面温度可达70℃)和高压(行车时的动水压力)作用下,就容易把沥青膜剥落,使路面产生早期损坏。在调查中,通过开挖路面发现有的地方路表面沥青很多,但下面的碎石料已经没有沥青膜,形成了裸状碎石。
2.2防治措施
2.2.1改善桥面系的结构设计
(1)梁体顶层应设计与桥面牢固结合的预留钢筋,以中6cm~10cm为宜,预留高度根据桥面厚度而定,一般为4cm~8cm。
(2)预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑所影响桥面厚度的因素,施工时一般按墩台、支座设计高度进行控制。大梁就位后跨中由于拱度影响桥面达不到设计厚度,又不能为达到桥面厚度而提高标高,造成人为的施工缺陷,设计时应以梁体跨中最小的厚度为桥面计算厚度。
(3)适当增加桥面混凝土厚度和桥面钢筋网的密度。加大钢筋直径及等级标准,有沥青表面的桥面混凝土最小厚度不小于8cm,直接行车的桥面水泥混凝土为12cm~16cm,钢筋宜为中12mm,间距10cm×10cm,特重車辆时可进行双层钢筋网设计。
(4)由伸缩缝处的混凝土破坏延至沥青混凝土出现坑槽,伸缩缝在设计上除在梁端留有足够的锚固钢筋外,还应设计不低于C50级的钢纤维混凝土。为保证其平整度,明确要求伸缩缝在沥青混凝土铺装完成后进行施工。
(5)泄水孔收水口底部标高的设计低于水泥混凝土桥面顶至少1m,收水口周围做成15cm~20cm倾斜收坡,保证渗入沥青混凝土路面的水能很顺畅地通过泄水孔排走,防止余水冻胀造成路面破坏。距沥青混凝土底部处,开2m左右的槽,以便排出进入路面的雨水。另外也可以在路边和桥梁护栏墙之间铺筑15cm宽与路面同厚的黑色碎石,以便排除进入路面内部的水分。
(6)桥面沥青混凝土设计2层,每层4cm~5cm,不但可提高平整度,而且对耐久性也有可靠保证。
2.2.2提高桥面混凝土与大梁顶面混凝土的粘接能力
(1)在预制梁体对其顶面进行刷毛处理,刷毛深度露出石子3cm~5cm,刷毛后及时清扫干净。
(2)梁与梁之间如设计了绞缝混凝土,浇注混凝土时高度低于梁面3cm~5cm做成槽口。浇注桥面混凝土后每条槽口形成“小梁”,加强桥面混凝土与梁的结合。
(3)桥面钢筋绑扎前必须对梁顶进行彻底清扫,凿除表层浮渣,必要时用气泵高压水冲洗。浇注混凝土摊铺前洒水湿润梁顶但不得有积水。
(4)桥面全宽施工时一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇注横坡较低的一幅,避免养生水对另一幅的二次污染。第二幅浇注混凝土前对粉尘杂物还必须进行一次清除,特别对接缝处更应细致地清理干净。
(5)当桥面混凝土达到一定强度时,要对其特殊部位进行检查,发现工作缝裂纹有上翘现象时用小锤轻敲看是“空鼓”,确定其范围。用切割机切至桥面钢筋处人工凿除并清除干净后重新浇注混凝土。
2.2.3确保桥面混凝土有足够的整体强度
(1)确保桥面混凝土有足够的整体强度。混凝土拌合料级配要合理,具有良好的和易性,掺外加剂现场施工时坍落度一般为3cm~5cm,夏季施工可配制坍落度5cm~7cm。桥面如有积水用麻布沾水清除后再摊铺混凝土,用人工拉平板振动器振捣与振动梁振捣,然后用滚杠、刮杠人工抹面压实凿平。
(2)及时进行遮盖洒水养生,大风或高温时对整平后的混凝土及时用塑料覆盖,防止水分蒸发过快造成混凝土裂纹,降低混凝土强度。
(3)严格控制桥面混凝土冬季施工。桥面混凝土一般厚10cm左右,又暴露在空中,极易受冻。特别是气温突变的初冬更应引起高度重视。混凝土在初凝时一旦受冻,将成为“豆腐渣”而不能使用。
(4)保证桥面钢筋的正确位置,特别强调桥面钢筋网与梁顶必须有一定的保护层。浇注混凝土采用吊车提升或泵送为宜。禁止混凝土运输直接碾压钢筋,必要时搭设简易过桥板车道。
(5)桥面铺装分幅施工时,应对纵横向工作缝进行防渗水处理。连续梁高计时考虑了负弯矩的桥面开裂,设备二节六涂防渗水措施,而分幅施工的桥面工作缝的渗水也不可忽视。
2.2.4保证桥面混凝土与沥青混凝土有较好结合面
混凝土初凝时拉毛或压毛是桥面混凝土传统的制毛工艺,表层平整美观大方,但表层存有不密实的浮浆与沥青混凝土结合不理想。在长期超载车轮的碾压下,桥面混凝土浮浆便“未老先衰”被损坏,进而引起沥青混凝土的损坏。因此刷毛工艺用普通的钢丝刷人工操作,重点是掌握刷毛时间,过早不均匀,容易刷掉石子,沾刷子不易操作,晚了则刷不动,一般掌握在初凝以后不沾刷子最好。必要时集中人力打突击战。刷毛二遍为宜,第一遍纵向刷,第二遍横向刷,深度以露出石子2mm~3mm即可,刷后即可用笤帚把粉未清扫出桥面范围。
2.2.5桥面沥青混凝土的铺装
由于桥面设置了护栏、伸缩缝,增加了沥青混凝土摊铺难度。在大跨径简支梁上工作时由于机身质量引起大梁挠度变化也可能影响其精度,沥青混凝土摊铺工作较路基基层上工作更为重要,主要做好如下工作:
(1)在铺筑沥青混凝土之前,对水泥混凝土平整度、粗糙度进行检查。对伸缩缝处混凝土预留槽用黄砂等松散材料临时铺垫与两侧桥面混凝土平整,清扫水泥混凝土面层,保证清洁干燥。粘层油宜采用快裂洒布乳化沥青、机械喷布工艺,用量为0.3kg/m2~0.4kg/m2。要洒布均匀,洒油过量局部积油量较多时应刮除。粘层油喷洒后严禁行人或车辆通过,乳化沥青待破乳水份蒸发完后方可铺筑沥青混凝土,当气温低于10度或水泥混凝土潮湿时不得喷散粘层油。
(2)铺筑沥青混凝土要采用机械摊铺。大桥桥长及宽度范围应在较短时间内一次铺筑完成,前后2台摊铺机尽量缩短距离,纵向接缝应在前台铺筑的沥青实际温度1000℃以上连接铺筑并进行碾压。安装伸缩缝隙装置前进行划线切割,并清除沥青混凝土及松散填充材料。
(3)铺筑桥面混凝土应选晴天,运料车应用逢布覆盖,用以保温防尘。摊铺机应缓慢均匀连续不问断地摊铺,不得中途停顿或改变摊铺速度。速度控制在2m/min~6m/min,具体应根据供料能力、机械配套及摊铺的宽度厚度确定。摊铺后尽快进行碾压,施工车辆和机械不准停留在新铺筑的沥青混凝土面层上,也不准柴油之类的油料滴漏在沥青混凝土面层上,以免引起软化壅包而造成沥青混凝土返工或修补。
2.2.6桥面铺装破损与防水层的关系
桥面铺装早期破损与防水层材料选择不当及施工质量有关。过厚的防水层和粘结性差的防水层,在重载交通的反复作用下使沥青混凝土铺裝层产生推移、松散,导致桥面铺装破损。防止桥面铺装早期破损的关键:一是解决沥青混凝土铺装层透水问题,二是防止由于防水层施工在沥青混凝土桥面铺装层和水泥混凝土桥面之间形成薄弱夹层或无粘结层。因此,在重交通下建议不要采用卷材和粘结性差的防水材料。SBS改性沥青防水层既解决了防水问题,且它在施工时与沥青混合料粘结成了一个整体,是一种经济、实用、效果良好的防水材料。
3结语
综上所述,桥面系作为公路桥梁至关重要一环,其质量的好坏直接影响到整座桥梁的质量及使用效果。本文所介绍的是笔者在从事公路工程工作中,结合自己经验和知识,提出的对造成桥面破坏原因的一些看法。在实际工作中,怎样实施,应该在学习借鉴的基础上根据实际情况,本着实事求是的态度,创造性的发挥。另外,路面早期损坏的原因很复杂,不能简单地归结为某一种原因,因为每个桥面的具体情况不一样,有个别的原因,也有共性的原因。高速公路混凝土桥梁路面一旦出现损害,必须选择合适的修补时机、从设计、施工、养护等方面采取系统措施才能确保桥面铺装质量。提出的一些措施在工作中是成功的,但要因地、因时制宜。这样可有效延长沥青路面的使用寿命,取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]JU07312-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].
[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3]沈金安.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004.