【摘要】隨著我國(guó)高等級(jí)公路通車?yán)锍痰牟粩嘣鲩L(zhǎng),為保證高速公路行車的安全、快捷。必須及時(shí)對(duì)高速公路橋面鋪裝早期病害進(jìn)行處治。本文通過對(duì)當(dāng)前高速公路橋面鋪裝容易發(fā)生早期破壞的現(xiàn)狀,從橋面鋪裝的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)指標(biāo)、施工質(zhì)量、后期養(yǎng)護(hù)及管理等方面分析導(dǎo)致其破壞的原因,并就如何預(yù)防病害的發(fā)生,從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理、法規(guī)建設(shè)等方面提出具體措施和建議。
【關(guān)鍵詞】高速公路;橋面鋪裝;破壞原因;預(yù)防措施
【中圖號(hào)】U416.2【文獻(xiàn)標(biāo)示碼】A【文章編號(hào)】1005-1074(2009)03-0074-01
1橋面鋪裝病害的類型
1.1裂縫瀝青混凝土面層出現(xiàn)開裂,以橫縫、縱縫、網(wǎng)狀裂縫的形式出現(xiàn),將面層除去后,發(fā)現(xiàn)橋面水泥混凝土鋪裝層上也出現(xiàn)裂縫。
1.2擁包橋面鋪裝中的瀝青面層在位于行車道位置發(fā)生縱向擁起,有時(shí)擁起部分向兩側(cè)隆起,對(duì)行車的舒適性、安全性影響較大。
1.3坑槽一般在雨后容易形成,隨著病害的發(fā)展,橋面唧漿、松散在得不到及時(shí)維修處理的情況,受雨水沖刷和行車的作用下,導(dǎo)致粗集料脫落,形成坑洞,面積在0.5~1.0m2之間,對(duì)行車的安全造成嚴(yán)重隱患。
1.4縱向通縫由于橋面鋪裝的滲水,在雨雪鹽水的侵蝕和反復(fù)凍融作用下,水泥橋面鋪裝強(qiáng)度不足,在超重荷載作用下橋面鋪裝損壞,進(jìn)而滲水進(jìn)一步侵蝕絞縫致使絞縫損壞,從而反射到瀝青路面表面層上。
2病害產(chǎn)生原因分析
瀝青混凝土表面層,有粗骨料集中等不均勻現(xiàn)象,路面滲水在重荷載車輛作用下,局部風(fēng)化層脫離或破壞,使透水性進(jìn)一步加大。使路表水(雨雪水、鹽水、油水等)較易浸人橋面鋪裝中。橋面鋪裝局部出現(xiàn)病害后,透水性進(jìn)一步加大,嚴(yán)重的發(fā)展到整個(gè)橋面鋪裝層內(nèi)蓄水,致使橋面鋪裝大面積破損??傊?,橋面鋪裝過早破損產(chǎn)生的原因是大量重荷載車輛作用下的水損害,鹽水的浸入加速了橋面鋪裝破壞的過程。
3橋面鋪裝破壞的預(yù)防措施
3.1重視對(duì)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)理論的研究橋面鋪裝混凝土是澆筑在行車道板上的一種厚度很小、面積較大的薄層結(jié)構(gòu),無論從混凝土拌和物塑性的喪失速度,混凝土表面水分的蒸發(fā)速度、還是鋪裝混凝土本身受力特點(diǎn)、受到的約束限制、承受變形等方面,都與普通結(jié)構(gòu)的混凝土有很大不同,應(yīng)該說是一種特殊結(jié)構(gòu)的混凝土。理論研究工作者應(yīng)對(duì)此進(jìn)行專門研究,提出更適合于橋面鋪裝混凝土自身特點(diǎn)的理論計(jì)算模型,供設(shè)計(jì)人員使用。
3.2改進(jìn)設(shè)計(jì)指標(biāo)
3.2.1增加橋面鋪裝層厚度隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,過薄的橋面鋪裝層已不適應(yīng)車輛發(fā)展的需要,尤其是伸縮縫和橋頭附近的橋面鋪裝層受到的荷載沖擊更大。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高橋面鋪裝層厚度,并針對(duì)因梁板預(yù)拱度的不均可能出現(xiàn)的影響,提出明確的最小厚度要求。
3.2.2提高混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度由于鋪裝混凝土與一般的路面結(jié)構(gòu)不同,其受力較復(fù)雜,且不利因素多。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提高其強(qiáng)度,建議將其標(biāo)號(hào)提高至C40,同時(shí),適當(dāng)提高混凝土的抗?jié)B等級(jí),并應(yīng)在設(shè)計(jì)中進(jìn)一步明確。另外,對(duì)橋面鋪裝鋼筋建議作雙層鋼筋網(wǎng)設(shè)計(jì),或加大鋼筋直徑至12,以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的車輛荷載。
3.2.3強(qiáng)化行車道板間聯(lián)接設(shè)計(jì)目前橋面板間聯(lián)接多采用預(yù)埋鋼筋錨固的方式聯(lián)系,在鋪裝層及企口縫混凝土上未做專門的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì),導(dǎo)致橋面系整體性不好,容易形成單板受力。而單板不同的位移應(yīng)力全部由橋面鋪裝層來承擔(dān),導(dǎo)致產(chǎn)生貫穿橋面鋪裝的縱向裂縫,加劇了橋面鋪裝的損壞,也不利于橋梁整體分散受力。
3.3改進(jìn)施工工藝,保證鋪裝混凝土質(zhì)量
3.3.1層間粘接與梁體表面混凝土的處理橋面鋪裝施工前應(yīng)先鑿除梁體表面浮漿,并均勻鑿毛梁體表面,同時(shí),還應(yīng)對(duì)鑿后的混凝土松散顆粒、砂石、泥污等清除干凈,確保聯(lián)接面干凈、粗糙。為進(jìn)一步提高粘結(jié)能力,還可采取在鑿毛的梁體上涂抹界面粘結(jié)劑(如環(huán)氧樹脂液等),或采用植筋的方法,即在梁體上植入錨筋,并將其與鋪裝層鋼筋網(wǎng)連結(jié)等,以增強(qiáng)橋面鋪裝與梁板的整體性,共同地參與受力,提高整體剛度。
3.3.2選用合適的原材料和配合比由于混凝土具有抗壓強(qiáng)度高、抗折(拉)強(qiáng)度低的特點(diǎn),因此,如何提高其抗折強(qiáng)度是保證混凝土在剪切應(yīng)力和溫度應(yīng)力作用下,有較好的抗疲勞能力的重要保證。在施工中應(yīng)注意粗骨料的粒徑,有實(shí)驗(yàn)表明,隨著粒徑的增大,混凝土的抗折強(qiáng)度降低,作為鋪裝層的粗骨料最大粒徑不能超過2cm。
3.3.3準(zhǔn)確定位鋼筋網(wǎng)施工中可采取設(shè)置定位鋼筋的方法,以保證鋼筋網(wǎng)定位準(zhǔn)確。定位鋼筋可埋設(shè)于梁板中,并與鋼筋網(wǎng)連結(jié)。施工時(shí)采用鋪設(shè)墊板等措施,避免施工人員和機(jī)具在鋼筋網(wǎng)上直接碾壓,以防止鋼筋網(wǎng)出現(xiàn)較大的變形。
3.4適當(dāng)摻入其它材料,改善混凝土結(jié)構(gòu)性能
3.4.1摻粉煤灰粉煤灰不僅可以改善混凝土的工作性能,還可以利用石灰吸收效應(yīng)減少混凝土中的氫氧化鈣的含量,從而提高混凝土的耐久性。粉煤灰的內(nèi)比表面積和燒失量對(duì)水泥混凝土的干縮影響大,而且粉煤灰的加入可降低混凝土水化熱,降低混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力的起點(diǎn)溫度,減小混凝土降至環(huán)境溫度時(shí)溫差,有效防止溫度裂縫的發(fā)生。
3.4.2摻入鋼纖維鋼纖維能有效抑制干縮的發(fā)展,在混凝土中摻人1.5%左右的鋼纖維,可以在混凝土中形成亂向分布的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而抑制混凝土干縮。
3.4.3摻外加劑適當(dāng)?shù)呐蛎泟┖鸵龤鈩?duì)于提高混凝土抗干縮能力和抗折強(qiáng)度有十分明顯的作用,這對(duì)于減少因混凝土自身性能產(chǎn)生的各種裂縫十分有利。