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        探討橋面鋪裝病害原因及預(yù)防措施

        2013-12-10 03:40:34李鵬

        李鵬

        【摘 要】現(xiàn)代公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢是:行車速度高、載重量大、車流量大。因此,作為橋梁直接承載層的橋面鋪裝 必須適應(yīng)這一運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),鋪裝層必須具有較高的強(qiáng)度和足夠的厚度,足夠的含筋率,以及合理的鋼筋空間分布,以防止橋面鋪裝早期病害的發(fā)生。

        【關(guān)鍵詞】橋面鋪裝;病害原因;原因分析;防治措施

        0.前言

        隨著公路橋梁建設(shè)的快速發(fā)展,有的橋梁建成通車之后不久就出現(xiàn)了問題,個(gè)別路段橋面鋪裝不斷出現(xiàn)較大面積的早期破壞。橋面鋪裝病害多種多樣,引起的原因是多方面的,應(yīng)針對其成因,采用預(yù)防為主的原則,加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工等方面的管理,確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。

        1.橋面鋪裝早期破壞的原因分析

        橋面鋪裝破壞以后,不但有損橋梁的整體形象,而且行車不舒適甚至易出現(xiàn)交通安全事故,社會(huì)影響極大。

        1.1設(shè)計(jì)方面

        現(xiàn)代公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢是,行車速度高、載重量大、車流量大。因此,作為橋梁直接承載層的橋面鋪裝的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)這一運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),鋪裝層必須具有較高的強(qiáng)度和足夠的厚度,足夠的含筋率,以及合理的鋼筋空間分布,以防止混凝土開裂破壞,并保證耐磨。橋面鋪裝設(shè)計(jì)多為8cm左右,厚度偏薄,在交通量及車輛荷載日益加重的情況下,易造成破壞。

        1.2橋面板剛度不足

        一是部分橋梁為了減輕恒載,以增加鋼筋用量或采用高強(qiáng)度鋼筋來減薄橋面板的厚度時(shí)造成橋面板剛度不夠,在重荷載的作用下引起較大的形變,加上車輛的連續(xù)沖擊震動(dòng),使橋面板及鋪裝層出現(xiàn)開裂,且發(fā)展迅速。二是鋪裝層與梁表面粘結(jié)弱,在橋面進(jìn)行鋪裝前沒有將結(jié)合表面清洗干凈,鑿毛的密度和深度不夠,導(dǎo)致鋪裝層與梁面之間的粘結(jié)能力不足。在荷載作用下鋪裝層與主要承重構(gòu)件不能以一個(gè)整體工作來承受外荷載,破壞了混凝土的整體性,在行車的劇烈沖擊和荷載作用下容易使橋面出現(xiàn)脫皮、裂縫、剝落等現(xiàn)象。三是負(fù)彎矩的影響。對于連續(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容易產(chǎn)生裂縫,從而造成橋面鋪裝的損壞。四是橋面防水層的影響。由于防水層的強(qiáng)度與主板和鋪裝層的強(qiáng)度有差異,中間柔性夾層會(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,彼此間的縫隙越來越大,直到松散脫落。

        1.3施工原因

        ①鋪裝層的厚度偏小。由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計(jì)標(biāo)高,或由于整橋面縱橫坡施工工藝控制欠佳等原因,施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值相差較大,一般在測量主梁頂面標(biāo)高后對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度,如果調(diào)整不好,就會(huì)造成鋪裝層不均,使橋面鋪裝層局部過薄,削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,這也是橋面早期損壞的原因之一。②鋪裝層內(nèi)鋼筋網(wǎng)錯(cuò)位。鋼筋網(wǎng)在進(jìn)行綁扎和澆注混凝土?xí)r的自重壓力,導(dǎo)致其緊貼橋面板而改變原設(shè)計(jì)鋼筋網(wǎng)位置,削弱了鋼筋網(wǎng)的分布筋承受荷載的能力,尤其對于出現(xiàn)負(fù)彎矩的橋面鋪裝層,容易出現(xiàn)橋面裂縫等損壞現(xiàn)象。③混凝土的干縮作用。對于泵送混凝土工藝,為滿足坍落度的要求,除摻外加劑外,還常用加大水泥用量和適當(dāng)加大水灰比的辦法,這兩者都是影響混凝土干縮的主要因素。④混凝土質(zhì)量的影響?;炷恋氖┕べ|(zhì)量直接影響橋面鋪裝層的壽命?;炷恋脑牧?、級配、拌合物的和易性較差不能夠控制不良混凝土中蜂窩、麻面、強(qiáng)度降低等缺陷,這些缺陷破壞了鋪裝層的整體性,降低了鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力,使鋪裝層建成后經(jīng)短期荷載作用便發(fā)生混凝土的破壞。

        2.橋面鋪裝早期破壞的防治措施

        2.1鋪裝層的厚度設(shè)計(jì)

        由于鋪裝層的厚度設(shè)計(jì)現(xiàn)行規(guī)范沒有較可靠的計(jì)算方法,橋面柔性鋪裝層的厚度一般是按傳統(tǒng)或經(jīng)驗(yàn)做法來確定的,瀝青鋪裝層的結(jié)構(gòu)類型也是跟著路面結(jié)構(gòu)類型而定,然而橋面鋪裝是一個(gè)受力復(fù)雜的動(dòng)力體系,各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布,加上山區(qū)公路受地形條件的影響,很大一部分橋面有較大的坡度,重車上下坡均導(dǎo)致瀝青層內(nèi)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力,瀝青混和料的抗變形能力不足將引起無確定破壞面的剪切變形,推移、車轍現(xiàn)象嚴(yán)重。

        2.2橋面雨水孔與落水管設(shè)計(jì)要保證橋面水的排除

        橋面雨水孔與落水管的設(shè)置無論在設(shè)計(jì)還是施工階段都應(yīng)該嚴(yán)格要求,不容忽視。應(yīng)避免出現(xiàn)以下幾種情況:收水口小,不能及時(shí)將水泄走;收水口標(biāo)高高于周圍標(biāo)高,造成積水;收水口高出水泥混凝土表面,而且周圍混凝土不密實(shí),造成管周圍漏水;出水管過短,發(fā)生尿檐現(xiàn)象。

        2.3橋面防水層應(yīng)有良好的性能

        無論橋面混凝土施工質(zhì)量如何好,均不能完全保證不開裂。所以橋面水泥混凝土鋪裝層上面必須設(shè)置防水層。防水層不但本身要起到防水作用,而且要求其與水泥混凝土和瀝青混凝土都有很好的親和性,附著力好。

        2.4伸縮縫的防水設(shè)置

        由于伸縮縫的形式及安裝質(zhì)量問題,造成該部位最容易損壞,伸縮縫設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視防水問題。

        2.5施工工藝

        施工工藝的控制是瀝青混和料獲得較好性能的關(guān)鍵因素。瀝青混和料鋪裝層離析是造成滲水的直接原因,而瀝青混和料離析的原因非常多,是最難控制的,因此,認(rèn)真嚴(yán)格控制瀝青層施工的各個(gè)環(huán)節(jié),盡量減少瀝青層的離析是保證瀝青鋪裝層不滲水的關(guān)鍵,做好施工組織設(shè)計(jì),保證橋面鋪裝層的施工和路面瀝青混和料的鋪筑的連續(xù)性,重視橋面的施工污染,嚴(yán)格控制施工時(shí)的交通,做到橋面防水層施工成型后能及時(shí)鋪筑瀝青鋪裝層,確保瀝青鋪裝層與橋面防水聯(lián)結(jié)層的結(jié)合良好。

        2.6梁端和帽梁的防水

        由于伸縮縫很難保證完全不漏水,而伸縮縫的漏水對梁端和帽梁的損害又非常嚴(yán)重,所以,對梁端和帽梁頂部也要進(jìn)行防水處理。

        3.其它方面的防治措施

        3.1層間結(jié)合力不足

        層間結(jié)合力不足有設(shè)計(jì)上的原因也有施工原因。如設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層時(shí),沒有對鋪裝的聯(lián)結(jié)層作相應(yīng)設(shè)計(jì),可能僅僅設(shè)計(jì)在水泥混凝土橋面上灑粘層油后直接鋪筑瀝青混和料鋪裝層,而僅靠粘層不能滿足水泥混凝土橋面和鋪裝層之間所需要的粘結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度,致使鋪裝層在行車荷載的剪應(yīng)力作用下完全和水泥混凝土面板分離。

        3.2橋面防水材料

        選擇防水材料不當(dāng),檢驗(yàn)指標(biāo)不明確也是造成防水層不起防水作用,還會(huì)導(dǎo)致橋面混凝土和瀝青鋪裝層層間結(jié)合力不足。

        3.3層間污染問題

        除了做好防水聯(lián)結(jié)層外,鋪裝層施工還應(yīng)注意層間污染問題,保證層間結(jié)合的緊密性,使界面條件為設(shè)計(jì)規(guī)定的連續(xù)的界面條件,此時(shí),層間剪應(yīng)力是不大的,鋪裝層瀝青混和料有足夠的抗剪強(qiáng)度來抵抗流動(dòng)變形。

        3.4材料特性

        瀝青混和料的抗變形能力與拌制混和料所用的材料品質(zhì)及各材料組成及混和料的施工控制有較大關(guān)系,如瀝青的流變特性、礦料的堅(jiān)硬度、粗糙度、棱角性以及瀝青與集料的粘附性等。另一方面瀝青混和料是通過嵌擠形成內(nèi)摩擦力的,瀝青混和料必須要有合理的礦料比例,適當(dāng)?shù)臑r青用量,形成緊密的嵌擠型結(jié)構(gòu),才能有足夠的抗變形強(qiáng)度去抵抗車輛荷載產(chǎn)生的剪切力。對密級配的瀝青混和料而言,增大粒徑可提高混和料的變形能力,但如果級配不好,太粗的集料在混和料中處于不穩(wěn)定的狀態(tài),在車輛輪胎的搓揉下反而容易變形和流動(dòng)。

        4.結(jié)束語

        要根據(jù)不同的原因,對公路橋面鋪裝早期破壞的現(xiàn)象采取針對性措施進(jìn)行防止。加強(qiáng)對公路橋面鋪裝早期破壞原因的治理,并且嚴(yán)格按照要求以及遵循治理的原則。同時(shí)也要完善各種管理制度,加大現(xiàn)場質(zhì)量管理的力度,科學(xué)合理的組織施工,減少橋面鋪裝的病害,提高橋面鋪裝的使用壽命,充分發(fā)揮橋面鋪裝在橋梁結(jié)構(gòu)中的作用,保證公路暢通。 [科]

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