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摘要:在我国经济快速发展的带领下,高速公路在近几年有了突破性发展,桥涵作为公路桥梁的重要组成部分,桥面工程质量更引起了人们的重视、所以现如今该怎样把公路桥面容易出现的病害问题处理好已是当前公路施工人员面对的问题。本文通过桥面铺装概念以及桥面主要铺装形式进行分析,找出其中的问题,期望能对我国的公路桥面铺装提供一些理论借鉴。
关键词:公路桥面;铺装;早期破坏;治理方法
中图分类号: X734 文献标识码: A
引言
随着车辆呈现大型化发展的趋势,我国公路桥梁承受的压力也日益加大,桥面铺装层的破坏周期越来越短,桥面铺装层的破坏减少了公路的使用寿命,并且在维修过程中也加大了维修的难度和经费的投入。对公路桥面铺装早期破坏的原因进行分析,并且提出相应的解决措施,促使我国公路的正常使用是我国的当务之急。
一、公路桥面铺装概念
在我国当前所建设的高速公路中,公路的桥面铺装结构设计一般都采用沥青混凝土加铺水泥混凝土防水层结构,这种铺装结构施工难度小,平整度好把握,车辆行驶舒适。但是,这种铺装结构具有渗水能力差的缺陷,渗水结构层地水在反复融化和冻结和重载车辆的作用下容易导致桥面铺装层的早期损伤。桥面铺装是公路桥面系统的重要组成部分,主要对车辆的摩擦起到扩散的作用,同时防止主梁受到过多雨水的侵蚀。
二、桥面早起主要破坏形式
(一)铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移病害。
(二)因温度变化并伴随桥面板或梁结构的挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的共同作用下产生面层松散和坑槽破坏。
(三)随着道路交通量的增加,出现了一些问题,如面层的早期破损、开裂、坑槽、防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生推移等病害。近年来,在我国某省大部分地区的桥面防水层都不同程度的出现了相应病害。设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装,在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为臃包和推移现象。剪切破坏主要是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起。因此,剪切破坏是设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的主要原因。
三、公路桥面铺装早期破坏原因分析
(一)桥梁本身结构设计原因造成的桥面铺装破坏
为了满足恒载的要求而导致桥板缺乏足够的刚性对于部分桥梁为了减轻恒载,以采用高强度钢筋或增加钢筋用量来对桥面板的厚度减薄,造成桥面板刚度不足,这是造成桥板缺乏足够刚性的主要原因。
由于桥面铺装前准备工作做的不够,导致桥板和铺装层粘结力差,在桥面进行铺装前需要准备工作的完善,如果没有将表面清洗干净,并且凿毛的深度和密度不够,将会导致梁面和铺装层之间的粘结能力不足。
拱桥和连续梁桥的结构必然会对桥面铺装产生影响,对于拱桥、连续梁桥及悬臂梁桥等桥型结构。由于荷载的作用而产生拉力或负弯矩,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生裂缝,从而造成桥面铺装的损坏。桥面铺装结构如图1所示。
图1桥面铺装结构
(二)完善桥面的排水系统
导致桥面铺装出现坑槽和拥包等质量病害的最主要的因素就是水的因素,所以,我们必须完善桥面的排水系统,避免水分出现下渗,并将桥面水尽快排出。对于桥面的排水系统,通常采用排、防结合的原则。桥面的渗水本就具有一定的不可避免性,所以桥面铺装就很容易出现早期损坏的问题。要想彻底的解决铺装层内渗入水的排出问题,首先应从材料入手,改用排水性能较好的铺装层,并且设置盲沟,渗入水就会先流入到由渗水材料组成的盲沟,再由间隔一定距离布设的出水管引出桥面。当然这种边缘的排水系统对于排出边缘盲沟较近的表面水和自由水是比较有效的,对于离边缘盲沟距离较远的中心地带的渗入水,其在层间的渗流速率较慢,就无法沿着层间渗流,所以,边缘排水系统还只能改善铺装层内的下渗水的含量。通过以上的论述,我们对导桥面铺装质量病害的调查和检验、桥面铺装质量病害的原因分析以及桥面铺装质量病害的养护对策等三个方面的内容进行了详细的分析和讨论。在对某地区的桥面铺装病害调查和研究的过程中,我们详细的分析了桥面铺装早期损坏的原因,局部损坏可采用局部挖补的方法,而对于横向裂缝也可采用灌缝的措施。另外,重载以及水的因素也是导致桥面铺装早期损坏的重要原因,所以在进行养护工作时,应不断完善桥面的排水系统,并且严禁桥面上出现车辆超载的问题。
(三)加強对高速公路的交通组织进行管理
车道渠化功能的不同,在对高速公路进行交通组织管理中,人为地使桥梁结构运营处于偏载状态,主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平,因此加快了主车道铺装层的疲劳。尤其是随着私营运输业的发展,货运业主为追求短期经济利益,通过改变车厢结构,如加高车轴弹簧和加长车厢等使汽车的载重、轮载及轴重增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用,并使桥梁结构局部超载,加快了主车道铺装层的病害发展。因此,在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁结构受力的基础上,对桥面铺装层进行受力计算。
(四)加强对水泥混凝土施工的控制
为了保证桥面防水混凝土的平整度,我国水泥混凝土一般沿用传统的滚浆法施工工艺,但是,这种施工办法会造成骨料和填充料的分离,会出现强度下降的情况。同时渗透水在不能排出的薄弱环节由于出现融化和冻结的作用或影响桥面铺装层地使用时间;铺装层内钢筋网错位。钢筋网在进行绑捆和浇筑混凝土的自重压力会导导致其紧贴桥面板而改变原设计的钢筋位置,这样就削弱了钢筋网的承载能力,容易出现铺装层的损伤;铺装层的厚度偏小。由于施工因素所造成的梁表超出设计标高,这样就需要在测量主梁顶面标高之后进行调整保证桥面的厚度,如果对厚度调整得不好,会导致铺装层的受力不均,使铺装层出现损伤情况。
(五)加强理论和计算的分析
合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。
结束语
近年来,道路车辆日趋大型化、重型化以及交通量迅猛增长,使桥梁经受的冲击力、荷载疲劳程度及应力超过频率不断提高。本文对公路桥面铺装的早期病害及其原因进行了初步的分析与探讨,总结了当前桥面铺装中出现的问题及其措施。桥面铺装层损坏较为严重,维修周期也越来越短,桥面铺装的早期损坏已成为影响公路交通发挥正常使用功能的一大阻碍,并成为诱发交通事故的主要原因。另外,还要改进铺装技术及提高施工质量,并在实际施工实践中不断对桥面铺装早期损坏问题进行分析解决。
参考文献:
[1]梁国喜.沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析[J].科技致富向导,2013.
[2]李东旻,殷华.公路桥面铺装病害与防治措施探讨[J].科技致富向导,2013.
[3]元志濮,唐斌.公路桥面铺装早期破坏原因及治理方法[J].技术与市场,2013.
[4]马士召.关于桥面铺装早期病害原因探讨及分析[J].华东公路,2013.
关键词:公路桥面;铺装;早期破坏;治理方法
中图分类号: X734 文献标识码: A
引言
随着车辆呈现大型化发展的趋势,我国公路桥梁承受的压力也日益加大,桥面铺装层的破坏周期越来越短,桥面铺装层的破坏减少了公路的使用寿命,并且在维修过程中也加大了维修的难度和经费的投入。对公路桥面铺装早期破坏的原因进行分析,并且提出相应的解决措施,促使我国公路的正常使用是我国的当务之急。
一、公路桥面铺装概念
在我国当前所建设的高速公路中,公路的桥面铺装结构设计一般都采用沥青混凝土加铺水泥混凝土防水层结构,这种铺装结构施工难度小,平整度好把握,车辆行驶舒适。但是,这种铺装结构具有渗水能力差的缺陷,渗水结构层地水在反复融化和冻结和重载车辆的作用下容易导致桥面铺装层的早期损伤。桥面铺装是公路桥面系统的重要组成部分,主要对车辆的摩擦起到扩散的作用,同时防止主梁受到过多雨水的侵蚀。
二、桥面早起主要破坏形式
(一)铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移病害。
(二)因温度变化并伴随桥面板或梁结构的挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的共同作用下产生面层松散和坑槽破坏。
(三)随着道路交通量的增加,出现了一些问题,如面层的早期破损、开裂、坑槽、防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生推移等病害。近年来,在我国某省大部分地区的桥面防水层都不同程度的出现了相应病害。设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装,在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为臃包和推移现象。剪切破坏主要是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起。因此,剪切破坏是设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的主要原因。
三、公路桥面铺装早期破坏原因分析
(一)桥梁本身结构设计原因造成的桥面铺装破坏
为了满足恒载的要求而导致桥板缺乏足够的刚性对于部分桥梁为了减轻恒载,以采用高强度钢筋或增加钢筋用量来对桥面板的厚度减薄,造成桥面板刚度不足,这是造成桥板缺乏足够刚性的主要原因。
由于桥面铺装前准备工作做的不够,导致桥板和铺装层粘结力差,在桥面进行铺装前需要准备工作的完善,如果没有将表面清洗干净,并且凿毛的深度和密度不够,将会导致梁面和铺装层之间的粘结能力不足。
拱桥和连续梁桥的结构必然会对桥面铺装产生影响,对于拱桥、连续梁桥及悬臂梁桥等桥型结构。由于荷载的作用而产生拉力或负弯矩,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生裂缝,从而造成桥面铺装的损坏。桥面铺装结构如图1所示。
图1桥面铺装结构
(二)完善桥面的排水系统
导致桥面铺装出现坑槽和拥包等质量病害的最主要的因素就是水的因素,所以,我们必须完善桥面的排水系统,避免水分出现下渗,并将桥面水尽快排出。对于桥面的排水系统,通常采用排、防结合的原则。桥面的渗水本就具有一定的不可避免性,所以桥面铺装就很容易出现早期损坏的问题。要想彻底的解决铺装层内渗入水的排出问题,首先应从材料入手,改用排水性能较好的铺装层,并且设置盲沟,渗入水就会先流入到由渗水材料组成的盲沟,再由间隔一定距离布设的出水管引出桥面。当然这种边缘的排水系统对于排出边缘盲沟较近的表面水和自由水是比较有效的,对于离边缘盲沟距离较远的中心地带的渗入水,其在层间的渗流速率较慢,就无法沿着层间渗流,所以,边缘排水系统还只能改善铺装层内的下渗水的含量。通过以上的论述,我们对导桥面铺装质量病害的调查和检验、桥面铺装质量病害的原因分析以及桥面铺装质量病害的养护对策等三个方面的内容进行了详细的分析和讨论。在对某地区的桥面铺装病害调查和研究的过程中,我们详细的分析了桥面铺装早期损坏的原因,局部损坏可采用局部挖补的方法,而对于横向裂缝也可采用灌缝的措施。另外,重载以及水的因素也是导致桥面铺装早期损坏的重要原因,所以在进行养护工作时,应不断完善桥面的排水系统,并且严禁桥面上出现车辆超载的问题。
(三)加強对高速公路的交通组织进行管理
车道渠化功能的不同,在对高速公路进行交通组织管理中,人为地使桥梁结构运营处于偏载状态,主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平,因此加快了主车道铺装层的疲劳。尤其是随着私营运输业的发展,货运业主为追求短期经济利益,通过改变车厢结构,如加高车轴弹簧和加长车厢等使汽车的载重、轮载及轴重增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用,并使桥梁结构局部超载,加快了主车道铺装层的病害发展。因此,在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁结构受力的基础上,对桥面铺装层进行受力计算。
(四)加强对水泥混凝土施工的控制
为了保证桥面防水混凝土的平整度,我国水泥混凝土一般沿用传统的滚浆法施工工艺,但是,这种施工办法会造成骨料和填充料的分离,会出现强度下降的情况。同时渗透水在不能排出的薄弱环节由于出现融化和冻结的作用或影响桥面铺装层地使用时间;铺装层内钢筋网错位。钢筋网在进行绑捆和浇筑混凝土的自重压力会导导致其紧贴桥面板而改变原设计的钢筋位置,这样就削弱了钢筋网的承载能力,容易出现铺装层的损伤;铺装层的厚度偏小。由于施工因素所造成的梁表超出设计标高,这样就需要在测量主梁顶面标高之后进行调整保证桥面的厚度,如果对厚度调整得不好,会导致铺装层的受力不均,使铺装层出现损伤情况。
(五)加强理论和计算的分析
合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手,正确的理论基础是根本,合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比,较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题,搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下,加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上,确定关键因素,提出控制指标并建立相应的破坏准则,为设计提供依据,要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。
结束语
近年来,道路车辆日趋大型化、重型化以及交通量迅猛增长,使桥梁经受的冲击力、荷载疲劳程度及应力超过频率不断提高。本文对公路桥面铺装的早期病害及其原因进行了初步的分析与探讨,总结了当前桥面铺装中出现的问题及其措施。桥面铺装层损坏较为严重,维修周期也越来越短,桥面铺装的早期损坏已成为影响公路交通发挥正常使用功能的一大阻碍,并成为诱发交通事故的主要原因。另外,还要改进铺装技术及提高施工质量,并在实际施工实践中不断对桥面铺装早期损坏问题进行分析解决。
参考文献:
[1]梁国喜.沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析[J].科技致富向导,2013.
[2]李东旻,殷华.公路桥面铺装病害与防治措施探讨[J].科技致富向导,2013.
[3]元志濮,唐斌.公路桥面铺装早期破坏原因及治理方法[J].技术与市场,2013.
[4]马士召.关于桥面铺装早期病害原因探讨及分析[J].华东公路,2013.