高速公路桥梁桥面铺装施工的问题及对策

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  摘要:桥面铺装在我国还缺乏成功的经验,尤其钢桥面上的沥青层寿命比较短,常规做法不能适应高温及反复荷载引起振动的使用条件,普遍存在漏水与接缝问题,尤其是高速公路桥梁漏水十分严重。本文将针对高速公路桥梁桥面铺装施工的问题及对策进行讨论。
  关键词:高速公路;桥梁;桥面铺装;对策
  沥青铺装层一般由粘层、防水层、保护层及沥青面层组成,其总厚度为6~10cm。在多雨潮湿地区、纵坡大于5%或设计车速大于50km/h的大中型高架桥、立交桥桥面还应铺设抗滑表层。大中型水泥混凝土桥桥面铺筑的沥青铺装层,应满足与混凝土桥面的粘结、防止渗水、抗滑及有较高抵抗振动变形能力等功能要求。小桥桥面沥青面层的各项要求应与其相接路段的平行道面层相同[1]。
  一、桥面水泥混凝土铺装层开裂
  (1)现象:桥面防水层上的水泥混土铺装层,在通车后一至数月后,首先在车轮经常经过的板角产生裂缝,并很快发展为纵横交错裂缝,一至二年发生严重碎裂,以至脱落形成坑洼。(2)危害;桥面水泥混凝土开裂,使水由裂缝浸入铺装层,甚至会浸入上部结构的梁板,当桥面及梁、板的钢筋受到裂缝浸入水作用而锈蚀;为碱骨料反应提供水源;鋪装脱落出坑,造成车辆跳车,加速桥面的进一步破坏。
  (3)原因分析:
  ①桥面平整度不好或桥面伸缩缝附近不平整,使车辆行驶产生较大冲击。
  ②桥面防水层,由于与主梁顶面和桥面水泥混凝土铺装层间连结不好,将铺装层与主梁分为两个独立体系,在车辆荷载作用下变形不一致,形成桥面铺装层与主梁顶面间的空隙;铺装层10 cm厚,强度低,板角及桥缝处的应力集中形成板角裂缝。
  ⑧主梁刚度小,变形大,加剧了裂缝发展的速度。
  (4)治理方法。
  ①设计变更。
  A.将桥面铺装水泥混凝层,按弹性地基上的水泥混凝土路面设计,双层配筋,并将铺装层由原10 cm加厚至18 cm,如采用钢纤维混凝土,可减至15 cm厚。
  B.将桥面铺装层改为沥青混凝土,可同时消除原水泥混凝土铺装的干缩及温度裂缝。但要解决好防水层与沥青混凝土磨耗层的连结。
  ②可采取下述施工措施,减轻或延缓开裂:
  A.变单层混凝土桥面铺装,为上层沥青混凝土,下层水泥混凝土的双层做法:下层水泥混凝土结构层厚7 cm,内设单层声8~≯12钢筋,且纵向分条,横向分块,每块尺寸5.33 m×6.10 m,施工按水泥路面纵向分条施工,横向采用切缝。上层为5 cm厚的沥青混凝土磨耗层。使用效果是出现局部裂缝,未发生破损。这是北京四环路健翔立交桥主桥桥面的施工经验,可供参考[2]。
  B.桥面防水层,由三油二布改为GYL涂膜防水新材料,即为改性阳离子乳化沥青胶乳涂膜防水新材料。GYL涂膜防水材料是水乳性材料,施工工艺简单,对基层干燥程度要求低。是一种适于涂刷的质薄弹性好的材料,没有卷材防水材料的搭接问题。防水层采用加入橡胶沥青混合乳液防水剂的砂浆,且涂层薄而均匀,利于减少混凝土铺装层裂缝。在广渠门立交桥东转盘桥面,采用的水泥混凝土铺装层,由于使用GYL涂膜防水材料,和铺装层内加≠8钢筋网的方法,使混凝土裂缝大大减少。
  ③严把质量。确保桥面平整度和桥面伸缩缝与两侧桥面的平顺度,减少车辆冲击力。
  二、沥青混凝土铺装壅包
  (1)现象:桥面沥青混凝土经过通车后一段时间,由于刹车或减速产生的水平力形成突起或波浪状的起伏。
  (2)危害:使桥面的平整度变坏,车辆行驶舒畅性的恶化。
  (3)原因分析:
  ①沥青混凝土面层,由于局部与路面基层的粘结力削弱,造成结合不牢,或沥青混凝土的热稳定性差而形成的。
  ②桥面板面铺筑沥青混凝土前潮湿或有水,桥面板(如钢梁时)变形大。
  (4)预防措施:
  ④严格控制沥青混合料的油石比和石料级配,确保其符合设计要求的马歇尔稳定度的流值[3]。
  ②做好桥面柔性防水层的施工,提高贴铺质量,并在铺筑沥青混凝土前,浇好粘层油,使其与桥面防水层牢固粘结。
  (5)治理方法:
  ①属于基层原因引起的壅包,可用挖补法先处量基层,然后再作面层。
  ②由于面层沥青混凝土热稳性不好,或油石化不适,造成的壅包,可用挖补法修补,也可在高温季节,将壅包铲平。
  三、伸缩缝与两侧路面衔接不平顺
  (1)现象:伸缩缝高于、或低于其两侧路面,超过5 mm,造成衔接不平顺现象或伸缩缝两侧不等高。
  (2)危害:使车辆经过时发生跳车。
  (3)原因分析:
  ①钢板滑板伸缩缝上层钢板安装时标高不准,一般滑动端的钢板高于固定端钢板,造成高于或低于路面标高现象。
  ②滑板伸缩缝的滑动板因车辆冲击产生变形或前缘上翘。
  ③齿形钢板伸缩缝由于钢板与主筋相连焊缝脱裂,钢板变形或上翘。
  ④伸缩缝的钢板连同角钢松脱,其所埋范围内的水泥混凝土桥面层破裂,造成了伸缩缝两侧出现凹坑,造成伸缩缝附近不平顺。
  (4)预防措施:
  ①伸缩缝下埋角钢要严格控制其符合设计标高;尽量缩小滑动伸缩缝滑动钢板的宽度,防止滑动钢板前缘的上翘。
  ②加强上层钢板与其下主梁的连接,保证焊接处双侧焊以便增加焊缝长度。采用厚度在30 mm以上的钢板,防止在车辆冲击下产生变形。
  ③采用连续桥面新技术,减少桥面伸缩缝的个数,并采用新型大变形量防水伸缩缝,如TS伸缩缝(北京西厢工程桥梁采用),毛勒伸缩缝(京津塘高速路桥梁采用)。新型伸缩缝由工厂预制和组装的,可分段在现场连接安装。根据安装温度调整好安装尺寸,然后将调整好的伸缩缝吊装就位,再将伸缩缝的锚固筋,与桥面预留槽口内的预埋钢筋相焊接,采用高于桥面混凝土一级的钢纤维混凝土将伸缩缝槽口浇注密实[4]。
  ④伸缩缝装置的安装采用后安装法。即铺路时,将伸缩缝装置位置按路面铺过去,碾压平整、密实。然后,按伸缩缝装置加混凝土保护带的宽度,将该部分路面结构切、挖去,再进行伸缩装置安装、焊接,浇注混凝土保护带,北京首都机场高速路的桥头伸缩缝,北京市西北三环路的立交桥梁的伸缩缝,均按后安装法安装的,使用效果表明,这种方法能够消除桥头跳车的现象。
  结论
  总之,高速公路沥青面层的施工碾压宜采用轮胎压路机复压及轻型钢筒式压路机终压的方式,不得采用有可能损坏桥梁的大型振动压路机或重型钢筒式压路机。桥面铺装和公路路面的连接部位,应连接平顺,并采取有效的措施,防止桥头竣工后的沉降。
  参考文献:
  [1]曹德金.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的综合技术研究[J].城市道桥与防洪,2013,04:141-143.
  [2]贾夏凯.试论公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术[J].山西建筑,2013,19:174-176.
  [3]郁志国.公路桥梁桥面铺装施工质量控制[J].黑龙江科技信息,2013,13:204.
  [4]刘续忠.浅谈公路桥梁桥面铺装层的施工及常见问题[J].科技视界,2013,25:291-316.
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