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摘 要:简要分析沥青混凝土桥面铺装层病害原因,并从设计与管理方面提出改进途径。
关键词:沥青混凝土;桥面铺装;质量
近年来,盐城地区沥青混凝土复合桥面铺装使用较多,无论是水泥砼复合桥面、钢结构复合桥面,沥青混凝土铺装早期破损现象也时有发生,如出现局部铺装脱落、严重车辙破损等,这些病害比较普遍,直接影响了行车舒适性、交通安全及钢结构桥梁耐久性。
一、病害原因的简要分析
(一)与普通路段沥青相比,桥面铺装层具有沥青铺装的层厚较小、受力体系较为复杂、使用环境恶劣、温度变化影响大等特点。在车荷载、梁体变形和环境因素等因素的不利组合共同作用下,主要产生两类病害:①铺装层内部可产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形、位移、剪切破坏,产生推移、拥包等车辙病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,或施工时碾压不密实或局部离析,表层裂缝或较大孔隙在车辆荷载动水压力及渗入水的作用下,产生面层松散和坑槽破坏等水损病害。
(二)造成沥青铺装层早期破损的原因可分为以下几方面:
1.荷载因素:交通量猛增、车辆大型化、荷载等级超过设计标准。
2.结构因素:由于受力体系较为复杂,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。对复合桥面沥青铺装特别是中小跨径小绞缝简支梁板桥、大跨径钢结构桥面,梁板整体性差、绞缝处及支座负弯矩区开裂。结合层、防水层等界面材料未进行重点要求,致使结合层抗剪强度不足。桥梁长大纵坡各结构层沥青砼设计时,采用与一般道路同类型沥青混合料,未对特殊区域进行技术处理。
二、改进途径
(一)优化设计
1.荷载取值 应根据当地交通量及轴载的调查合理确定设计荷载标准。大跨径柔性结构桥梁另因考虑风载、温度变化、防撞力、防震等因素。
2.细部结构设计对钢筋砼桥梁,对主梁纵向的计算分析与横向刚度并重,增加构造措施,使桥面铺装不分担了过多的次内力、受拉负弯矩。对钢结构桥梁,加强结合层研究,合理设计防水粘结层、缓冲过渡层、沥青砼铺装层,解决钢板与沥青砼温缩系数差异及铺装层防水问题,因此细化设计明确钢板表面除锈防腐处理要求、防水层、过渡层材质及施工要求等。
3.优化沥青砼铺装的层间结构及控制技术指标设计 对一般桥面铺装层,采用高粘度的重交通道路沥青或掺加高聚物改性剂来改善沥青的品质,采用与沥青粘附性好的集料或用抗剥离措施,提高沥青粘结力、抗車辙能力。建立严密的防排水体系,对基层、周边采用防排水处理、合理确定的混合料级配,减少孔隙率,减少沥青与集料界面的水分掺入,防止沥青层水损害。表层沥青通过选用耐磨石质粗集料、反击式工艺加工提高粗集料的微观粗糙度,同时通过设计规定构造深度,达到路面抗滑效果。
对钢结构桥梁设计沥青铺装层可采用高性能的沥青混合料,如双层改性SMA、浇注式沥青砼、双层环氧沥青砼、浇注式沥青砼与SMA等。由于不同的面层对防水层、结合的要求不同,宜同步优选与防水层的最佳组合设计,如采用环氧富锌+环氧沥青,甲基丙烯酸类树脂等防水层。
目前钢结构桥梁防水层、过渡层、铺装层的组合设计尚处理探索阶段,因此设计有必要及时收集国内国外钢结构实际使用成功案例,及时分析、比较、总结适合本地区的沥青铺装层结构组合设计。
4.加强施工图审查及专家会审是提高项目工程建设质量的重要环节。
(1)加强施工质量监理,实现设计目标
根据沥青砼铺装层总厚度较薄、整体性要求高、技术要求严、施工难度大等特点,因此施工阶段监理必须充分理解设计意图,对关键环节、重要指标,进行重点监理、重点控制,确保工程实体质量。
(2)掌握现场指标控制的操作技巧
沥青混合料的各项性能指标要求经常是矛盾的,因此熟悉各项技术指标的实际控制意义,灵活应用,努力实现沥青混合料的最佳综合性能指标。如沥青混合料设计空隙率,空隙率小,沥青的水稳定性好,过小,稳定度可能超标、可能动稳定度偏低、表面构造深度不足,过大可产生空隙性车辙或水损害。而影响沥青混合料某项指标的因素是多方面。如实际空隙率与集料品种、级配、含油量、摊铺均匀性、摊铺及碾压温度、压实功等均有关系。因此,要控制沥青混合的实际性能指标,应从集料、结合料、混合料配合比、混合料技术指标、施工工艺进行系统控制,全面控制方能实行设计要求。本人认为尤其应抓好以下几点:
①严格按规范要求进行目标配合比、生产配合比、生产配合比验证。②抓好原材料料源,提高稳定性、均匀性。③采用先进的沥青拌和加工设备,如进口拌和楼,精确计时,提高混合料均匀性,技术性能指标稳定性。④加强前场与后场的配合,注意拌和能力与摊铺能力匹配。
(二)重视缺陷责任期内管理
项目实施完成后,实体质量已经定型,合理使用及时修补处理质量缺陷仍是提高路面使用寿命的重要环节。在缺陷责任期内应承包人注意定期检查,及时处理施工缺陷。如混合料不均匀、施工碾压不足造成局部泛油;车辙车道凹陷,局部雨天积水、路面坑洞等等。接管养护单位在使用管理方面应注意:
1.合理组织交通,提高车道间车流量分布均衡性,减少偏载使用。
2.合理设置路口各向通行时间,避免在长陡坡等特殊部位车辆捅堵,减少汽车尾气加温造成轮迹带软化泛油、急转弯、急刹造成局部车辙损害。
3.加强关键阶段的针对性管养:如夏季对特殊路段采用多浇水喷淋、降低沥青表面温度。梅雨季节及时巡查、减少路段积水,及时清理路面泥砂等赃物,避免滑溜性污染。
总之,只有精心设计、规范施工、合理使用,才能提高桥面铺装质量的使用寿命。
关键词:沥青混凝土;桥面铺装;质量
近年来,盐城地区沥青混凝土复合桥面铺装使用较多,无论是水泥砼复合桥面、钢结构复合桥面,沥青混凝土铺装早期破损现象也时有发生,如出现局部铺装脱落、严重车辙破损等,这些病害比较普遍,直接影响了行车舒适性、交通安全及钢结构桥梁耐久性。
一、病害原因的简要分析
(一)与普通路段沥青相比,桥面铺装层具有沥青铺装的层厚较小、受力体系较为复杂、使用环境恶劣、温度变化影响大等特点。在车荷载、梁体变形和环境因素等因素的不利组合共同作用下,主要产生两类病害:①铺装层内部可产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形、位移、剪切破坏,产生推移、拥包等车辙病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,或施工时碾压不密实或局部离析,表层裂缝或较大孔隙在车辆荷载动水压力及渗入水的作用下,产生面层松散和坑槽破坏等水损病害。
(二)造成沥青铺装层早期破损的原因可分为以下几方面:
1.荷载因素:交通量猛增、车辆大型化、荷载等级超过设计标准。
2.结构因素:由于受力体系较为复杂,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。对复合桥面沥青铺装特别是中小跨径小绞缝简支梁板桥、大跨径钢结构桥面,梁板整体性差、绞缝处及支座负弯矩区开裂。结合层、防水层等界面材料未进行重点要求,致使结合层抗剪强度不足。桥梁长大纵坡各结构层沥青砼设计时,采用与一般道路同类型沥青混合料,未对特殊区域进行技术处理。
二、改进途径
(一)优化设计
1.荷载取值 应根据当地交通量及轴载的调查合理确定设计荷载标准。大跨径柔性结构桥梁另因考虑风载、温度变化、防撞力、防震等因素。
2.细部结构设计对钢筋砼桥梁,对主梁纵向的计算分析与横向刚度并重,增加构造措施,使桥面铺装不分担了过多的次内力、受拉负弯矩。对钢结构桥梁,加强结合层研究,合理设计防水粘结层、缓冲过渡层、沥青砼铺装层,解决钢板与沥青砼温缩系数差异及铺装层防水问题,因此细化设计明确钢板表面除锈防腐处理要求、防水层、过渡层材质及施工要求等。
3.优化沥青砼铺装的层间结构及控制技术指标设计 对一般桥面铺装层,采用高粘度的重交通道路沥青或掺加高聚物改性剂来改善沥青的品质,采用与沥青粘附性好的集料或用抗剥离措施,提高沥青粘结力、抗車辙能力。建立严密的防排水体系,对基层、周边采用防排水处理、合理确定的混合料级配,减少孔隙率,减少沥青与集料界面的水分掺入,防止沥青层水损害。表层沥青通过选用耐磨石质粗集料、反击式工艺加工提高粗集料的微观粗糙度,同时通过设计规定构造深度,达到路面抗滑效果。
对钢结构桥梁设计沥青铺装层可采用高性能的沥青混合料,如双层改性SMA、浇注式沥青砼、双层环氧沥青砼、浇注式沥青砼与SMA等。由于不同的面层对防水层、结合的要求不同,宜同步优选与防水层的最佳组合设计,如采用环氧富锌+环氧沥青,甲基丙烯酸类树脂等防水层。
目前钢结构桥梁防水层、过渡层、铺装层的组合设计尚处理探索阶段,因此设计有必要及时收集国内国外钢结构实际使用成功案例,及时分析、比较、总结适合本地区的沥青铺装层结构组合设计。
4.加强施工图审查及专家会审是提高项目工程建设质量的重要环节。
(1)加强施工质量监理,实现设计目标
根据沥青砼铺装层总厚度较薄、整体性要求高、技术要求严、施工难度大等特点,因此施工阶段监理必须充分理解设计意图,对关键环节、重要指标,进行重点监理、重点控制,确保工程实体质量。
(2)掌握现场指标控制的操作技巧
沥青混合料的各项性能指标要求经常是矛盾的,因此熟悉各项技术指标的实际控制意义,灵活应用,努力实现沥青混合料的最佳综合性能指标。如沥青混合料设计空隙率,空隙率小,沥青的水稳定性好,过小,稳定度可能超标、可能动稳定度偏低、表面构造深度不足,过大可产生空隙性车辙或水损害。而影响沥青混合料某项指标的因素是多方面。如实际空隙率与集料品种、级配、含油量、摊铺均匀性、摊铺及碾压温度、压实功等均有关系。因此,要控制沥青混合的实际性能指标,应从集料、结合料、混合料配合比、混合料技术指标、施工工艺进行系统控制,全面控制方能实行设计要求。本人认为尤其应抓好以下几点:
①严格按规范要求进行目标配合比、生产配合比、生产配合比验证。②抓好原材料料源,提高稳定性、均匀性。③采用先进的沥青拌和加工设备,如进口拌和楼,精确计时,提高混合料均匀性,技术性能指标稳定性。④加强前场与后场的配合,注意拌和能力与摊铺能力匹配。
(二)重视缺陷责任期内管理
项目实施完成后,实体质量已经定型,合理使用及时修补处理质量缺陷仍是提高路面使用寿命的重要环节。在缺陷责任期内应承包人注意定期检查,及时处理施工缺陷。如混合料不均匀、施工碾压不足造成局部泛油;车辙车道凹陷,局部雨天积水、路面坑洞等等。接管养护单位在使用管理方面应注意:
1.合理组织交通,提高车道间车流量分布均衡性,减少偏载使用。
2.合理设置路口各向通行时间,避免在长陡坡等特殊部位车辆捅堵,减少汽车尾气加温造成轮迹带软化泛油、急转弯、急刹造成局部车辙损害。
3.加强关键阶段的针对性管养:如夏季对特殊路段采用多浇水喷淋、降低沥青表面温度。梅雨季节及时巡查、减少路段积水,及时清理路面泥砂等赃物,避免滑溜性污染。
总之,只有精心设计、规范施工、合理使用,才能提高桥面铺装质量的使用寿命。