摘 要: 沥青混凝土桥面铺装层在长期运营过程中, 不可避免地会产生某些损伤, 对造成沥青铺装层早期破损的原因和施工过程中改进途径以及养护阶段的注意事项进行简单分析。
关键词: 沥青; 桥面铺装层; 损坏; 控制措施
近年来, 沥青混凝土复合桥面铺层装使用较多, 无论是水泥混凝土复合桥面、还是钢结构复合桥面, 沥青混凝土铺装层早期破损现象时有发生, 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、交通安全及桥梁的耐久性。
1 造成沥青铺装层早期破损的原因
( 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, 梁板整体性差, 绞缝处及支座负弯矩区容易开裂。对结合层、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混凝土设计时, 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。
( 3)施工因素。
对钢筋混凝土简支梁板桥, 支座安装不稳或垫块材料强度不高, 造成个别梁板行车挠动, 绞缝开裂甚至脱落。梁板侧向结合面处理不规范、绞缝质量差。梁板安装标高控制不精确, 有些现浇梁板堆载预压不规范, 实际沉降不均匀造成梁顶标高偏差过大, 因而铺装层厚薄不一致, 从而降低了梁板与铺装层的整体性强度。部分梁板顶部清理不彻底, 使混
凝土与沥青面层的结合层施工质量较差。桥面水泥混凝土板施工的平整度不好, 高差有时能达数厘米, 沥青层本来就不厚, 使得沥青层厚度很不一致, 有的地方会很薄, 混合料的
离析比厚的层次更严重。桥面铺装施工时不敢按照正常方法碾压, 压实度难以保证。混凝土表面的凹陷部分在使用过程中很容易成为积水的地方, 渗入的水排不出去, 在高温时
成水气, 使沥青层与混凝土板脱离。铺装层与桥面板的粘结不好是导致铺装层损坏的最根本的原因铺装层除了防水目的外, 更重要的是使沥青铺装层与水泥桥面板粘结成一个整
体。防水粘结层破损、漏空、脱离, 水渗入防水粘结层与水泥混凝土板的界面上, 影响与桥面板的粘结强度, 甚至成为滑动的界面状态, 桥面铺装成为一个单独受力的层次, 就会出现很大的水平剪应力和底部的弯拉应力, 桥面铺装就必然导致迅速破坏。从现在的情况看, 防水粘结层的破坏主要是施工质量问题。无论哪一种防水粘结层, 都能做好, 但如果施工过程中不注意, 都有可能造成损坏。对钢结构桥梁, 钢结构表面过于除锈, 表面粘结层、桥面防水层抗拉、抗剪能力不足、面层沥青混凝土配合比本身存在问题等。
( 4)环境因素。厄尔尼诺现象使全球气候变暖, 夏季炎热天气延长, 冬季极值低温更低。
( 5)使用管理因素。车道间车流量分布不均衡, 偏载使用。最高及最低气温等极值天气使用管养措施可能不够到位, 治超力度不足等等。
2 改进途径
21 优化设计
( 1)在荷载取值方面: 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)在细部结构设计方面: 对钢筋混凝土桥梁, 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、沥青混凝土铺装层, 解决钢板与沥青混凝温缩系数差异及铺装层防水问题, 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)优化沥青混凝土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、抗车辙能力。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、浇筑式沥青混凝土、双层环氧沥青混凝土、浇筑式沥青混凝土与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于探索阶段, 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。
22 加强施工质量监理, 实现设计目标根据沥青混凝土铺装层总厚度较薄、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。
23 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, 但过小, 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, 全面控制方能实现设计要求。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, 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。
( 5)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的能力等功能性要求, 并设置有效的桥面排水系统。铺装沥青层的下层必须符合平整、粗糙、整洁的要求, 桥面纵横坡符合要求, 水泥混凝土桥面板表面应做铣刨拉毛处理, 清楚浮浆, 除去过高的突出部位。铺设桥面铺装必须确保混凝土完全干燥, 严禁在潮湿条件下铺设防水粘结层及摊铺沥青混合料, 防止混凝土中的水分在施工或使用过程中遇热变成水汽使防水粘结层产生鼓包。
( 6)钢桥面铺装施工在涂刷防水层前应对钢板焊缝和吊钩残留物仔细平整, 彻底除锈, 清扫干净。钢桥面铺装的防水粘结层必须紧跟防锈层后涂刷, 防水粘结层宜采用高粘度的改性沥青、环氧沥青、防水卷材。当采用浇注式沥青混泥土铺筑桥面铺装时, 可不设防水粘结层。铺设过程中必须保持桥面整洁, 不得堆放与施工无关的材料、机械、杂物, 且铺设宜在无雨少雾的季节、干燥状态下施工。
24 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。在缺陷责任期内承包人应注意定期检查, 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以下几方面。
( 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, 多雨季节及时巡查、减少路段积水, 及时清理路面泥砂等赃物, 避免滑溜性污染。
( 4)加强特殊时期的治超工作, 如最高、最低气温时节、多雨季节等, 对可能产生大量车辙破坏、水损破坏的时机进行专项管理。
( 5)做好交通量及轴载监测, 对典型桥梁的变形观测,为今后设计、维修提供数据保障。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。车20 cm 左右后停止提升, 并稳住, 检查正常后再次提升箱梁, 使箱梁支座高出运梁车支承座20 cm 左右, 停止提升, 并稳住箱梁, 运梁台车撤离。在提梁纵移前, 必须保证箱梁提升后的标高要超过架桥机支腿横梁的标高约20 cm 以上。启动两台起重大车纵移行走, 起重大车的行走速度为先低速后高速最后低速。先低速, 检查无任何异常后, 再缓慢提速, 当梁端距支腿约2 m 左右时减速运行至待架孔位, 待稳定后开始落梁。
3落梁
当箱梁移到孔位上并稳定后, 启动起重小车将箱梁缓慢下落; 每孔箱梁架设第一片时, 需将箱梁先落至距墩顶支座顶约30~ 50 cm 后再开始横向移动, 横移到位后安装支座下
摆螺栓固定。可采用线锤吊线检查箱梁位置是否满足设计要求。线锤吊线检查方法: 使垫石上十字线与支座十字线对齐, 下落箱梁至临时支撑油顶上, 观察四个油顶与梁体接触情况及支座对中情况, 无异常时检查桥面标高箱、梁中线, 满足要求后, 拆除吊杆。
每孔第二片箱梁架设时, 由于受到主梁底至桥而高度、架桥机主梁间宽度、箱梁的结构尺寸及吊具的横向宽度制约, 一般采用以下步骤落梁: 当箱梁纵移到位后先落梁至梁底与已架好箱梁顶而约5 cm 处 横移箱梁至梁体内侧腹板距已架好箱梁翼缘边约10 cm 处 安装支座下摆螺栓,待箱梁稳定后采用线锤吊线检查箱梁位置使垫石上十字线
与支座十字线对齐 下落箱梁至临时支撑油顶上, 观察四个油顶与梁体接触情况及支座对中情况, 无异常时检查桥面标高、箱梁中线满足要求后, 拆除吊杆。
4 组合箱梁施工控制要点
4. 1 箱梁预制阶段
张拉孔混凝土、浇湿接缝时, 未严格按设计要求将混凝土表面凿毛。新浇混凝土前须洒水养护。张拉孔、湿接缝等处混凝土粘结强度差, 不能保证箱梁间混凝土的连续受力。
纵向受力钢筋, 少筋、错筋现象经常发生, 张拉孔、箱梁翼板未严格按施工图纸及规范要求预埋环形钢筋。以上现象的防治措施为: 梁顶制成型后及时凿毛; 加强施工检查, 张拉孔预埋筋要按施工图纸要求预埋, 不得偷工减料; 封闭张拉孔及湿接缝施工时要专人跟班检查其钢筋焊接质量、凿毛程度、搭接长度, 混凝土浇筑时要严格按施工缝处理, 洒水养护; 湿接缝施工时, 顶板环形锚筋要对齐焊拉。
4. 2 预应力板张拉阶段
在预应力张拉阶段, 会出现预应力张拉时理论计算延伸量与实测值之差远远超出规范允许范围的现象, 这种现象产生的主要原因是: 张拉时波纹管漏浆处钢纹线没有被拉伸,油表读数达到应力值, 延伸量远远超出规范允许范围, 造成质量事故。这种现象的防治措施为: 或钢纹线穿入波纹管浇筑硅时定时来回拉动钢纹线, 防止钢绞线与波纹管粘结; 箱梁顶制时钢纹线先穿入略小于波纹管直径的PVC 管, 混凝土浇筑结束后取出。
5 结 语
近年来, 随着基础建设的发展, 组合箱梁结构应用越来越多, 特别是我国钢材产量的加大, 为组合箱梁结构提供了条件, 其应用前景更加广阔。规范化组合箱梁施工技术, 将使得组合箱梁在桥梁建设方面作出更大贡献。
参考文献:
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[ 2] 贾珍, 赵成贵. 客运专线组合箱梁架设施工技术[ J] . 石家庄铁路职业技术学院学报, 2008, ( 9 ) : 32- 38.
[ 3] 杨永中. 组合箱梁施工控制要点[ J] . 科技风, 2008, ( 9) : 4.( 上接第160页)
