桥面铺装层结构

桥面铺装层结构（共10篇）

桥面铺装层结构 篇1

0引言

钢桥面铺装结构在使用过程中不仅受到车辆荷载的作用,同时也受到环境温度的作用。一方面,在环境温度发生日周期和季节周期变化时,由于铺装层受到约束作用,在铺装层内部会产生较大的应力应变的变化,当温度变化的幅度够大时,产生的破坏效应甚至超过车辆荷载[1];另一方面,在南方的夏季或者北方的冬季,钢桥面铺装在较长时间处于高温或低温的极端温度下,由于铺装各层材料之间的刚度不同,导致变形不一致,在层间会产生较大的层间应力,从而引起层间界面破坏,即粘结破坏。

目前对钢桥面铺装的研究中往往将整个铺装结构简化为铺装层直接与钢桥面板结合在一起。黄卫在《大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法》中,对钢桥面铺装有限元计算模型时假设铺装层与桥面板之间完全连续,粘结层不单独考虑,忽视了粘结层在钢桥面铺装结构的受力影响[2]。针对高温荷载作用下,考虑粘结层参与受力作用,研究铺装层参数对铺装结构温度应力的影响,对探讨钢桥面铺装结构粘结层的受力及层间界面破坏的原因有一定的参考价值。

1有限元模型

1.1简化模型

视钢桥面铺装结构为弹性层状体系,从上至下由沥青混凝土铺装上层、沥青混凝土铺装下层和钢桥面板组成。采用有限元软件ANSYS建立空间三维模型,采用三维八节点等参实体单元SOLID45进行模拟。铺装层与钢桥面板的粘结采用ANSYS中接触单元来模拟。本文建模过程采用的接触方式为面─面接触,以绑定接触类型来模拟粘结。其中绑定接触中接触关系一旦建立起来,那么目标面和接触面就在程序中被定义为粘结在一起。

大跨径钢桥大都是上千米的长度,主跨的长度也达到几百甚至上千米。考虑桥面铺装的厚度相对于跨度来说很小,大模型尺寸对于建模和软件的运行带来很大的不便,进而考虑对温度荷载作用下的钢桥面铺装有限元模型进行简化。由于整桥上都会设置多道伸缩缝,因此取主跨建立模型。厦门海沧大桥的主跨为648m,桥面宽36.6m。以海沧大桥的主跨尺寸建立模型,采用一定的相似比例建立简化模型。通过比较有限元模型的计算结果中铺装层面层和底层的最大温度应力、铺装层与钢板层的层间接触应力来确定简化模型。经过对比挑选,最终确定模型尺寸为3m×30m。利用原模型和简化模型得到的对比数据见表1所示。

根据对比数据,原模型和简化模型的主要应力误差比较小,满足有限元模拟计算的要求,最终确定采用模型尺寸为3m×30m进行钢桥面铺装温度应力分析。在单元划分上,长度和宽度方向划分为500×20,共10000个单元,铺装层厚度方向分两层。钢桥面铺装的简化模型及网格划分如图1所示。

1.2计算参数的选取及边界条件

结构参数的选取参考黄卫[2]关于钢桥面铺装设计中归纳的参数,见表2所示。温度参数的选取参考逯彦秋等[3]关于钢桥面温度场研究的计算参数,见表3所示。

在温度荷载下主要考察钢板与铺装层之间的模量差异导致的应力变化,在分析过程中采用如下假设:

(1)钢桥面板为均匀的、连续的、各向同性的弹性材料;

(2)沥青混凝土铺装层以及防水粘结层为连续、均匀、各向同性的弹性材料,防水粘结层与钢桥面板及沥青混凝土铺装层的层间接触为完全连续,钢桥面板变形忽略不计;

(3)钢桥面板和铺装层的自重不计;

(4)边界约束条件采用钢板底面固结,纵桥向和横桥向边缘自由。

1.3温度荷载及温度场模拟

根据钢桥面铺装温度的实测数据[4],考虑夏季高温时钢桥面铺装体系的受力特性。我国南方大部分地区处于亚热带气候,大部分地区及中心城市夏季的大气温度都能达到35℃以上,因此在进行温度场模拟时设定基准环境温度为35℃,铺装层表面温度为65℃,钢桥面板底温度为50℃。

本文采用热-结构耦合分析中的间接法进行分析,即首先进行热分析,设定基准温度为35℃,将温度荷载(铺装面层65℃,钢板底面50℃)施加到模型上得出热分析的温度场,如图2所示。下一步进行热应力分析,即将热分析所得的稳态温度场结果作为体荷载施加到模型上计算热应力。

2铺装层参数对铺装结构温度应力的影响

2.1铺装层厚度对铺装结构温度应力的影响

钢桥面铺装主要有两种类型,即单层铺装体系与双层铺装体系。在钢桥面铺装的设计施工中,通常铺装层的厚度在35~80mm之间[2]。本文采用单层铺装体系进行研究,选择铺装层的厚度为40~80mm来研究铺装层的厚度对铺装结构受力的影响。

表4为不同铺装层厚度下铺装层的最大正应力。从表中可以看出,随着铺装层厚度的增大,铺装层的各最大正应力呈减小的趋势。在铺装层厚度从40mm增大到80mm时,铺装表面的横向最大正应力减小了11.2%,纵向最大正应力减小了10%;铺装层底面的横向最大正应力减小了19.7%,纵向最大正应力减小了18.2%。可见,铺装层厚度变化对铺装层底面正应力的影响大于对铺装层表面正应力的影响。

表5为不同铺装层厚度下铺装结构内各层的最大剪应力。从表中可以看出,随着铺装层厚度的增大,最大剪应力也随之增大。在铺装层厚度从40mm增大到80mm时,铺装层表面的最大剪应力增大了54.7%,铺装层底面的最大剪应力增大了27.5%,粘结层的最大剪应力增大了17.8%。铺装层表面的最大剪应力增大最多,但其值较小,不作为主要指标考虑。相对来说,粘结层的剪应力增大较少,但其值较大,设计是要作为一个参考指标。

铺装层厚度对层间最大接触应力的影响如图3所示。层间最大接触应力随着铺装层厚度的增大而增大。在铺装层厚度从40mm增大到80mm时,铺装层与粘结层的层间最大接触应力增大了22.3%,桥面板与粘结层的层间最大接触应力增大了21.1%。从图中可以看出,两个界面层间最大接触应力变化的规律相同,增大的幅度也相近。从铺装层厚度为40mm开始时层间最大接触应力的增幅较大,到70mm之后增幅渐渐平缓。

通过以上分析可知,铺装层厚度的增大,减小了铺装层内的正应力,但是铺装层内的剪应力、粘结层的剪应力和层间应力都出现增大。铺装层厚度的增大,使得铺装层的整体刚度变大,铺装层与粘结层的刚度比变大,导致层间最大接触应力变大,也引起铺装层内剪应力的增大。在设计中考虑铺装层厚度的选择时,首先要考虑铺装层要有一定的厚度以保证铺装层的刚度利于行车,其次要考虑其对整体结构的受力影响,满足铺装结构的性能要求。

2.2铺装层弹性模量对铺装结构温度应力的影响

朱兴一[6]等利用快速多级边界元法,对沥青混凝土的弹性模量进行宏观预测,能够在有效范围内达到一定的准确性。在有限元数值模拟中,黄卫[2]根据实践总结提出了钢桥面板与铺装层的弹性模量比来确定铺装层的弹性模量,铺装层的弹性模量一般取800MPa到4000MPa。在高温下,铺装层的弹性模量会变小,本文研究中选取弹性模量为400MPa到2000MPa。

图4给出了铺装层弹性模量对铺装层正应力的影响。从图中可以看出,铺装层的各最大正应力随着铺装层弹性模量的增大呈线性增长。铺装层弹性模量为2000MPa时,铺装层表面的横向最大正应力是弹性模量为400MPa时的4.75倍。铺装层表面的纵向最大正应力的对比结果为4.93;铺装层底面的横向最大正应力的对比结果为4.66;铺装层底面的纵向最大正应力的对比结果为4.9,都接近于弹性模量的比值5。这样的结果也符合二维热弹性层状理论的规律[7],温度应力与铺装层的弹性模量成正比。

表6为不同铺装层弹性模量下铺装结构内各层的最大剪应力。从表中数据分析得出,铺装层弹性模量为2000MPa时,铺装层表面的最大剪应力是弹性模量为400MPa时的3.4倍,铺装层底面的最大剪应力为3.1倍,粘结层的最大剪应力

为2.6倍。对比正应力的规律,剪应力增大的速率比正应力增大的速率慢。

图5给出了铺装层弹性模量对层间最大接触应力的影响。从图中可以看出,层间最大接触应力随着铺装层弹性模量的增大而快速增大。在数值关系上,铺装层弹性模量为2000MPa时,铺装层与粘结层的层间最大接触应力为0.1880MPa,弹性模量为400MPa时其值为0.0688MPa,二者比值为2.73;铺装层弹性模量为2000MPa时,钢板层与粘结层的层间最大接触应力为0.1958MPa,弹性模量为400MPa时其值为0.0756,二者比值为2.6。铺装层弹性模量越大,铺装层和粘结层的刚度差异越大,层间位移变大,导致层间最大接触应力增大。可见,铺装层与粘结层的弹性模量比值越大越容易导致铺装结构早期破坏,但对于铺装层也必须要有一定的刚度,保证行车的安全和舒适性。

(下转第34页)3结论

通过利用有限元软件分析在高温荷载下,铺装层厚度和弹性模量对钢桥面铺装结构温度应力的影响,得到如下结论:

(1)铺装层厚度的增大,减小了铺装层内的最大正应力,但是铺装层内的最大剪应力、粘结层的最大剪应力和层间最大接触应力随之增大。

(2)铺装层弹性模量的变化对铺装结构温度应力的改变十分明显,随着铺装层弹性模量的增大,铺装结构的温度应力有较大的增长。

(3)在高温下,粘结层的最大剪应力大于铺装层内的最大剪应力,同时在层间界面上会产生较大的层间应力,容易导致粘结层的破坏,引起桥面铺装脱层破坏的发生。

摘要：在钢桥面铺装的受力和破坏过程中,温度荷载的影响不可忽视。以厦门海沧大桥主跨为背景,采用ANSYS有限元软件,建立钢桥面铺装模型,讨论高温下钢桥面铺装层的厚度和弹性模量对钢桥面铺装结构温度应力的影响。结果表明铺装层厚度的增大会导致铺装层内的温度正应力的减小,结构的剪应力和层间接触应力却随之增大。铺装层的弹性模量对铺装结构的影响十分显著,随着铺装层弹性模量的增大,铺装结构的温度应力有较大的增长。

关键词：高温,钢桥面铺装,温度应力,弹性模量

参考文献

[1]曹进.温度荷载作用下连续箱梁桥铺装层力学分析[J].桥梁工程,2011,5(29):43-45.

[2]黄卫.大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[3]逯彦秋,张肖宁,王圣保.钢箱梁桥沥青混凝土铺装层温度场的模拟分析[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006,22(5):750-754.

[4]东南大学,润扬长江公路大桥建设指挥部.润扬长江公路大桥试验桥钢桥面铺装研究[R].2004.

[5]李玮,田仲初.钢桥面铺装病害调查及分析[J].科学之友,2008,21(26):46-47.

[6]朱兴一,黄志义,陈伟球.基于复合材料细观力学模型的沥青混凝土弹性模量预测[J].中国公路学报,2010,28(3):26-29.

[7]明图章,胡光伟,黄卫.钢桥面铺装体系温度应力特性研究[J].上海公路,2006,36(4):41-44.

桥面铺装层结构 篇2

4月初，根据厅质监局关于交工检测相关工作的要求，各驻地办对所辖施工单位的所有桥面系进行了交工验收检查，检查中发现桥面混凝土现浇层出现了不同程度的裂缝。指挥部领导了解情况后高度重视，责成质量管理处在详细调查的基础上，对裂缝的产生进行相关分析，并提出合理可行的处理措施。

下面分三个部分进行汇报：第一部分裂缝现状、第二部分原因分析、第三部分防治措施。第一部分

裂缝现状

一、干缩裂缝

二、纵向裂缝

三、网状裂缝

四、龟状裂缝

第二部分

原因分析

一、砼铺装层与梁板顶面粘结不牢

在砼铺装层施工前，一是没有将梁顶面的油污、浮浆、松散混凝土、其他杂物等清除干净；二是没有将梁板上的6#、7#预埋钢筋复位；三是梁板表面未凿毛或凿毛的密度和深度不够。这些都大大降低了桥面混凝土现浇层与梁面之间的结合力，破坏了水泥混凝土层的整体性，通车后车轮的冲击和荷载的作用使桥面产生裂缝。

二、钢筋网位置不准确

施工设计文件中要求钢筋网净保护层为4cm，但在实际施工过程中，采用的支垫措施不到位，致使钢筋网偏离设计值过多，甚至有的直接贴于梁顶面。在浇筑混凝土过程中，常受施工人员人为踩踏、运输机具碾踏和混凝土的自重等因素影响，导致钢筋网变形，向下移位，削弱了钢筋网的抗裂能力，因此出现桥面裂缝等病害。

三、水灰比大、收浆不到位、养生不好

一些施工单位为成型方便，在施工过程中随意加大水灰比，造成混凝土干缩性增大，强度降低，导致混凝土表面开裂。操作工人在浇筑后没有根据需要多次抹面收浆，对最后一次收浆的时机把握不准，有的甚至放弃了最后一次收浆，引起砼铺装层出现干缩裂缝。混凝土浇筑后未及时覆盖养生，且养生期不到就停止养生，致使水分蒸发过快，砼产生干缩和温缩裂缝。

四、混凝土振捣不密实

混凝土浇筑时，有的施工单位仅采用振动梁进行振捣，振捣不到位，致使混凝土不密实，出现蜂窝、气孔多、强度降低等质量缺陷，破坏砼铺装层的整体性、降低了抗裂、抗冲击的能力。

五、通车过早

有的施工单位在桥面现浇层完成几天后就开放交通，造成桥面在强度不高的情况下过早承受重载，这也是造成裂缝产生的原因之一。

第三部分

防治措施

一、增强砼铺装层与梁顶面的层间结合力

桥面钢筋网安装前必须彻底清除梁板顶面的浮浆、松散砼、油污、其它杂物等，应将梁板预埋的6#、7#钢筋复位，对梁体顶面进行凿毛处理，清扫后用高压水将梁板冲洗干净，浇筑混凝土前洒水湿润梁顶，但不得有积水。

二、准确定位钢筋网，提高现浇层抗裂性能

采用短钢筋支撑定位法对钢筋网进行准确定位。钢筋长度为铺装层厚的80％左右，双向间距约75cm,对钢筋网实行多点焊接支撑。浇筑混凝土前，禁止一切车辆和闲杂人员在绑扎好的钢筋网上通行,浇筑时上料应使用泵车或吊车,禁止料斗车、罐车等直接在钢筋网上行走，以避免钢筋网扭曲变形、移位，从而提高现浇层的抗裂性能。

三、控制好配合比、加强养生 严格控制砼施工配合比，控制掺水量，并密切监控拌和站机打数据，若发现异常，应及时找出原因、进行整改，并尽量配合使用真空吸水。落实专人做好砼的抹面收浆工作，掌握好收浆的遍数和时机，最后一遍收浆后就立即拉毛。桥面铺装浇筑后，应及时覆盖养生，在施工期7天内确保砼始终处于饱和水养生状态。

四、加强振捣，提高强度

混凝土浇筑必须采用平板振动器配合振动梁进行振捣，以保证混凝土的密实，保证砼铺装层与梁顶形成一个整体，从而提高混凝土强度，减少裂缝的产生。

五、加强交通管制

桥面铺装层结构 篇3

关键词：桥面铺装层；病害分析；修补

1 桥面铺装层病害概况

省道280线高州市区至羊角路口段路面改造工程中部分桥梁铺装层破损严重，本次路面改造采用更换钢筋混凝土铺装层处理，更换后通车使用半年左右，发现K180+984小桥、K179+576小桥等六座小桥及金山立交桥桥面铺装层出现局部较严重的纵、横向裂缝，混凝土剥落等病害。

2 铺装层裂缝的产生机理

根据裂缝产生的原因可将裂缝分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝。

2.1 干缩裂缝

在水泥混凝土硬化时，水泥浆体会产生收缩，当收缩受到约束产生收缩应力，导致裂缝产生。桥面铺装层产生收缩应力主要是由于受到了两方面的限制：①集料对水泥浆体内部约束，在普通水泥混凝土中，水泥浆体的收缩率被限制90%，混凝土经常处在收缩应力状态；②底面预制梁板或现浇层产生的外部约束。

2.2 温度裂缝

桥面铺装层在部分或整体性约束条件下热胀冷缩，产生拉伸应力，而混凝土的抗弯拉强度远较抗压强度小，很容易引起开裂。温度裂缝一般发生在温度降低过程中。

2.3 疲劳裂缝

由于在混凝土材料内部存在局部缺陷，在荷载作用下会发生应力集中而出现微裂纹，当应力反复作用时使微裂纹逐步扩展，从而不断减少承受应力作用的有效面积，最终在车辆的重复荷载作用一定次数后导致破坏，使混凝土出现疲劳裂缝。

3 铺装层病害原因分析

3.1 桥面板刚度不够

K180+035和K196+608为钢筋混凝土T梁结构；K189+780和K191+280两座为预应力钢筋混凝土空心板结构的桥梁，设计中为了减轻恒载，用增加钢筋用量或采用高强度钢筋来减小桥面板的高度，导致刚度不足，在重荷载的作用下产生较大的扰度，容易使桥面铺装层出现裂缝。

3.2 负弯矩的影响

连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等由于荷载作用在支座或悬臂部位产生负弯矩，使桥面铺装层受到拉申应力作用而产生裂缝，从而造成桥面铺装的损坏。（本工程不存在这种情况，在此一并分析）

3.3 桥面混凝土铺装层与梁顶表面结合不好

K179+576、K180+984、K197+460三座小桥，桥面混凝土铺装前，梁表面的松散物清除不彻底，梁顶面凿毛的密度和深度不够，导致桥面混凝土铺装层与梁顶之间的不能形成有效结合，破坏了铺装层的整体性，在冲击荷载作用下，使桥面出现脱皮、裂缝和剥落的现象。

3.4 桥面铺装层厚度偏小

K172+942、K179+576、K189+780、K191+280、K196+608五座小桥，由于调整桥面纵、横坡度需要，造成了铺装层厚度局部偏小，削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力，导致使铺装层过早破损。

3.5 钢筋网移位

绑扎和浇注混凝土时，受到施工人员及施工机具的荷载作用和水泥混凝土的自重压力等影响，定位筋或垫块失效，导致钢筋网下沉，削弱了承载的能力，尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，更易出现裂缝等损坏现象。

3.6 混凝土的收缩作用

混凝土硬化初期的抗拉强度小，当干缩和冷缩产生的拉应力超过其抗拉强度时，产生内部及表面产生裂缝。混凝土养生不及时或不均匀，强度发展偏慢，增加了温缩和干缩裂缝产生的机会。

3.7 混凝土质量的影响

配制混凝土的原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不好、粗骨料的颗粒级配差、混凝土拌和物和易性差以及施工时漏振、模板漏浆等造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷，均破坏了铺装层的整体性、降低了其抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨性能。

3.8 施工缝处理不当

水泥混凝土桥面铺装应力求少设施工缝，桥面不宽时以全幅一次性浇筑为好，桥面宽度大的可以分隔带为分界线。但如果在进行桥面铺装时随意设置施工缝，且对施工缝的处理不规范，就会严重影响混凝土的连续性和整体性。如K180+984、K191+280两座桥，施工缝刚好设置在行车轨迹上，车辆冲击和荷载作用下，极易破坏。

铺装层修补处理方法：采用全部凿除、重筑铺装层的方法，用C50钢纤维混凝土（钢纤维掺量为50kg/m3）浇筑修补。修补前先将旧桥面铺装层凿去（结合面要求凿成齿形缝），然后焊接铺装？准10@100mm钢筋网，增设IAC无机界面粘结剂的粘结层，浇筑混凝土后养生到标准强度。

4 铺装层修补施工技术措施

4.1 确保铺装层厚度

厚度不够的桥面，如铺装层下粘结层为现浇层的向下铣刨现浇层，以保证铺装层厚度，铣刨时不得破坏现浇层钢筋；如下粘结层为梁板的，则通过抬高桥面标高保证铺装层厚度。

4.2 新旧混凝土粘结面严格凿毛

凿除表面浮浆，使表面粗糙，成锯齿状，且均匀。按要求清除松散的石子、残渣，并清洗干净，保持粘结面润湿，但不能留有积水。

4.3 增设粘结层

通过采用IAC无机界面粘结剂来加强车道板与水泥混凝土铺装层的粘结，用喷枪将界面剂涂在车道板顶面，厚度约为1.5mm，在粘结剂初凝前将铺装层混凝土浇注完成。

4.4 加强钢筋网安装的质量

确保钢筋网垫块厚度及摆放位置准确，加大垫块布置密度，钢筋柱或角铁同钢筋网焊接在一起并合理布设，增强钢筋网的整体强度，避免在浇筑混凝土时支垫脱落及压弯钢筋，确保混凝土保护层厚度在浇筑前后保持一致。用人工小车运送混凝土时，平台运料道要坚固，倒料时要轻、慢，操作工不得踩压钢筋网，振捣过程设专人检查，发现问题及时处理。

4.5 确保混凝土的质量

严格控制原材料的級配，使之达到规范要求的合理顺滑的曲线，严格控制各种原材料的含泥量，尤其是砂的含泥量。水泥的用量不宜过大，可采用较高标号的水泥，严格控制混凝土拌和物的塌落度，以3～5cm为宜，并可加入缓凝剂及防裂纹化学外加剂等材料。

4.6 钢纤维混凝土拌和要求

混凝土方量不大时，可采用人工拌和，混凝土方量较大时，宜采用机械拌和。一般先按设计配比将干砂、石、水泥、钢纤维进行干拌，搅拌均匀后，再加水进行搅拌。

4.7 浇筑混凝土

在已喷涂界面粘结剂的桥面上将钢纤维混凝土均匀地摊铺，严禁抛掷和搂耙，防止混凝土拌和物离析。振捣时严禁将振捣棒组插入钢纤维混凝土内部振捣，也严禁使用人工插捣，宜采用大功率平板式振捣器振捣密实，前后宜重复15cm，振捣时间一般为15s，振动至表面出浆为宜，再采用振动梁压实整平后用3m以上刮尺、刮板或抹刀纵横向精平表面。

4.8 加强养护

由于在旧桥上施工，必须做好各项安全措施加强防护，严禁车辆在养护期间驶入桥面，振捣整平后在表面上均匀地喷洒养护剂两次，盖塑料薄膜养生14d以上。

5 结束语

（1）桥面铺装层与预制板的粘结影响重复荷载作用下的裂缝产生，粘结越牢，铺装层使用寿命越长。加铺铺装层在梁板上涂抹粘结剂，可以预防裂缝的产生。

（2）掺加一定数量的引气剂、微膨胀剂、钢纤维和聚合物可有效地防止裂缝的产生，并可提高铺装层的使用寿命。

（3）桥面混凝土铺装施工在整个工程中属于次要工序并于后期施工，常被施工人员忽视，容易造成施工缺陷，影响整体质量。只要能引起足够重视，严格按照规范和设计文件要求施工，加强管理，桥面铺装层病害是完全可以防止的。

参考文献

[1]JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG/TJ23-2008路桥梁加固施工技术规范[S].

桥面沥青铺装层裂缝病害分析 篇4

1桥面裂缝危害

沥青桥面出现裂缝后, 桥面水下渗浸泡路面结构层, 降低桥面承载力。一方面水使沥青粘附性减少, 从而导致沥青混合料强度、劲度减少, 并使沥青从集料表面剥落;另一方面在雨季, 桥面裂缝中的自由水, 在行车载荷的作用下, 会产生相当大的动水压力, 压力水不断冲刷基层材料中的细料, 细料浆一旦被唧出, 沥青面层就会沿着裂缝产生下陷现象, 同时在裂缝的两侧引起新的裂缝, 导致桥面裂缝两侧破碎, 并逐渐引发桥面大面积损坏。

2裂缝病害种类分析

2.1横向开裂

桥面横向开裂主要是在连续缝处开裂, 连续缝开裂引起雨水下渗, 引起主梁和盖梁的横向开裂。主要原因:简支梁桥结构的桥面铺装一般采取桥面连续形式以增加行车的舒适度。由于连续缝处荷载产生的负弯矩使此处的桥面铺装受拉、桥面混凝土干缩、季节温差等引起的纵向变形等多种因素作用下, 混凝土出现拉应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时, 桥面混凝土出现横向裂缝, 同时反射到表面的沥青铺装层。

2.2纵向开裂

桥面纵向开裂主要出现在板梁结构和装配式干接头的T梁桥中, 产生纵向裂缝的原因是:设计中理想状态是铰缝完全可以传递横向剪力, 相邻梁间不出现相对竖向位移。 当铰缝本身质量欠佳横向传递能力不足, 使部分荷载只能通过桥面铺装来传递, 若铺装层强度不足以承担, 便导致沿铰缝的混凝土剪坏, 反映为桥面沥青层纵向开裂。

2.3网状开裂

沥青桥面产生网裂和龟裂的原因:一是, 桥面结构中夹有柔软和泥灰层, 粒料层松动, 水稳定性差, 在荷载作用和雨水浸入下发生唧浆, 产生龟裂, 从而引起桥面损害。其二, 是沥青与沥青混合料质量差, 即沥青混合料的粘结性差, 或沥青延度低, 从而抗裂性差, 加之水分的渗入, 造成桥面龟裂, 进而引起桥面破坏。

3桥面沥青铺装层裂缝产生的成因

3.1结构设计方面

面对车辆性能和承载力越来越好的局面, 对桥面施工的要求也越来越高, 对负荷能力的提升是一项比较重要的设计基础, 要通过科学合理的设计施工方案来解决这方面的难题, 使得桥梁的的承重能力和桥面的抗压能力都有所提升。在设计施工时, 如果是拱桥建筑、悬臂桥梁或连续桥梁等, 在受到压力负荷时, 其受力的程度和方向都不是均匀的, 都有一些特殊的部位来承受这些, 以提高整体桥梁的结构稳定性, 这样以来, 桥面沥青层受到的碾压力就不一样了, 很有可能发生负弯矩裂缝, 所以在设计时一定要特别注意。

3.2施工工艺方面

在桥梁的施工建设中, 容易出现裂缝的环节主要有两种:其一是, 水泥和水混合的比例不恰当, 拌制水泥过程中, 太稀容易造成坍落度偏大, 使得裂缝的形成速度加快;而太过粘稠则会使得水泥的失水量大, 造成收缩性裂缝, 也会影响施工质量, 所以说还是要按照科学合理的配比来施工建设。其二, 就是沥青的质量和型号不达标, 保证不了施工的强度和粘度, 干固后出现裂缝的概率较大, 影响桥面的质量。 另外, 在施工过程中, 网片的安放一定要在桥面沥青铺装层中间, 如果放错了位置, 沥青铺装层中就没有抗拉能力, 也很容易出现裂缝。

3.3使用阶段的桥面损坏

在施工建成桥面之后, 就会正式的投入运营, 这个过程会产生一些裂缝问题, 与施工时的裂缝不一样, 这个时期可以分为横向裂缝、温度裂缝和干缩裂缝几种形式。经过时间季节的变换, 气候差异、温度差异以及水分差异等都会影响到沥青铺装层的使用质量, 长时间的岁月在沥青层面也会留下痕迹, 形成裂缝也是在所难免的。 而主要的原因确是在投入运营阶段, 一些超重型号的车辆满载着货物行驶在上面, 反复的碾压桥面, 时间久了, 自会形成裂缝, 破坏桥面的使用寿命。

4桥面沥青铺装层裂缝的处理措施

4.1优化设计方案

一个合格的优化方案, 对桥面沥青铺装层的抗压能力和抗拉能力都要有具体的受力设计分析, 但是作为建筑桥梁, 其受力的程度和支撑点是很难把握的, 所以, 对于设计工程师的考验难度是非常大的。在具体的计算设计方面, 要根据桥梁的结构计算出受力点, 然后再根据受力分析设计桥梁的桥面结构和抗逆性能, 以便桥面的符合能力足够支撑几台重型机车同时通过, 而不会造成桥梁和桥面的损坏。注意, 工程设计师对路桥的设计不要只注重于主梁承重的分析, 桥面沥青铺装层的强度和刚度也很重要, 切不可厚此薄彼, 还要考虑不同桥架构造的特点, 以适应全局的要求, 这样才能设计出一个具有高符合能力的沥青铺装层桥面。

4.2优化施工工艺

优化施工方法是对施工过程中的控制要求, 主要还是注意施工的环节和建筑材料的规格型号, 以便提高桥面沥青铺装层的施工质量。 而桥面的沥青铺装层是覆在水泥混凝土桥体的表面, 混凝土如果开裂, 沥青层也就会随着而破裂, 所以, 水泥桥体的施工也比较重要。 根据施工过程裂缝产生的原因来具体分析, 首先是水泥的拌制过程, 水泥和水的混合比例要有一定的科学依据, 不能太粘稠也不能太稀, 主要是根据水泥的型号和抗压强度的要求来设计水泥和水的混合比例, 减少桥体裂缝的发生率。而对于沥青和水泥型号和规格的选择要看使用的建筑部位是哪里, 用于承重的部位一定要选择高型号的水泥, 这样对桥梁的性能提升有所帮助。 而钢筋网片铺放的位置也要注意, 一定要放在桥面沥青铺装层的中间层, 增加桥面的抗拉抗压能力, 与钢筋混凝土的原理一样, 钢筋网片和沥青配合也有这样的效果, 在一定程度上能抵御裂缝的形成, 延长桥面的使用寿命。

4.3注意使用保养

桥梁在建设完工后不能马上投入运营使用, 要封闭搁置一段时间, 让桥梁的建筑材料彻底的凝固干透, 以增强桥体的硬度和刚度, 完善各方面的性能, 这个过程就是养护的工作。在晾干的过程中, 桥面上面要全部覆盖草帘, 并定期进行洒水工作, 以防桥面表面温度和内部温度过高而产生温差, 造成桥体内部受力不均匀, 形成变形裂缝。在正式的投入使用时, 也要定期的巡护, 严禁超过桥梁承受能力范围内的超重型车辆通过, 以免造成桥毁人亡的惨剧。对于桥面要经常清理, 防止杂物对沥青铺装层造成机械损伤, 由此引发裂缝问题;对于贴近桥面的输水孔径要定期排查, 发现堵塞的要及时通透, 以免积水过多侵蚀桥面, 减缓桥梁的使用寿命。

5结束语

桥面沥青铺装层的裂缝问题时有发生, 究其原因, 主要还是结构设计、施工工艺、后期养护和使用环节出现的问题, 只要在每一个环节多加注意, 尽量减少人为因素造成的裂缝问题, 使用过程中的损坏是不可避免的, 只要能及时得到补救, 桥面的使用期限还是可以延长的, 既能节省人力物力, 也节省了大量的资金投入, 为地方造福, 为百姓造福, 促进建筑桥梁行业的快速发展。

摘要：随着现代社会的发展, 对交通运输行业的要求越来越高, 桥梁的建设就是其中的重要建设项目之一, 承担着交通运输和经济发展的枢纽工作, 其安全可靠性能关乎着人民生命财产安危, 容不得半点马虎。而桥面沥青铺装层裂缝已经成为了威胁桥体安全的头等大事, 相关的研究人员也在不断地改善这方面的问题, 笔者就在本文中对这个问题做了深入浅出的分析探讨, 希望对问题的解决能出一份力量。

关键词：桥面,沥青,铺装层,裂缝病害

参考文献

桥面铺装层结构 篇5

浅谈对桥面铺装层早期病害分析与施工控制

随着交通量和重型车辆的增加,桥面镛装层损坏较为严重,雏修周期也越来越短,造成当前桥面铺装层过早损坏主要是设计考虑不周、施工不当及外界影响等方面的原因.

作 者：王微萍 作者单位：哈尔滨市水利机械工程公司,黑龙江,哈尔滨,150001刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：桥面铺装层 损坏分析 控制

浅析桥面铺装层早期损坏的防治 篇6

桥面铺装层损坏的极其严重和极易发生, 不得不引起我们足够重视。

1桥面铺装层早期损坏的原因分析

(1) 混凝土铺装层偏薄, 承重强度不足, 造成混凝土脆性破坏。铺装层厚度偏薄的主要原因是梁板安装精度差, 或浇筑铺层的平整度差, 甚至个别预制梁产生较大的翘曲, 因而造成铺装层厚薄不均, 在重载作用下, 偏薄部分被压碎, 造成桥面出现坑槽、龟裂、产生破坏。

(2) 沥青面层与铺装层混凝土粘结不好, 特别是设防水层之后, 防水层与混凝土铺装层和沥青面层之间存在滑动层, 在水平力作用下, 面层滑动, 形成搓板, 导致面层开裂损坏。

(3) 桥面混凝土铺装层在温度力的作用下, 即在升温或降温过程中产生的翘曲应力, 超出混凝土的抗拉强度面造成板顶或板底产生裂缝, 裂缝在夏季雨水渗入后, 经车轮荷载反复作用下, 裂缝卿浆, 造成面层变形损坏;在冬季裂缝渗水后遭冻胀破坏。

(4) 设计或施工造成桥面进水。对于桥面铺装层, 当水进入到沥青铺装层中, 桥面排水设施的竖向金属泄水管管顶标高于水泥混凝土桥面的标高, 或横向排水管管底标高高于水泥混凝土桥面标高而与沥青混凝土桥面标高齐平, 使得渗入沥青混凝土中的水不能排出, 造成桥面铺装层松散、坑洞等破坏。

2桥面铺装层的功能要求与结构组成

桥面铺装层要求具有足够的抗压, 防止在轮载与温度应力的共同作用下产生裂缝;表面层还应具有一定的抗冻、抗渗、耐磨及抗滑性能;同时桥面应该是防水的, 防水层与面层需确保在使用期内的强度与稳定性。桥面铺装通常由防水层、粘结层和铺装层 (沥青混凝土与水泥混凝土) 组成。

(1) 防水层桥面防水对桥梁工程的使用寿命很有影响, 因为雨水 (特别是含盐量大的融雪水) 一旦渗入铺装层内就难以排出, 最终会导致桥面结构的破坏。因此, 需要把防水作为防止桥面铺装层早期损坏的技术措施之一。防水材料主要有沥青砂胶、预制层、薄膜或由乳化沥青层等形式。

我国普遍常采用的防水材料主要是沥青或改性沥青作粘层, 撒布一层中砂, 碾压形成沥青涂胶类下封层。为增加沥青的低温抗裂性能, 北方地区多采用SBS或SAR改性材料。改性沥青在粘结强度, 抗剪强度以及低温抗裂性能方面均较普通沥青有较大提高, 性能对比见下表。

应用改性沥青做下封层可起防水作用, 同时也起到上下层的粘结作用。防水层必须全桥铺装, 无破洞、漏铺、脱开、翘曲及皱折现象。

(2) 铺装层

铺装层通常由沥青混凝土表层和水泥混凝土铺装层组成。沥青混凝土表层具有良好的抗渗、抗冻、耐磨及抗滑性能。沥青混凝土可采用单层式或双层式结构, 单层式厚度不宜小于6cm, 双层式的表层厚度不小于3cm, 应采用高温稳定性的密实型热拌热铺沥青混凝土。

为提高沥青混凝土的耐疲劳性, 高温稳定性及低温抗裂性对大型桥梁或通行交通量大的重要桥梁, 建议采用改性沥青混凝土合料或沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA ) , 做桥面铺装层的表面层, 可以大大提高铺装层的疲劳寿命。

水泥混凝土铺装层是桥面铺装层的主体结构需要具有足够的强度和较高的抗裂性能。目前国内解决桥面铺装层早期损坏的技术途径主要有以下两个方面。

①适当增加水泥混凝土铺装层的厚度, 由过去6cm～8 cm增至10 cm～12 cm, 水泥混凝土标号与桥面板相同或提高一级, 28 d抗折强度大于5.0 MPa。另配二级钢筋直径为12 mm, 网格为 150 mm×150 mm (或200 mm×200 mm) 的钢筋网, 以提高水泥混凝土的抗温度应力的性能。

②采用具有优良裂性、抗弯曲性、耐冲击性及耐疲劳性等特点的新型复合材料- 钢纤维混凝土 (SFRC) 。

钢纤维混凝土应于桥面铺装层有两种型式。一种为部分粘结式的铺装层;另一种为增强钢筋网的铺装层, 也叫复合式SFRC铺装层。

从美国和日本的经验看, 铺筑厚度12 cm, 使用SFRC加固, 桥面板的承载能力提高一倍。

钢纤维混合料的铺装层厚度应根据使用条件和工程经验, 一般为8 cm～10 cm。水泥混凝土的强度等级应 大于C40级, 钢纤维体积掺量为0.4%～1.2%, 28 d抗折强度不小于6.0 MPa。

浅谈桥面铺装层病害与处治 篇7

公路桥梁桥面铺装直接受车辆荷载的作用, 将车辆的荷载直接通过桥面铺装传递到梁板, 通过支座再依次把车辆的作用力传送至河床, 同时桥面铺装的作用在于防止车辆直接接触行车道板, 对梁板起保护的作用, 可以避免受到水的侵蚀。因此, 桥面铺装要求有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水 (和桥面板一起作用时) 、刚度好等。行车道铺装可采用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治和泥结碎石等各种类型。随着近年来我国汽车产业的高速发展, 各种大吨位的车辆越来越多, 对桥面铺装的破坏也越来越严重, 本文简要的分析了桥梁铺装层病害发生的原因与简单的处治方法。

1 桥面铺装类型简介

水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装用得较广, 能满足各项要求。水泥混凝土铺装的耐磨性能好, 适合重载交通, 但养生期长, 以后修补较麻烦。沥青混凝土桥面铺装维修养护方便, 但易老化和变形。沥青表面处治和泥结碎石桥面铺装, 耐久性较差, 仅在中级或低级公路桥梁上使用。桥面铺装一般不作受力计算, 如在施工中能确保铺装层与行车道板紧密结合成整体, 则铺装层的混凝土 (除去作为车轮磨耗部分可取0.01m~0.02m厚外) 还可以计算在行车道的厚度内和行车道板共同受力。为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性 (能起联系各主梁共同受力的作用) , 一般宜在混凝土中铺设直径为4mm~6mm的钢筋网。

2 桥面铺装的检查

当桥面铺装产生病害后, 会产生以下的不良影响:1) 铺装层表面抗滑性能下降, 粗糙度不够或铺装层脱落, 在下雨湿滑的时候或者在冬季结冰时容易引起大的交通事故;近些年发生在桥上的交通事故很大程度上是由于桥面铺装层发生的破坏造成的, 所以我们要做好对桥面铺装的定期检查工作, 使这种隐患消除在萌芽状态;2) 桥面铺装不平整, 伸缩缝不平整, 桥头跳出等现象引起汽车对桥梁的冲击效应增大, 造成桥面板等结构的耐久性降低, 众多的桥梁板断裂, 板底出现的裂缝都是这些原因造成的;3) 于桥梁铺装层与伸缩缝装置之间的高差不仅促使铺装本身的破坏, 而且会促使伸缩缝装置的破坏, 虽然在设计过程中对伸缩缝的混凝土标号要比桥面铺装层的要求高的多, 但通过对许多道路桥梁的检查中发现, 这种现象是普遍存在的。桥面铺装的检查首先是调查桥面铺装的类型, 然后调查铺装层存在的主要缺陷。沥青桥面铺装的主要病害有:轻微裂缝 (发状或条状) 、严重裂缝 (龟裂、纵、横裂缝) 、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。此外, 沥青桥面铺装应保证足够的平整而粗糙, 过分光滑雨天易使车辆打滑。水泥混凝土桥面铺装的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。

3 柔性铺装

柔性铺装层一般是指沥青混凝土或沥青铺装。柔性桥面铺装在外荷载、梁板变形和温度因素等外在各种不利因素的作用下, 会出现以下这些病害:柔性铺装内部一般会有较大的剪应力产生, 在桥面上不同的部位会产生铺装层位移、推移、拥包等不同类型的病害;由于气温的变化和梁板在外荷载和自重作用下产生的挠度会使柔性铺装产生裂隙, 另外在现场施工时由于压路机的吨位不够或者由于在进行混凝土的混合料温度过高造成铺装层离析, 这些裂缝或者离析的的部位在雨水或者车辆荷载的作用下, 就好发生铺装层松散和坑槽等病害。柔性铺装层破坏的主要原因是雨水或外在荷载的作用下, 因为交通量的不断增加使得应力集中而造成破坏。对于钢筋砼梁 (板) 桥, 由于支座在安装过程中没有按照设计的要求或者规范要求安装造成支座不稳或者支座本身材料强度没有达到要求, 致使在行车荷载的作用下造成绞缝出现裂缝甚至局部脱落。另外由于梁板在安装过程中对高程控制不准确, 有些梁板在预制过程中的预拱度不太精准, 有些梁板的地模发生沉降等造成梁板在安装后表面不平, 造成柔性铺装层薄厚不一致, 大大降低了梁 (板) 与铺装层的整体性强度。有些梁 (板) 顶部没有凿毛或者表面留有污渍, 造成梁板顶面有柔性铺装层的结合部位施工质量较差, 产生夹层, 柔性铺装层局部薄厚不均、柔性铺装层混合料配合比欠佳、混合料离析、施工过程中各个环节之间衔接不平稳、碾压不密实等等原因都是造成破坏的主要原因

4 刚性铺装

刚性铺装层一般是指水泥混凝土铺装, 对于刚性铺装, 施工过程中最常见的问题就是施工厚度不足。在梁 (板) 预制过程中, 许多施工单位对预制过程中各个环节的把关不严和内部管理不善, 监理现场检查不力使得梁 (板) 尺寸没有严格按照图纸进行施工或者偏差超过容许范围, 在进行绞缝施工时湿接缝浇筑过高, 预应力梁 (板) 张拉预拱度不符合要求偏大或各个梁 (板) 预拱度不一致等, 造成刚性铺装局部厚度没有达到设计要求的厚度, 容易引起应力集中, 在外荷载作用下刚性铺装就好很容易出现裂缝。我们在现场进行桥面铺装施工作业时, 大多数的改建路段在施工中为了保证道理通行都是采用半幅施工, 有些混凝土是采用混凝土罐车运送, 这种施工方法往往都是半幅施工, 这样半幅施工带来一个很大的质量隐患就是在半幅施工的接茬出会出现裂缝。刚性铺装层在施工过程中, 对现场混凝土施工配合比的重视不足, 施工的材料不符合规范要求, 集料含泥量较大、细集料砂率过大、水灰比控制没有严格按照要求等。刚性铺装施工质量的控制应该在刚性铺装施工前, 对梁 (板) 顶面的高程应认真检查, 着重要注意产生负弯矩部位的高度, 强调的是在施工过程中不能影响钢筋部位。梁 (板) 顶面高程一定要刚性铺装层最小厚度的要求, 严格按照施工设计、有关规范要求, 有高度不符合设计要求和超过规范要求的偏差的部分、有离析造成的松散的混凝土一定在铺装层施工前进行清除。铺装层施工前要做好梁 (板) 顶面的清污工作, 把梁板顶面的松散部位、有些浮土、浮浆等进行清理, 最好是用高压水枪冲洗。原材料选用是工程质量的最大环节, 一定要严格按照材料配合比准确的进行配置混凝土, 拌和要均匀、否则会产生沉降大小不一, 刚性面层顶面出现结构裂缝。

5 结论

桥梁的铺装层是桥梁工程的一个重点分项工程, 在进行工程电机自启动, 对保护系统电压的稳定性起到了很好的控IA控制再启动/卸载控制图修改后, 设置OUT3=70%Ue 3作用是当供电系统电压低于70%Ue超过30S后解除自启动晃电 (低于70%Ue 1S) , 恢复至90%Ue且稳定3S以上, 允。交竣工验收的时候是必不可少的检查项目, 同时由于桥面是直接裸露在人们视线的部位, 因此从美观的角度来说也是一个必须要进行精细施工的部位。为此我们在施工过程中一定要严格按照施工图纸和施工规范精细施工, 特别是一些看似不是重要的部位要格外注意, 象钢筋网的绑扎, 原材料的筛选等等这些工作虽然看似很简单, 但却对整个工程的质量有着不可替代的作用, 所以我们唯有加强施工现场的管理, 对每个施工工序做到精细化的施工, 这样才能保证工程质量。

参考文献

[1]朱瑶宏杭州湾跨海大桥钢桥面铺装方案研究.江苏交通科学研究院, 2007, 11.

水泥砼桥面铺装层裂缝的防治 篇8

关键词：钢筋混凝土桥面铺装层,裂缝,防治

现阶段我国北方高速公路桥面铺装层基本采用钢筋混凝土铺装层上覆盖沥青混凝土铺装层的复合式桥面结构, 钢筋混凝土铺装层的设计厚度一般在8cm~10cm, 其特点是强度高、稳定性好。缺点是一旦损坏将直接导致沥青铺装层损坏, 拆除、修复难度大, 周期长, 影响桥梁正常使用。钢筋混凝土桥面铺装层裂缝是常见的病害之一。由于它是以裂缝形式出现, 修补较困难。拆除钢筋混凝土桥面铺装层施工难度很大, 对梁板造成的破坏也很大。拆除、重新浇筑将严重影响工期和浪费资金。因此要采取切实可行的措施消除和防治钢筋混凝土桥面铺装层裂缝。

根据现阶段广泛使用的钢筋混凝土桥面铺装层施工工艺综合外部条件的影响, 将钢筋混凝土桥面铺装层裂缝的成因及防治归纳为以下五个方面进行叙述。

1 厚度不均匀产生的裂缝

现阶段公路桥梁上部结构以预应力钢筋混凝土简支梁居多, 由于拱度不均匀引起的桥面铺装层厚度不均匀的现象十分普遍。砼浇筑后, 水泥和骨料自然下沉, 同时引起泌水, 在沉降过程中由于桥面铺装层厚度不均匀, 引起水泥和骨料下沉的速度、时间长短、下沉量不同, 就会在砼表面产生拉应力和剪应力, 使该处产生裂缝。裂缝一般在混凝土初凝前产生, 发现后迅速进行处理, 重新加压抹平, 可有效防止裂缝出现。

水泥和骨料沉降是混凝土的固有特性, 是不能避免的。但沉降有一定限度, 随着各粒子间的相互接触, 水泥浆的逐步凝结, 将导致沉降停止。沉降量与单位用水量成正比。即单位用水量愈大, 泌水率愈大, 沉降量也愈大。为防止和减少因桥面铺装层厚度不均匀引起的裂缝, 应从以下三方面着手。

(1) 梁板预制过程中, 严格控制梁板拱度, 做到拱度一致, 起拱量不超差。梁板底面平整。梁板安装时, 严格控制支座标高准确。以期达到桥面铺装层厚度均匀的效果。

(2) 使用泌水率小的水泥, 在保证砼和易性的条件下降低砼的单位用水量, 可在混凝土中加入适量减水剂。降低混凝土的总体沉降率。

(3) 施工过程中加强震捣环节的控制, 做到振捣均匀、密实、不留死角。

2 钢筋保护层超差产生的裂缝

由于钢筋混凝土桥面铺装层很薄, 面积很大在荷载作用时属弯拉受力状态, 钢筋保护层过大和过小都会会引起裂纹。引起钢筋保护层超差的原因有两方面。

(1) 桥面铺装层厚度不均匀, 甚至因梁板拱度过大或支座高程误差造成的桥面铺装层厚度不足。

(2) 桥面铺装层钢筋网安装高程不准确, 支垫不牢固。

为防止和减少钢筋保护层超差引起的裂缝, 应从以下几方面着手。

(1) 梁板预制过程中, 严格控制梁板拱度, 做到拱度一致, 起拱量不超差。梁板底面平整。梁板安装时, 严格控制支座标高准确。杜绝桥面铺装层厚度不足的现象发生。

(2) 重视桥面钢筋网的安装, 加强保护层控制, 安装钢筋网时支垫牢固。

3 混凝土的干缩裂缝

水泥砼浇筑后, 在硬化的过程中, 由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小, 加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩, 随着砼何体积收缩产生拉应力, 当拉应力大于当时砼的抗拉强度, 而产生干缩裂缝。裂缝的主要特征:表面开裂, 纵横交错, 没有一定规律;缝宽和长度都很小, 与发丝相似, 不注意时较难发现。

干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、构件尺寸、养护条件等有密切关系, 在冬季或夏季施工, 往往由于养护不及时, 让砼风吹日晒, 造成砼表面水分蒸发速度过快, 超过了泌水速度, 因而产生干缩裂缝。实践证明:水泥标号越高, 收缩越大;矿渣水泥比普通水泥收缩大;级配骨料粒径越小, 收缩愈大;生产干缩裂缝危害的机会就越大。为防止干缩裂缝产生, 首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要应从以下几个方面入手。

(1) 根据不同气候条件, 选用合理级配。正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等, 从减少干缩率, 来防止干缩裂缝。

(2) 严格施工管理, 防止水分过量蒸发, 捣筑后, 及时采用凉棚或其它遮盖物, 将砼覆盖起来, 避免风吹干燥, 日光直接照射, 进入养护期后, 注意养生。

(3) 不同外加剂及剂量, 对砼干缩率有一定影响。因此, 掺配外加剂前应对干缩率作试验后, 再确定是否掺配和掺配量。

(4) 施工时段的选择很重要, 尽量避开大风、高温、强日照的时段。

4 混凝土的温度裂缝

水泥砼具有热胀冷缩的性质。由于水泥水化作用, 在硬化的过程中释放大量热能, 温度上升, 使内部砼产生显著的体积膨胀, 而表面砼温度低于内部温度。内部膨胀产生很大拉应力, 而外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时, 表面就会产生裂缝。

对于温度裂缝的预防, 主要有下面两方面:

(1) 砼单位骨料用量愈大, 其热膨胀系数愈小。水泥浆含量愈多, 则砼膨胀系数愈大。因此, 合理选择级配, 采用水化热较低水泥, 减少水泥及用水量, 降低砼膨胀值, 是防止温度裂缝的主要途径。

(2) 施工过程中, 应注意加强养护, 尽量做到混凝土内外温度一致, 减少温度变形。

5 施工原因引起的裂缝

施工原因引起的钢筋混凝土桥面铺装层裂缝是人为因素造成的, 是可以避免的。其成因主要有以下几方面。

(1) 震捣不够, 因而引起砼表面和边缘开裂。

(2) 钢筋网不牢固造成施工过程中人员、设备扰动钢筋致使刚浇筑的混凝土受到外力扰动产生破坏而产生裂缝。

(3) 浇筑前梁板顶面清扫不彻底, 使后浇混凝土与梁板结合不良好, 在外力作用下发生翘曲, 产生裂缝。

(4) 浇筑前梁板顶面干燥, 新浇筑混凝土水分被梁板大量吸收, 造成因混凝土失水过多产生裂缝。

(5) 混凝土未达到龄期过早开放交通, 造成大面积的裂纹。

对防止施工裂缝的产生, 并非一个纯技术问题, 在很大程度上是施工管理问题。只要严格加强施工质量, 正确执行施工技术操作规程, 因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。

6 结语

桥面铺装层及附属工程施工 篇9

1) 梁顶标高的测定和调整。预应力混凝土空心板或大梁在预制后存梁期间由于预应力的作用, 往往会产生反拱, 如果反拱过大就会影响到桥面铺装层的施工, 因此设计中对存梁时间、存梁方法都作了一定要求。如果架梁前已发现反拱过大, 则应采取降低墩顶标高、减少垫石厚度等方法, 保证铺装层厚度。架梁后对梁顶标高进行测量, 测定各跨中线、边线的跨中和墩顶处的标高, 分析评价其是否满足规范要求, 若偏差过大, 则应采取调整桥面标高、改变引线纵坡等方法, 以保证铺装层厚度, 使桥梁上部结构形成整体;2) 梁顶处理。为了使现浇混凝土铺装层与梁、板结合成整体, 预制梁板时对其顶面进行拉毛处理, 有些设计中要求梁顶每隔50cm, 设一条1cm~1.5cm深齿槽。浇筑前要用清水冲洗梁顶, 不能留有灰尘、油渍、污渍等, 并使板顶充分湿润;3) 绑扎布设桥面钢筋网。按设计文件要求, 下料制作钢筋网, 用混凝土垫块将钢筋网垫起。满足钢筋设计位置及混凝土净保护层的要求, 若为低等级公路桥梁, 用铺装层厚度调整桥面横坡, 横向分布钢筋要做相应弯折, 与桥面横坡相一致。在两跨连接处, 若为桥面连续, 应同时布设桥面连续的构造钢筋, 若为伸缩缝, 要注意做好伸缩缝的预埋钢筋;4) 混凝土浇筑。对板顶处理情况、钢筋网布设进行检查, 满足设计和规范要求后, 即可浇筑混凝土, 若设计为防水混凝土, 其配合比及施工工艺应满足规范要求。浇筑时由桥一端向另一端推进, 连续施工, 防止产生施工缝, 用平板式振捣器振捣, 确保振捣密实。施工结束后注意养护, 高温季节应采用草帘覆盖, 并定时洒水养生, 在桥两端设置隔离设施, 防止施工或地方车辆通行, 影响混凝土强度。待混凝土强度形成后, 方能开放交通或铺筑上层沥青混凝土。

2 沥青混凝土面层施工

桥面沥青混凝土与同等级公路沥青混凝土路面的材料、工艺、施工方法相同, 一般与路面同时施工。采用拌和厂集中拌和, 现场机械摊铺, 沥青材料及混合料的各项指标应符合设计和施工规范要求。沥青混合料每日应做抽提试验 (包括马歇尔稳定度试验) , 严格控制各种矿料和沥青用量及各种材料和沥青混合料的加热温度, 用胶轮压路机进行碾压成形, 碾压温度要符合要求。摊铺后进行质量检测, 强度和压实度要达到合格, 厚度允许偏差+10, -5mm, 平整度对于高等级公路桥梁IRI (m/km) 不超过2.5, 均方差不超过1.5mm, 其它公路桥梁IRI值不超过4.2m/km, 均方差6不超过2.5mm, 最大偏差值不超过5mm, 横坡不超过±0.3%。注意铺装后桥面的泄水孔的进水口应略低于桥面面层, 保证排水顺畅。

3 其它附属工程施工

桥面其它附属工程包括人行道、桥面防护 (栏杆、防撞护栏) 、泄水管、灯柱支座、桥画防水、桥头搭板等。高等级公路以及位于的二、三级公路上的桥梁通常采用防撞护栏, 而城市立交桥, 城镇公路桥及低等级公路桥往往要考虑人群通行, 设人行道。灯柱一般只在城镇内桥梁上设置。

3.1 防撞护栏施工

边板 (梁) 预制时应在翼板上按设计位置预埋防撞护栏锚固钢筋, 支设护栏模板时应先进行测量放样, 确保位置准确。绑扎钢筋时注意预埋防护钢管支撑钢板的固定螺栓, 保证其牢固可靠。在有伸缩缝处, 防撞护栏应断开, 依据选用的伸缩缝形式, 安装相应的伸缩装置。混凝土浇筑及养生与其它构件相同。

3.2 人行道、栏杆施工

人行道、栏杆通常采用预制块件安装施工方法, 有些桥的人行道采用整块预制, 分中块和端块两种, 若为斜交桥其端块还要做特殊设计。预制时要严格按照设计尺寸制模成形, 保证强度。

施工时应注意以下几点:1) 悬臂式安全带和悬臂式人行道构件必须与主梁横向连结或拱上建筑完成后才可安装;2) 安全带梁及人行道梁必须安放在未凝固的20号稠水泥砂浆上, 并以此来形成人行道顶面设计的横向排水坡;3) 人行道板必须在人行道梁锚固后才可铺设, 对设计无锚固的人行道梁, 人行道板的铺设应按照由里向外的次序;4) 栏杆块件必须在人行道板铺设完毕后才可安装, 安装栏杆柱时, 必须全桥对直、校平 (弯桥、坡桥要求平顺) 、竖直后用水泥砂浆填缝固定;5) 在安装有锚固的人行道梁时, 应对焊接认真检查, 注意施工安全。

3.3 灯柱安装

灯柱通常只在城镇设有人行道的桥梁上设置, 灯柱的设置位置有两种:一种是设在人行道上;另一种是设在在栏杆立柱上。

第一种布设较为简单, 在人行道下布埋管线, 按设计位置预设灯柱基座, 在基座上安装灯柱、灯饰, 连接好线路即可。这种布设方法大方、美观、灯光效果好, 适合于人行道较宽 (大于1m) 的情况。但灯柱会减小人行道的宽度, 影响行人通过, 且要求灯柱布置稍高一些, 不能影响行车净孔;第二种布设稍麻烦一些, 电线在人行道下预埋后, 还要在立柱内布设线管通至顶部, 因立柱既要承受栏杆上传来的荷载, 又要承受灯柱的重量, 因此带灯柱的立柱要特殊设计和制作。在立柱顶部还要预设灯柱基座, 保证其连接牢固。这种情况一般只适用于安置单火灯柱, 灯柱顶部可向桥面内侧弯曲延伸一部分, 以保证照明效果。该布置法的优点是灯柱不占人行道空间, 桥面开阔, 但施工、维修较为困难。规范要求桥上灯柱应按设计位置安装, 必须牢固, 线条顺直, 整齐美观, 灯柱电路必须安全可靠。

4 结论

总之, 在保证桥梁施工整体施工质量的前提下, 做好桥面的铺装层和附属工程的施工才能保证桥梁的功能得到最大的发挥, 保证行车的安全和稳定, 同时延长桥梁的使用寿命, 所以桥面铺装层和附属工程的施工需要足够的重视。

摘要：桥面铺装层的作用是实现桥梁的整体化, 使各片主梁共同受力, 同时为行车提供平整舒适的行车道面。本文就水泥钢筋混凝土和沥青混凝土铺装层以及附属工程的施工分别进行介绍。

关键词：桥面铺装层,附属工程,施工

参考文献

[1]张占军.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构研究[D].长安大学, 2000.

沥青混凝土桥面铺装层质量浅谈 篇10

桥面铺装 (bridge deck pavement) 指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载, 用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层, 又称车道铺装, 其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面, 保护主梁免受雨水侵蚀, 并借以分散车轮的集中荷载。常用的桥面铺装有水泥混凝土, 沥青混凝土两种铺装形式。在不设防水层的桥面上, 也有采用防水混凝土铺装的。近年来, 临汾地区沥青混凝土复合桥面铺装使用较多, 无论是水泥混凝土复合桥面、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。

2 破坏原因的简要分析

2.1 主要病害

1) 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、壅包等病害;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, 在车辆荷载及渗入水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。

2.2 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铰缝简支梁板桥、大跨径钢结构桥面, 梁板整体性差、铰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。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, 铰缝开裂甚至脱落。梁板侧向结合面处理不规范、铰缝质量差。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。面层沥青局部过薄、沥青混合料配合比控制不严、混合料离散性过大、现场摊铺碾压环节局部离析、碾压不密实。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, 冬季极值气温更低。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。

3 改进途径

3.1 优化设计

水泥混凝土桥面铺装层的结构组合:水泥混凝土桥面铺装层形式有沥青混凝土、普通水泥混凝土、钢纤维混凝土、连续配筋混凝土、扩张网混凝土等。国内外经过几十年的实践与探索, 结合各自国家和地区的具体情况, 在水泥混凝土桥面铺装方面选用的结构类型与厚度不尽相同, 一般采用沥青混凝土铺装层, 包括防水层和沥青混凝土面层。

3.1.1 设计因素

1) 剪应力对厚度要求。通过沥青类桥面铺装层的破坏现象分析, 使用摩尔—库仑强度理论来确定铺装层厚度是比较合适的, 即要求桥面与沥青铺装层之间的层间剪应力不超过层间抗剪强度, 即:τf≤τR。其中, τf为层间剪应力;f为制动摩擦系数, 可取0.2或0.5, f=0.2时表示缓慢制动, f=0.5时表示紧急制动情况;τR为层间抗剪强度。采用涂膜层材料与防水层粘结时, 在满足桥面铺装结构层间抗剪强度的要求下, 铺装结构层厚度宜在5 cm～8 cm。2) 防水层对厚度要求。随着沥青层厚度的增加, 层间剪应力降低, 当沥青层厚度大于6 cm时, 基本可满足防水层不被剪切破坏的要求, 如沥青层厚度在10 cm以上, 防水层一般不会因水平剪应力而破坏。3) 平整度对厚度的要求。满足平整度指标要求的沥青层厚度宜为6 cm～15 cm。4) 施工工艺对厚度的要求。考虑到沥青混合料的摊铺、碾压等施工工艺, 尤其是材料离析现象, 综合考虑沥青混合料铺装层的施工厚度不宜小于最大公称粒径的2.5倍, 最好为3倍。如表面层采用AK-16A, 则结构层厚度宜为4 cm～5 cm;AK-13A时则宜为3 cm～4 cm。5) 厚度设计方案。根据以上分析提出沥青混凝土桥面铺装层结构为:4 cm AK-13抗滑表层+2 cm AC-10Ⅰ细粒式沥青混凝土+粘结与防水层+桥面防水混凝土。为保护水泥混凝土桥面及加强沥青面层与水泥混凝土桥面的粘结, 需在水泥混凝土桥面上设置粘结与防水层结构, 采用SBS改性沥青作涂膜防水层。

3.1.2 桥面铺装排水设计

1) 桥面排水措施。桥面排水包括桥面铺装层表面排水和桥面铺装层结构层内部排水两部分。为迅速排除桥表面积水, 除原有的泄水管与泄水孔外, 在桥梁两外侧边缘 (或弯桥的弯道内侧) 设置桥面排水盲沟, 以加强桥面铺装内部排水, 尺寸为10 cm×5 cm, 用沥青碎石或沥青贯入式碎石填充, 要求空隙率大于20%。2) 桥面防水措施。为防止雨水滞积在桥面或渗入到桥面结构层内 (或梁体) 而影响桥梁使用耐久性, 除做好桥表面排水系统外, 还应在混凝土桥面设置防水层。设置防水层至关重要, 可有效防止渗入的雨水再渗入到钢筋混凝土结构内, 对混凝土结构起到很好的保护作用。

3.2 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在于灵活应用, 努力实现沥青混合料的最佳综合性能指标。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, 要控制沥青混合料的实际性能指标, 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, 全面控制方能达到设计要求。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, 注意拌合能力与摊铺能力匹配。

3.3 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:1) 合理组织交通, 提高车道间车流量分布的均衡性, 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拥堵, 减少汽车尾气加温造成轮迹带软化泛油, 急转弯、急刹车造成局部车辙损害。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。及时巡查、减少路段积水, 及时清理路面泥砂等脏物, 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, 梅雨季节等, 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。

4 结语

本文对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析与研究, 总结了当前国内桥面铺装结构分析的主要方法, 提出了用有限元分析需要注意的一些问题, 指出了今后主要的研究方向。当务之急是加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究, 以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数, 为桥面铺装的设计提供指导;同时, 加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究, 开发适应桥面破坏机理的新材料;另外, 还要改进铺装技术及提高施工质量, 保证设计模型的准确性, 从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。

参考文献

[1]立峰, 钟鸣, 黄成造.桥面铺装设计方法探讨[J].中南公路工程, 1999, 24 (2) :20-22.

[2]景彦平.沥青结构及高聚物改性沥青机理研究[D].西安:长安大学, 2006.

[3]张磊.江阴大桥钢结构铺装桥面病害机理研究[D].南京:东南大学, 2004.

[4]照宏朱, 许志宏.柔性路面设计理论与方法[M].上海:同济大学出版社, 1987.

[5]重庆交通科研设计院.宁波庆丰大桥钢桥面铺装建议方案[Z].2008.