混凝土铺装层（精选11篇）
混凝土铺装层 篇1
1 概述
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
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混凝土铺装层 篇2
近年来，沥青混凝土复合桥面铺层装使用较多，无论是水泥砼复合桥面、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。
一、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。
3.施工因素：
对钢筋砼简支梁板桥，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，使砼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。
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、面层沥青砼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。
二、改进途径
（一）优化设计
1.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.细部结构设计方面：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，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。
（二）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。
（三）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。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。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，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。
（四）重视缺陷责任期内管理。
公路桥面铺装层损伤简析 篇3
[关键词]预应力混凝土连续梁；箱形梁；公路桥；桥面；铺装；裂缝；防治
0.前言
延长公路桥梁的使用寿命问题，是人们一直在努力探索的问题。由于各种因素的影响，桥面裂缝几乎普遍存在，而且铺装层损伤也显得过早，造成桥梁在通车后较短时间内出现不同程度的裂缝，桥面铺装层也出现了局部损伤。如不及时尽早处理，很可能会影响桥梁的使用寿命，本文对公路桥面裂缝成因及铺装层损伤作进一步分析，并提出其预防措施。
1.裂缝、铺装层损伤成因
1.1设计原因
由于设计理论不完善或者假设不合理，会产生桥面裂缝，如果按设计T梁的方法设计箱梁构件，可能会对梁体产生不利影响，因为腹板是箱梁的主要受力部位(抗拉钢筋布置区)，虽然与箱梁顶板、底板钢筋连成整体，实际上设计假设与实际受力是不同的，一是T梁的单梁截面一致，承受荷载时实际受力状况与假设相近，设计主筋能充分发挥作用，箱粱则相反，箱梁承受荷载时腹板与腹板之间由于箱梁顶板和底板的作用，力的传递发生变化，实际受力状态也有所变化，箱梁顶板、底板主要承受弯矩腹板承受剪力，组合截面共同承受扭矩，设计的主筋不一定能够很好地发挥应有的作用，二是T梁结构简單，每一单梁均设一支座，横向荷载对T梁受力状态影响不大，而连续箱梁则不同，前后跨的箱梁顶板、底板、腹板受力状态既有纵向影响，还有横向影响。一般连续箱梁设计，单箱只设1个或2个支座，所以箱室断面均存在将腹板荷载传递到支座的问题，近年来公路桥面越来越宽，而桥跨与桥宽比越来越小，箱梁仍按T梁那种按长细杆件设计配筋已很难适应，导致按T梁设计的箱梁骨架钢筋实际受力很难像T梁主筋一样发挥应有的作用，由于桥面宽，梁体下面的支承面积又小，对称的箱梁翼板在不对称荷载作用下，对箱体另一侧腹板、顶板、底板将产生附加扭矩，这在常规设计中有可能被忽视，有的桥梁采用钢筋混凝土刚性防撞栏杆，由于防撞栏杆与箱梁共同受力，使箱梁的实际受力又改变了原来的设计假设状态，所以，设计的假定状态与箱梁的实际受力状态严重不符是箱梁产生桥面裂缝的重要原因，在进行桥梁设计时应引起高度重视。
桥面铺装在设计中虽然考虑桥面铺装(除去磨耗层2cm外)参与桥梁受力，但随着交通量的增大，超重车的增多，造成桥面铺装破坏。桥面铺装中没有钢筋网是影响桥面铺装破损的主要因素之一。随着交通量的增大，公路等级的提高，在设计时铺装中均铺设qb8钢筋网，间距20cmx 20c。或15cmxl5cm，但没有考虑梁板的结构刚度，没有对铺装进行受力分析，特别是连续梁等结构负弯矩区铺装层中钢筋承受拉力，设计时对此处未设置受拉钢筋和采取相应措施造成铺装在弯矩区开裂破坏，少数桥梁受力结构刚度较小，震动较大也是引起桥面铺装开裂的客观原因，
1.2施工原因
1.2.1预应力箱梁张拉时，张拉力和延伸量(双控)不能很好地控制，梁体受力不均匀，再加上压浆不及时，会造成应力损失，产生桥面裂缝，
1.2.2箱梁骨架钢筋密集、间距小，肋骨架钢筋处的混凝土难以振实，且骨架处的混凝土多为砂浆，致使抗拉区的混凝土强度低于设计强度，造成箱梁混凝土强度不均匀，是产生箱梁桥面裂缝的重要原因之一，
1.2.3桥面铺装层钢筋的制作安装及施工质量不良，是施工中普遍存在的问题，压浆不及时，造成应力损失。钢筋网置于铺装层底部，由于施丁车辆的来回碾压，加之浇注混凝土时顺序混乱，容易造成钢筋网散架，不能充分发挥钢筋的抗裂作用，
1.2.4箱梁合拢受日照温差的影响和现浇连续箱梁支架拆除工序的控制，由于较多的连续箱梁采用单跨拆架，而支架拆除的程序不对，使箱梁产生较大的瞬时动荷载，而这种瞬时荷载往往比行车荷载与箱梁本身的自重大得多，从而导致产生过大的施工裂缝，
1.2.5连续箱梁现浇支架地基强度和模板刚度不够，在箱梁混凝土浇注初期支架下沉也会导致箱梁产生不规则裂缝。
1.2.6铺装层与行车道板的粘结不好，施工单位在预制行车道板时未按设计要求将板顶拉槽或刷毛，板顶混凝土浮浆多，在施工桥面铺装时未彻底凿毛，板顶冲洗的不彻底，造成铺装层与行车道板结合差，有“空鼓”现象，在车辆荷载的冲击作用下，桥面铺装很容易破坏，
1.2.7混凝土铺装层厚度不足，在施工过程中，由于预制梁板偏高，预应力张拉引起反拱等原因，安装梁板后致使梁顶标高偏高，为保证设计标高，铺装层厚度变薄使得钢筋网上下保护层不够，强度严重不足而发生破损，严重时出现露筋现象。
1.2.8钢筋网下沉，钢筋网在施工时往往全桥绑扎，然后用垫块将钢筋垫起，垫块布置不均，间距较大，混凝土浇注时，未安设计位置调整钢筋网，使部分钢筋网紧贴行车道板，沉到铺装底部，钢筋网起不了它应有的作用，桥面铺装就很容易破坏，
1.2.9混凝土养生不及时。混凝土配合比选用的不好，水灰比偏大，干缩性大，混凝土极易产生收缩裂缝，
1.3荷载引起的桥面裂缝
桥梁作为公路的一部分，往往肩负着关键地段的通达、流畅功能，必然承受着不亚于非桥梁路段的外部荷载压力，由于桥梁本身在承受这些荷载之前已预加应力，因此荷载对桥梁的影响是非常显著的因素，这也是桥面裂缝产生的一个主要原因。
2.桥面裂缝、铺装层损失的预防措施
由于连续箱梁结构受力状态复杂，而且桥面越来越宽，在设计上有必要对箱体进行整体受力分析和刚度变化分析，对靠近于支座一定范围内的箱体应进行抗弯，抗扭叠加分析与验算，适量增加构造钢筋，还应进行桥面横向不对称荷载对箱体产生不利影响的受力分析，最好能从不同角度对应力状态进行研究并且进行复核，为了证实设计的正确性，有必要进行各种试验，此外，箍筋的设计应尽量做到便于制作与安装，施工方便就容易保证工程质量，从而使箱梁实际受力状态与设计假设相符，
在桥梁施工过程中，要严把材料质量关。除按操作规程施工外，要认真做好钢筋骨架的制作与安装，保证骨架就位的几何尺寸符合设计要求，根据构件的不同要求，设计相应的配合比，不同的配合比采取不同的施工程序，从而保证混凝土质量及强度的均匀性和耐久性。在进行桥梁上下部结构施工时要严格控制标高，保证铺装层厚度，如果标高有问题，按原设计不能保证铺装层厚度时，也可以做调坡处理或适当提高路线标高以确保铺装厚度。
桥面铺装层施工质量的好坏直接关系到桥梁的使用功能与桥梁的使用寿命，一定要给予高度重视，桥面铺装层的强度应不低于主梁(板)的混凝土强度，施工时要减小水灰比，严格按配合比施工，根据实际情况调整施工配合比。必须严格控制原材料的质量，各类原材料必须分批检验，各项指标合格后方可使用。在安装钢筋网时，可利用短钢筋头支撑钢筋网，以防钢筋网被踩压到底层。另外，使用泵送混凝土浇注铺装层可减少施工车辆和施工人员的现场干扰，保证钢筋网的有效位置，
要认真验算支架的稳定性并采取相应的措施防止支架下沉和变形，严格按照设计要求的拆架程序，认真做好整个拆架过程中的每一步工作，防止拆架产生过大的瞬时荷载，引起不应有的施工裂缝。
为减轻次应力裂缝生成机率，在桥梁设计时，应注意避免结构突变，当断面突变不能回避时，应根据实际情况做局部处理，如将断面做成渐变过渡，或在转角处做圆角，同时加强构造配筋，桥梁建成及养护过程中，一旦发现因荷载产生的混凝土构件裂缝，一般情况下对采用表面封闭修补法，常用的如内部压浆修补、填缝、表面抹灰等，对于严重影响结构强度和刚度的裂缝，则需作结构补强加固处理。
为了减少控制桥面裂缝的发生，必须做到“精心设计、精心施工”，认真抓好每一工序的施工质量，根据实际情况确定合理的工期，在已定工期的前提下安排好施工程序，从而保证结构的质量和使用安全。
[参考文献]
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多孔性混凝土铺装层吸声性能研究 篇4
1 多孔性混凝土铺装层试件制作
1.1 试验材料
采用P·O42.5 水泥, 9.36~13.6 mm碎石, 细砂。试验水灰比为0.35。
1.2 试件制作
首先制作板式试件 (见图1) , 试件尺寸300 mm×300 mm60 mm;再通过取芯方式制作吸声性能测试试件 (见图2) 。多孔性混凝土铺装层配比方案见表1。
2 吸声性能测试
2.1 驻波管法试验原理
多孔材料的吸声原理是, 当声波射到多孔材料表面激发孔内的空气振动时, 空气与固体骨架间产生相对运动, 由于空气的粘滞性在孔内产生相应的粘滞阻力, 使振动空气的动能不断转化为热能, 声能得到有效衰减, 展现多孔材料的吸声性能[11,12]。
吸声系数 α 是被多孔性混凝土铺装层表面吸收 (没有反射) 的入射声功率和总的入射声功率之比。
式中:QW——从多孔混凝土铺装层表面反射回来的声功率与总的入射声功率之比。
不同频率下会有不同的吸声系数, 通常交通噪声频率在1.2 k Hz以下, 本文将涉及的频段分为200~1200 Hz (该频段属于交通噪声频率) 。
测试环境对材料的吸声系数有较大的影响。本文测试时大气温度20~25 ℃;相对湿度40%~60%;大气压力101 325.0 Pa;以及其它参数:大气密度1.2 kg/m3;声速343.237 m/s;空气的特征阻抗412.568 Pa·s/m。
2.2 吸声系数测试
参照ISO 10534—1《声学———阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第一部分:驻波比法》, 采用北京声望声电技术有限公司VA-Lab吸声系数测试系统 (见图3) , 用驻波管法按1/3 倍频程中心频率测试孔隙率15%、17%、20%、22%、25%;厚度为40 mm、50 mm、60 mm的多孔性混凝土铺装层试件的吸声系数。
3 试验结果与分析
3.1 孔隙率与吸声系数的关系
多孔混凝土铺装层孔隙率与吸声系数关系见图4。
从图4 可以看出, 各试件吸声系数的最大值基本都出现在450~800 Hz, 1000 Hz附近吸声系数却明显降低呈波谷状, 随后吸声系数又有上升的趋势。不同孔隙率试件的低频段声波吸收能力相差不大, 差异主要体现在中高频段声波。随着孔隙率的增大, 试件内部的孔隙增多, 提高了对声能的消耗幅度, 吸声系数也增大。对不同孔隙率, 吸声效果较佳的频段明显有不同。综合考虑降噪效果和路用性能, 本研究推荐多孔混凝土铺装层的孔隙率为17%~22%。
3.2 厚度与吸声系数的关系
多孔混凝土铺装层的厚度不同, 对不同频率声波的吸声系数影响不同。本研究以目标孔隙率为22%制备不同厚度 (40 mm、50 mm、60 mm) 的多孔水泥混凝土铺装层试件, 选择实测孔隙率最接近目标值的1 个试件作为吸声系数测试试件。多孔混凝土铺装层厚度与吸声系数关系见图5。
从图5 可以看出, 在孔隙率相同的情况下, 随着多孔混凝土铺装层厚度的增大, 吸声系数峰值对应频率向中低频段移动趋势, 中低频段的吸声系数有增大的趋势, 而在高频段的吸声系数则有减小的趋势。在相同孔隙率条件下, 吸声系数变化不明显, 建议铺装层厚度以满足强度要求为前提。
4 结论
不同孔隙率试件的低频段声波吸收能力相差不大。随着孔隙率的增大, 吸声系数也增大。在孔隙率相同的情况下, 随着多孔混凝土铺装层厚度的增加, 中低频段的吸声系数有增大的趋势, 而在高频段的吸声系数则有减小的趋势。多孔混凝土铺装层的配比设计应综合考虑渗透性、强度、吸声性能等因素, 从吸声性能考虑, 本研究推荐多孔混凝土铺装层的孔隙率为17%~22%。
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桥面铺装层裂缝的防治措施 篇5
桥面铺装层裂缝的防治措施
目前,随着交通事业蓬勃发展,公路工程项目日益增多,桥梁工程较为普遍,下部基础、上部大梁工程等关键项目施工质量不断提高,但是,桥面铺装层施工质量往往被疏忽,只注重外观质量,施工工序控制不严,致使桥面铺装层过早出现裂缝,松散、坑槽等病害,维修周期也越来越短.本文分析了桥面铺装层破损的机理,提出桥面铺装层修补及防治的方法.
作 者：蒋军飞 作者单位：浙江上虞市市政工程管理中心,浙江,上虞,312300刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(11)分类号：关键词：桥面铺装 裂缝 影响因素 修补 防治
混凝土铺装层 篇6
济南市公路管理局 山东济南 250013
摘要：橋面铺装的施工质量至关重要，直接影响到整个桥梁的使用性能和使用寿命。本文在借鉴同类桥面铺装施工的基础上，结合济广高速济南连接线工程（济南二环西路高架桥工程，以下简称高架桥）施工，从沥青混凝桥面铺装层施工的全过程进行全面质量控制和关键技术创新，既满足了桥面铺装的功能性及结构性的双重需要，又对提高桥梁寿命有积极的作用。
关键词：沥青混凝土；桥面铺装；质量控制；沥青胶砂；沥青玛蹄脂碎石混合料
1 概述
桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分，同时桥面铺装也是路面最薄弱环节之一。一方面与普通沥青路面相比，桥面铺装的气候、行车条件更为严酷，破坏现象出现更早，破坏更严重；另一方面由于桥面水泥混凝土层与沥青层的模量相差很大，作用界面上应力相对集中，行车荷载作用时，桥面沥青混凝土层的受力作用比普通沥青混凝土路面要大得多；正是这些特殊的作用条件，要求桥面沥青铺装施工质量控制更为苛刻。高质量的沥青桥面铺装，不仅能提供行驶性能良好而耐久的桥面铺装体系，而且能作为桥面的有效防护系统，防止水份的渗透，保证桥梁结构的耐久性。
2 对水泥混凝土桥面的要求
水泥混凝土桥面要求平整、粗糙，必须具有足够的强度和稳定性。表面不得有浮浆和其它污染物，桥面混凝土层不允许出现脱空的现象，不得使用砂浆和薄层混凝土找平。通常采用五米直尺量测横向和纵向平整度，其最大偏差不应大于2㎝。
为了保证混凝土层与沥青铺装层的连接，在沥青混凝土铺装层施工之前，水泥混凝土桥面板采用凿毛处理，使混凝土表面露出新鲜的集料和混凝土层。凿毛处理后要保证60%单位面积以上露出新鲜的混凝土层。沥青粘结层撒布之前对桥面进行清洗，彻底干燥以后才能进行沥青粘结层施工。
3 原材料
3.1集料
粗集料要求在满足规范要求的同时，必须为清洁、无塑性的基性火成岩破碎集料，具有良好的颗粒形状与表面纹理，与沥青应有良好的粘结力。SBS改性沥青SMA路面表层应使用玄武岩人工砂作为细集料，含量为15%左右。
除应满足规范上的技术要求以外，根据高架桥的实际，提出以下要求：
1）所有的矿料必须清洁、无塑性，沥青混合料中的粘土颗粒成分可以引起沥青混合料的体积膨胀，在水的作用下引起沥青膜与矿料间的剥离现象。要求矿料中<0.075mm的部分其塑性指数<4%。
2）粗集料要求必须为破碎的基性硬质岩集料，具有良好的颗粒形状与表面纹理，与沥青应有良好的粘结力，沥青与集料的粘结力不应小于四级。
3）细集料采用反击式或锤式破碎机生产的硬质岩集料经过筛选的小于3mm的部分，其具有较好的角砾性。但是，所有人工生产的细集料生产过程中必须采用除尘装置，0.075㎜的通过率<10%。
4）填充料应采用石灰岩质矿粉。为了提高沥青混合料的抗水损害能力，矿粉在生产过程中应加入混合料总量为1.3±0.3%的生石灰粉。
5）作为下封层使用的撒布碎石为经过清洗干燥后的5～10㎜基性硬质岩碎石。撒布前进行预拌，预拌沥青用量一般为2～5‰。
3.2 沥青胶结料
为了保证桥面铺装沥青混合料的使用性能，桥面铺装各层均采用SBS改性沥青，SBS改性沥青应必须满足规范的技术标准要求。相应的施工温度应当由供应商根据其沥青的技术性质和经验提供，不可采用粘温关系直接确定。
4 桥面防水层
高架桥采用SBS改性沥青表处防水层。热的改性沥青与混凝土桥面通常具有良好的粘结力。方法是将SBS改性沥青加热至170℃～180℃后，采用专用的改性沥青撒布机，在经过凿毛、清洗、干燥以后的混凝土面上满布一层1㎏/㎡（厚度为0.8～1.2mm）的SBS改性沥青作为粘结剂；然后在其上撒布一层粒径5～10mm单一尺寸经过3-5‰沥青预拌沥青碎石。碎石撒布以后，使用胶轮压路机将碎石碾压稳定。
防水粘结层施工完毕以后，立即进行沥青胶砂层的施工。
5 沥青胶砂
沥青胶砂采用SBS改性沥青和基性硬质岩集料。具体要求见第3节。
5.1矿料的级配
沥青胶砂作为封水层和找平层，级配设计至关重要，其中0.075和1.18作为主要控制点必须满足范围要求。对于沥青胶砂，矿料主要是细集料，其细集料的棱角性要求和沙当量要求是主要控制的技术指标。矿料筛分采用水筛法，每一级集料都要精确筛分出0.075㎜以下的含量，进行合成级配计算。
5.2混合料技术要求
沥青混合料设计包括三部分：马歇尔设计、混合料水稳定性检验、混合料高温稳定性检验。
5.3沥青混合料设计过程
沥青混合料设计过程包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比设计验证三个阶段。
1）目标配合比设计阶段：对工程采用的原材料通过适当的矿料结构设计方法确定适宜的矿料级配组成。根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成和最佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌和站进行冷料仓的供料比例的调整。
2）生产配合比设计阶段：沥青混合料的生产应采用间歇式拌和站。调整冷料仓进料速度以后，对拌和站热料仓取样筛分。取目标配比最佳沥青含量、最佳沥青含量±0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量确定。
3）生产配合比设计验证阶段：对反复调整确定的拌和站热料仓比例和最佳沥青含量进行试拌、铺筑试验段，并对生产的沥青混合料取样抽提和马歇尔试验。根据试验路确定的热料仓比例和最佳沥青含量为生产的标准配合比。满足各项要求的试验段抽提平均的各筛孔通过率为用于生产控制的标准级配曲线。
5.4施工要求
混合料的拌和、摊铺、压实能力必须相匹配。为保证沥青路面连续施工，沥青混合料拌和机生产量不能小于240吨/小时。
1）混合料温度管理
沥青加热温度：170～180℃；
矿料加温度：175～185℃；
混合料出厂温度：175～180℃；
初温度：不低于160℃；
碾压终了温度：不低于120℃；
2）压实
压实是一个非常重要的问题，压实度的高低直接影响到沥青路面的使用寿命和早期损害的可能性。为了更好地保证施工质量，保证混合料的压实效果，对压实度的控制上需要更加严格要求。压实度采用空隙率控制，要求压实后路面空隙率的平均值值为5～7%，极限值为4～8%。
为达到良好的压实效果，并考虑到桥面铺装对于震动的特殊要求，高架桥主压压路机采用水平振荡压路机。对于3000型拌和站，产量为240T/h，基本配备如下：
10-16吨水平振荡压路机 2台
7-11吨钢轮压路级 1～2台
3）压实工艺
一般情况，对于SBS改性沥青混合料，需要在较高温度时充分震动压实，这是得到理想空隙率的保证。压路机通常应紧跟摊铺机，压路机应尽可能提减少撒水量，保持合理的压实速度。具体压实工艺如下：
①初始碾压采用水平震荡压路机振荡碾压，振荡频率可选为50Hz，速度5～6公里/小时。
②如此重复两到三遍。由于混合料在冷却到110℃以下用震动方式容易造成集料过度压碎，第三遍震动时如温度降低到115℃左右，不应再震。
③使用钢轮压路机赶光2遍。即可完成。
6 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）
为了进一步提高桥面铺装层的高温稳定性和密水性，桥面铺装层的上面两层均采用SBS改性沥青SMA混合料。针对SBS改性沥青SMA的性能特点，做了以下改进。
6.1材料
1）集料
在满足规范要求的同时，粗集料要求必须为清洁、无塑性的基性火成岩破碎集料，具有良好的颗粒形状与表面纹理，与沥青应有良好的粘结力。SBS改性沥青SMA路面表层应使用玄武岩人工砂作为细集料，含量为15%左右。
填充料应采用石灰岩质矿粉。为了提高沥青混合料的抗水损害能力，矿粉在生产过程中应加入混合料总量为1.3±0.3%的生石灰粉。大约生石灰粉占矿粉的重量比为15%左右。小于0.075mm部分含量的多少对沥青混合料的体积性能有较大的影响，集料筛分应采用水筛法，合成级配必须考虑粗细集料本身带有的小于0.075mm粉尘部分的含量。
2）纤维稳定剂
采用SBS改性沥青生产SMA混合料，需要添加纤维稳定剂。一般情况下，掺加木质纤维。木质纤维的掺加量是沥青混合料的3‰。
6.2 混合料的设计
1）矿料的级配
本工程SBS改性沥青SMA混合料级配选定根据规范推荐的级配，并满足相应的设计要求。
2）混合料技术要求
沥青混合料设计包括三部分：马歇尔设计、混合料水稳定性检验、混合料高低温稳定性检验和施工性能检验。并应当满足设计要求。
3）沥青混合料设计过程
沥青混合料设计过程包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比设计验证三个阶段。具体内容参见5.3。
6.3质量控制和设备要求
1）拌和站
沥青混合料其质量控制主要指标应当采用总量控制与动态变化图控制指导生产。总量控制是根据每天拌合站各热料仓实际生产量计算和成级配和沥青用量与抽提结果相配合作为沥青混合料级配的质量控制手段。动态指标动态图应当包括设定的生产配比、沥青含量、拌和温度和试验温度。主要指标有：马歇尔空隙率、矿料间隙率VMA、沥青含量、0.075、2.36、4.75和最大尺寸的通过率。
沥青混合料的出料温度一般控制在170～175℃，沥青加热温度一般控制在170～180℃。矿料加热温度一般控制175～185℃。
由于各面层混合料生产过程中的回收粉非石灰岩质，SMA生产不允许使用回收粉。
2）储存
为了保证摊铺机的连续摊铺，对拌合的沥青混合料进行储存是有必要的。但应避免温度过高造成沥青混合料的老化。
3）运输
混合料的装载不能一次性装成锥形，自卸车在装料适应前后移动是混合料成山字型。混合料装载后应保持一定的形状，如果过度塌落说明混合料的级配或沥青含量存在一定问题，应注意及时检查。沥青混合料运输过程中应采取蓬布保温措施。
4）摊铺
摊铺过程的主要问题是采取适当的摊铺速度，保证混合料的供应和连续摊铺。摊铺过程应注意减少离析现象。对于纵向接缝的处理，第一是保证摊铺出的沥青混合料不离析，第二是避免使用冷接逢。
6.4施工工艺
混合料的拌和、摊铺、压实能力必须相匹配。
1）现场质量控制
压实：压实是一个非常重要的问题，压实度的高低直接影响到沥青路面的使用寿命和早期损害的可能性。对于SBS改性沥青SMA的压实温度要求初压温度不小于165℃。
为了更好地保证施工质量，保证混合料的压实效果，对压实度的控制上需要更加严格要求。压实度采用空隙率控制，要求压实后路面空隙率的平均值为4～6%，极限值为4～7%。另外，铺筑后的成品路面应当进行渗水试验，渗水系数不大于200ml/min。
2）压实要求与工艺
SMA混合料的压实工艺是很重要的，处理得当可获得最佳密度。具有高的粗集料含量的SMA混合料的确与一般密级配混合料不同，必须在压实作业中考虑压实机具和压实方法。
为达到良好的压实效果，并考虑到桥面铺装对于震动的特殊要求，主压压路机采用水平振荡压路机。对于3000型拌和站，产量为240T/h，一般基本配备如下：
12～16吨水平振荡压路机 2台
7～10吨钢轮压路级 1-2台
一般情况，对于SBS改性沥青SMA混合料，需要在较高温度时充分震动压实，这是得到理想空隙率的保证。压路机通常应紧跟摊铺机，压路机应尽可能提减少撒水量，保持合理的压实速度。具体参照压实工艺如下：
①初始碾压采用水平震荡压路机振荡碾压，振荡频率可选为50Hz，速度5～6公里/小时（如人行走速度相当），后退时轮迹应与前进时重合，相邻应使轮迹重合20㎝左右。
②如此重复两到三遍。由于混合料在冷却到110℃以下用震动方式容易造成集料过度压碎，第三遍震動时如果温度降低到115℃左右时，则不允许继续开振。
③使用钢轮压路机赶光2遍。即可完成。
7 试验段
工开始正式大面积施工之前，应修筑一试验段，来检验混合料体积性质是否满意和评价摊铺与压实技术。这个试验段必须用计划中的相同施工技术，在相同的混合料温度下摊铺与压实，用于验证全部因素的配合，这一点是很重要的。
8 总结
高架桥工程桥面铺装涉及设计、材料、人员、机械、工艺等很多因素；通过高架桥施工，作者对其进行了较深入的研究和探索，并取得了一些初步成果。随着公路事业的发展，对桥梁技术状况和使用性能要求越来越高，因此建议有关部门着手开展城市高架桥中水泥混凝土桥梁桥面铺装技术研究，以指导设计、施工，提高桥面铺装的耐久性和稳定性，保证使用功能。
参考文献：
[1] 公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）
[2] 沥青路面材料与施工技术，黄维蓉，2013年8月
作者简介：
冯涛，工作单位：济南市公路管理局，邮编：250013。
混凝土铺装层 篇7
陇东南地区具有夏季气温高、冬季气温低, 温差较大的特点, 桥面铺装将承受较大的温度应力作用。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、拥包等病害;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, 在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。
从目前水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构的损坏来看, 桥面结构的防排水和密水性能是克服桥面损害的关键。所以设置有效的防水层和完善的排水系统以及采用密实的沥青混合料面层是减少水损坏的重要措施。良好的层间结合是克服行车荷载所产生的水平剪切破坏的关键。
1 论文要点
1) 桥面铺装防排水体系施工要点
2) 桥面沥青混凝土铺筑层施工要点
3) 质量保证措施
4) 平整度优化措施
2 桥面铺装防排水体系施工要点
1) 桥面防排水体系的设计组成
(1) 桥面防水体系分为防水粘结层和排水结构。防水粘结层采用SBR防水粘结层+热熔沥青同步碎石。
(2) 为了排出铺装层结构内部积水, 在桥面铺装边缘设置宽40mm, 深与桥面下面层同厚的碎石渗沟, 渗沟与原桥面泄水孔相接。
(3) 施工前检查原桥面泄水孔是否能将水泥混凝土桥面水排出, 对阻水的泄水孔全部进行凿除重新安放置低于桥面混凝土铺装层, 保证, 水泥混凝土铺装层表面的水能顺利排出。
2) 桥面清理
桥面铺装容易损坏的主要原因之一是桥面防水材料和粘层洒布在混凝土浮浆上难以与混凝土结构粘结到一起。
因此, 一定要除净浮浆, 彻底干燥, 保证桥面铺装与混凝土板协同变形, 不成为独立的受力结构层。
3) 桥面清理的技术要求
(1) 桥梁基面采用的抛丸处理工艺
抛丸后露出粗细骨料形成新鲜水泥混凝土断面为基准, 并在防水层施工前将桥面清洗干净, 清扫后采用强力吹风机吹净浮尘, 再用高压水枪冲冼。
(2) 若桥基面存在油污, 且桥基面的油污已经渗透到桥面内部, 清理难度将很大, 现场主要采用溶剂浸泡的方法清除, 因此, 在桥梁主体施工过程中应减少或避免油污桥面, 以保证防水粘结层施工质量。
4) 桥面清理后要达到的标准
(1) 有效清除浮浆层, 以露出新鲜的水泥混凝土断面为准, 抛丸处理完成后, 采用砂铺法进行构造深度检测, TD≥0.7mm;
(2) 满足我国《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的有关规定;
(3) 桥面混凝土平整、粗糙、干燥、洁净, 不得有尘土、杂物或油污等污染;
(4) 不得有过高的突出部位或容易积水的凹坑。
5) 防水粘结层施工工艺
(1) 施工方法和设备
采用专用沥青洒布车进行SBR防水层施工, 洒布量控制在为0.3~0.4kg/m2 (乳化沥青中的残留物含量以55%为基准) 。喷洒过程中须做到均匀、满布喷洒。乳化沥青采用阳离子喷洒用慢裂快凝型。
(2) 施工注意事项
桥梁水泥混凝土基面经检测合格后方可进行防水粘结层施工。
为了形成可靠的粘结结构, 首先保证桥面板完全干燥, 否则一方面会由于桥面内的水分蒸发使粘结层起泡剥离;另一方面由于桥面板表面有水分, 也会减少粘结防水层涂料浸润到桥面板表层, 进而会降低粘结强度。
对特殊位置或未洒布均匀的位置宜采用滚筒刷涂施工, 滚筒刷涂防水剂必须分布均匀, 并保证现场涂刷量。
喷洒完防水剂的桥面应防止污染, 严禁车辆在其上行驶和人员踩踏, 严禁机油、柴油等油类污染, 并应对防水粘结层进行保护, 防止潮湿和污染雨、雪天严禁防水粘结层施工。
6) 热融改性沥青同步封层施工
(1) 集料的选择
(2) 设备的选择
(3) 施工前的准备工作
(4) 同步封层施工工艺
集料的选择:
采用与上面层同碎石料源的5~10 mm碎石, 碎石应坚固、耐磨、洁净、干燥, 且经过沥青拌合楼烘干、振动、过筛、吸尘处理后的2#热仓料 (6~11 mm或7-11mm) , 集料温度不宜低于150℃。
应遵守以下原则:
硬度。必须有足够的硬度抵挡交通磨损。
级配。近乎单一级配, 不含粉料。
形状。尽量使用立方体骨料, 避免针片状结构骨料, 以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入深度。
洁净。增加与沥青的粘结强度。
设备的选择:
同步碎石封层机是专用于同步碎石封层施工的主机。
与同步碎石封层机配套作业的机械有50型装载机一台、轮胎压路机一台、空压机两台。
施工前的准备工作:
保证乳化沥青防水粘结层已达破乳状态。
在施工路段内设置道路施工提示标志。
若粘结层的表面有泥土等杂物, 应用空压机吹干净, 并保持干燥。确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪。
施工区的结构物应加以保护, 以免溅上沥青受到污染。
同步封层施工工艺:
向洒过粘结层表面均匀喷洒SBS改性沥青, 为保证雾状喷洒形成均匀、等厚度的沥青膜, 必须保持沥青在170~180℃的温度。
在喷洒SBS改性沥青同时, 应立即均匀撒布碎石, 局部采用人工辅助方法补喷或补撒。
同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶, 在此条件下碎石同沥青的撒布量必须匹配。
用轮胎压路机碾压2~3遍, 压路机不得洒水、随意刹车或掉头。碾压时应遵循先两边后中间、先慢后快的原则, 碾压时每次轮迹应重叠30 cm, 碾压速度控制在70 m/min, 且每次折回的位置避免在同一横断面上。
碾压完毕后, 应立即封闭交通, 禁止行人和车辆进入, 以防止快速行车及刹车造成封层破坏。
对纵向接缝, 应在先做封层一侧暂留10~15cm宽度不撒布碎石, 待另一侧封层时沿预留沥青边缘进行同步碎石撒布。
对施工横向接缝及桥台横向接缝, 应在接缝处放置与洒布宽度同宽的钢板, 长度为50cm, 待洒布车通过后, 应立即将其清洗干净。
3 桥面沥青混凝土铺筑层施工要点
1) 拌和施工要点
由试验室调试计算出符合要求的生产配合比, 应由试验室填写生产配合比通知书, 并下达给拌和站。
拌和站没有施工配合比通知单不准开盘, 没有现场摊铺负责人的命令不准开盘, 雨天不准开盘, 应随时听从施工现场的指挥。
拌和站机工作人员, 应经过培训, 持证上岗, 分工到人, 责任明确, 任何程序都要按操作规程办事。
严格控制沥青、矿料的加热温度和混合料的出厂温度。
每天拌和头几盘混合料时, 应适当把矿料温度提高, 以提高拌和料的出料温度, 然后再按正常施工温度控制。
在使用自动操作装置时, 不应随便采用手动操作, 严防施工配合比发生变化。
严格控制沥青混合料的净拌时间, 应按试验碓定的时间控制 (一般为30~40秒的范围) , 保证沥青能均匀的裹覆矿料的颗粒表面, 拌和好的沥青混合料颜色均匀一致, 不离析, 无花白现象。
试验员、质检员、拌和站负责人, 应对混合料在装卸过程中、离开拌和楼时、运输途中进行经常性的目测, 观察发现混合料中存在的问题 (如果有) 。混合料生产的每个环节, 温度控制是主要的, 通过目测观察就会发现问题:如温度过高、过低等。
2) 运输
沥青混合料的运输车辆配置应结合拌和产量、运输距离、摊铺碾压速度等因素, 确保将拌制好的混合料及时送至摊铺现场, 在摊铺机前经常保持4~5辆待卸车, 同时满足拌和、摊铺的连续进行, 不因车辆少而造成停工待料。
运输车辆必须打扫干净, 必要时用高压水冲洗, 确保无杂物和冷沥青料。
为防止沥青混合料与车厢板粘结, 在车厢板侧板和底板喷涂柴油水混和液, 并确保车厢底板无残积液。
沥青混合料装车时, 为减少沥青混合料的粗细颗粒离析现象, 装料过程中料车应前后移动位置, 避免料堆过高粗料滚动而造成离析。
桥面沥青混凝土铺筑层施工要点:
改性沥青混合料采用3层覆盖, 即2层油布间夹1层棉被, 可起到了良好的效果。棉被不宜直接覆盖在热料表面。
摊铺现场设专人负责指挥车辆停放待卸料位置, 一般在摊铺机前10~30cm前停住, 空挡等候, 由摊铺机推动缓慢卸料, 向摊铺机受料口卸料时避免撞击摊铺机。
3) 摊铺
采用两台或多台摊铺机前后错开10~20cm呈梯队方式同步摊铺;但是热接缝痕迹比较明显, 并且搭接部位二次夯实导致碾压过程中该部位2m范围内压实不均匀, 容易渗水。
建议:
下面层施工采用两台摊铺机进行摊铺, 避免混合料的离析。
中上面层由于混合料设计本身偏细, 采用一台摊铺机全宽式摊铺。
摊铺机作业时, 应保证供料的连续性, 可减少离析。
换车、卸料要快, 严禁在这时将受料斗中刮板外露, 在停机待料时也不外露刮板, 人为的制造受料斗中的粗骨料集中, 产生出局部离析。
4) 碾压
初压。紧跟摊铺机进行, 采用2台13t戴纳派克压路机碾压以前进静压及后退振动方式碾压2遍。压实作业从外侧往中心碾压, 相邻碾压重叠1/3轮宽, 压完一幅为一遍, 碾压路线及方向不应突然改变而导致推移。
复压:紧接初压进行, 采用3台32t胶轮压路机碾压, 碾压不宜少于4~6遍, 无明显轮迹。
终压:用1台11t英格索兰DD110双刚轮压路机静压, 碾压遍数不小于2遍, 且无轮迹, 碾压终了温度≥90℃。
4 质量保证措施
1) 设计在荷载取值方面。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) 优化沥青砼铺装的层间结构及控制技术指标设计。
3) 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。
尤其应抓好以下几点:
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。
抓好原材料料源, 提高稳定性、均匀性。
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。
加强前场与后场的配合, 注意拌和能力与摊铺能力匹配。
发挥试验室的职能作用, 切实做到试验指导施工的实际意义。
注重沥青混合料车辙、残留稳定度及冻融劈裂比三大路用性能指标的检测工作。
5 平整度优化措施
1) 所有路面不同层次施工的机械配套均应按试铺后的要求备齐后方可开工, 沥青混凝土摊铺机熨平板的自控性能及操作手的技术水平对平整度有很大影响。
2) 桥面面层摊铺时, 摊铺速度不宜超过2m/min, 夯锤频率放大至30%以上, 尽量提高预压实度, 减少碾压过程中的变形量。但不可过大, 避免在摊铺过程熨平板产生反弹或抖动。摊铺速度也不宜过低, 避免速度过慢在摊铺过程中造成混合料的离析。
3) 碾压时, 在不产生钢轮粘轮和推移的前提下, 温度越高, 越易压实, 适用温度的高低与沥青性能和压实机具的压强有关, 在实践中确定碾压温度上限。终压时采用重型钢轮压路机, 有助于提高平整度, 但要防止路面边缘推移。初压、复压、终压路段均应有明确标志, 以防漏压。
4) 从拌合、摊铺及碾压过程中尽量保持混合料的温度一致, 避免由于温度离析造成碾压过程中的压实不均匀。
5) 摊铺中, 除个别点因骨料受熨平板刮移, 造成小孔洞, 需局部补细料外, 铺出的路面不需人工修正, 不准在未初压的沥青面层上踩踏。
6) 采用沥青铺装的结构物伸缩缝的安装, 一律在沥青路面完成后进行, 以保证伸缩缝二边路面的连续性, 并以此确定缩缝安装的实际标高。
具体做法是先清理预留缝内的杂物, 临时铺板挡在预留缝上, 上面再填小粒径碎石, 不能填土或砂子等易变形推移及发生二次污染的材料作填充物, 压实后其顶面和水泥混凝土面齐平。
6 结论
混凝土铺装层 篇8
陇东南地区具有夏季气温高、冬季气温低, 温差较大的特点, 桥面铺装将承受较大的温度应力作用。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、拥包等病害;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, 在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。
显然, 桥面铺装的早期损坏已成为高速公路的一大病害。从目前水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构的损坏来看, 桥面结构的防排水和密水性能是克服桥面损害的关键。
所以设置有效的防水层和完善的排水系统以及采用密实的沥青混合料面层是减少水损坏的重要措施。良好的层间结合是克服行车荷载所产生的水平剪切破坏的关键。
1 桥面铺装防排水体系施工要点
1.1 桥面防排水体系的设计组成
1) 桥面防水体系分为防水粘结层和排水结构。防水粘结层采用SBR防水粘结层+热熔沥青同步碎石。
2) 为了排出铺装层结构内部积水, 在桥面铺装边缘设置宽40mm, 深与桥面下面层同厚的碎石渗沟, 渗沟与原桥面泄水孔相接。
3) 施工前检查原桥面泄水孔是否能将水泥混凝土桥面水排出, 对阻水的泄水孔全部进行凿除重新安放置低于桥面混凝土铺装层, 保证, 水泥混凝土铺装层表面的水能顺利排出。
1.2 桥面清理的技术要求
1) 桥梁基面采用的抛丸处理工艺抛丸后露出粗细骨料形成新鲜水泥混凝土断面为基准, 并在防水层施工前将桥面清洗干净, 清扫后采用强力吹风机吹净浮尘, 再用高压水枪冲冼。
2) 若桥基面存在油污, 且桥基面的油污已经渗透到桥面内部, 清理难度将很大, 现场主要采用溶剂浸泡的方法清除, 因此, 在桥梁主体施工过程中应减少或避免油污桥面, 以保证防水粘结层施工质量。
1.3 防水粘结层施工工艺
1.3.1 施工方法和设备
采用专用沥青洒布车进行SBR防水层施工, 洒布量控制在为0.3~0.4kg/m2 (乳化沥青中的残留物含量以55%为基准) 。喷洒过程中须做到均匀、满布喷洒。
1.3.2 施工注意事项
1) 桥梁水泥混凝土基面经检测合格后方可进行防水粘结层施工;
2) 为了形成可靠的粘结结构, 首先保证桥面板完全干燥, 否则一方面会由于桥面内的水分蒸发使粘结层起泡剥离;另一方面由于桥面板表面有水分, 也会减少粘结防水层涂料浸润到桥面板表层, 进而会降低粘结强度;
3) 对特殊位置或未洒布均匀的位置宜采用滚筒刷涂施工, 滚筒刷涂防水剂必须分布均匀, 并保证现场涂刷量;
4) 喷洒完防水剂的桥面应防止污染, 严禁车辆在其上行驶和人员踩踏, 严禁机油、柴油等油类污染, 并应对防水粘结层进行保护, 防止潮湿和污染;
5) 雨、雪天严禁防水粘结层施工。
1.4 热融改性沥青同步封层施工
1.4.1 集料的选择
采用与上面层同碎石料源的5~10 mm碎石, 碎石应坚固、耐磨、洁净、干燥, 且经过沥青拌合楼烘干、振动、过筛、吸尘处理后的2#热仓料 (6~11mm或7~11mm) , 集料温度不宜低于150℃。
应遵守以下原则:
1) 硬度。必须有足够的硬度抵挡交通磨损;
2) 级配。近乎单一级配, 不含粉料;
3) 形状。尽量使用立方体骨料, 避免针片状结构骨料, 以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入深度;
4) 洁净。增加与沥青的粘结强度。
1.4.2 设备的选择
1) 同步碎石封层机是专用于同步碎石封层施工的主机。
2) 与同步碎石封层机配套作业的机械有50型装载机一台、轮胎压路机一台、空压机两台。
1.4.3 施工前的准备工作
1) 保证乳化沥青防水粘结层已达破乳状态。
2) 在施工路段内设置道路施工提示标志。
3) 若粘结层的表面有泥土等杂物, 应用空压机吹干净, 并保持干燥。
4) 确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪。
5) 施工区的结构物应加以保护, 以免溅上沥青受到污染。
1.4.4 同步封层施工工艺
1) 向洒过粘结层表面均匀喷洒SBS改性沥青, 为保证雾状喷洒形成均匀、等厚度的沥青膜, 必须保持沥青在170~180℃的温度。
2) 在喷洒SBS改性沥青同时, 应立即均匀撒布碎石, 局部采用人工辅助方法补喷或补撒。
3) 同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶, 在此条件下碎石同沥青的撒布量必须匹配。
4) 用轮胎压路机碾压2~3遍, 压路机不得洒水、随意刹车或掉头。碾压时应遵循先两边后中间、先慢后快的原则, 碾压时每次轮迹应重叠30 cm, 碾压速度控制在70 m/min, 且每次折回的位置避免在同一横断面上。
5) 碾压完毕后, 应立即封闭交通, 禁止行人和车辆进入, 以防止快速行车及刹车造成封层破坏。
6) 碾压完毕后, 应用清扫机或人工方法将松散碎石清除出路面。
1.5 碎石渗沟施工工艺
1) 在防水粘结层施工完毕, 进行桥面下面层施工时, 使用40mm宽、50mm厚的木垫块预置在渗沟位置, 下面层施工完后取出, 放入10~20mm单粒径碎石, 并夯实。
2) 填充碎石必须洁净、无尘土, 防止排水过程中对水路堵塞。桥面水是通过桥面纵坡及横坡进行横向纵向排水, 桥面层间水通过桥面横向排水汇集到碎石渗沟, 部分桥面层间水通过泄水孔进行排除, 部分桥面水汇集到渗沟进行纵向排水。
但由于桥梁伸缩缝的施工, 使层间水水路隔断, 无法排出, 在重载的作用下在伸缩缝处的汇水部位反渗出路面, 在长期的重载作用下对路面进行破坏。因此在伸缩缝混凝土浇筑施工时在排水侧也预设40mm宽50mm深的碎石渗沟, 保证桥面层间纵向排水水路畅通。
2 桥面沥青混凝土铺筑层施工要点
2.1 拌和施工要点
1) 由试验室调试计算出符合要求的生产配合比, 应由试验室填写生产配合比通知书, 并下达给拌和站。
2) 拌和站没有施工配合比通知单不准开盘, 没有现场摊铺负责人的命令不准开盘, 雨天不准开盘, 应随时听从施工现场的指挥。
3) 拌和站机工作人员, 应经过培训, 持证上岗, 分工到人, 责任明确, 任何程序都要按操作规程办事。
4) 严格控制沥青、矿料的加热温度和混合料的出厂温度。
5) 每天拌和头几盘混合料时, 应适当把矿料温度提高, 以提高拌和料的出料温度, 然后再按正常施工温度控制。
6) 在使用自动操作装置时, 不应随便采用手动操作, 严防施工配合比发生变化。
7) 严格控制沥青混合料的净拌时间, 应按试验碓定的时间控制 (一般为30~40秒的范围) , 保证沥青能均匀的裹覆矿料的颗粒表面, 拌和好的沥青混合料颜色均匀一致, 不离析, 无花白现象。
8) 试验员、质检员、拌和站负责人, 应对混合料在装卸过程中、离开拌和楼时、运输途中进行经常性的目测, 观察发现混合料中存在的问题 (如果有) 。混合料生产的每个环节, 温度控制是主要的, 通过目测观察就会发现问题:如温度过高、过低等。
2.2 运输
1) 沥青混合料的运输车辆配置应结合拌和产量、运输距离、摊铺碾压速度等因素, 确保将拌制好的混合料及时送至摊铺现场, 在摊铺机前经常保持4~5辆待卸车, 同时满足拌和、摊铺的连续进行, 不因车辆少而造成停工待料。
2) 运输车辆必须打扫干净, 必要时用高压水冲洗, 确保无杂物和冷沥青料。
3) 为防止沥青混合料与车厢板粘结, 在车厢板侧板和底板喷涂柴油水混和液, 并确保车厢底板无残积液。
4) 沥青混合料装车时, 为减少沥青混合料的粗细颗粒离析现象, 装料过程中料车应前后移动位置, 避免料堆过高粗料滚动而造成离析。
5) 改性沥青混合料采用3层覆盖, 即2层油布间夹1层棉被, 可起到了良好的效果。棉被不宜直接覆盖在热料表面。
6) 摊铺现场设专人负责指挥车辆停放待卸料位置, 一般在摊铺机前10~30cm前停住, 空挡等候, 由摊铺机推动缓慢卸料, 向摊铺机受料口卸料时避免撞击摊铺机。
2.3 摊铺
采用两台或多台摊铺机前后错开10~20cm呈梯队方式同步摊铺;但是热接缝痕迹比较明显, 并且搭接部位二次夯实导致碾压过程中该部位2m范围内压实不均匀, 容易渗水。
2.4 碾压
1) 压路机折回处不在同一横断面上, 而是呈阶梯形随摊铺机向前推进。
2) 在钢轮碾压过程中, 其喷水装置应尽量调成雾状向碾压轮喷水, 在保证不粘轮的前提下, 尽量减少喷水量。
3) 尽量保持连续作业, 高温碾压, 以减小碾压轮和路面温差, 减少粘轮现象。
4) 注重轮胎碾压效果, 尽量采用轮胎高温揉搓压实, 在不粘轮的情况下, 尽量不要在轮胎上涂抹清油等隔离剂。
5) 加强碾压过程中压路机操作手之间的配合, 做到碾压过程同进同退, 步调一致。
3 质量保证措施
3.1 设计在荷载取值方面
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。
3.2 优化沥青砼铺装的层间结构及控制技术指标设计
3.3 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。
3.4 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。
5) 发挥试验室的职能作用, 切实做到试验指导施工的实际意义。
6) 注重沥青混合料车辙、残留稳定度及冻融劈裂比三大路用性能指标的检测工作。
7) 在实际施工中考虑到以提高中面层抗车辙能力, 上面层封水的目的对生产配合比进行优化。
4 平整度优化措施
1) 所有路面不同层次施工的机械配套均应按试铺后的要求备齐后方可开工, 沥青混凝土摊铺机熨平板的自控性能及操作手的技术水平对平整度有很大影响。
2) 桥面面层摊铺时, 摊铺速度不宜超过2m/min, 夯锤频率放大至30%以上, 尽量提高预压实度, 减少碾压过程中的变形量。但不可过大, 避免在摊铺过程熨平板产生反弹或抖动。摊铺速度也不宜过低, 避免速度过慢在摊铺过程中造成混合料的离析。
3) 碾压时, 在不产生钢轮粘轮和推移的前提下, 温度越高, 越易压实, 适用温度的高低与沥青性能和压实机具的压强有关, 在实践中确定碾压温度上限。终压时采用重型钢轮压路机, 有助于提高平整度, 但要防止路面边缘推移。初压、复压、终压路段均应有明确标志, 以防漏压。
4) 从拌合、摊铺及碾压过程中尽量保持混合料的温度一致, 避免由于温度离析造成碾压过程中的压实不均匀。
5) 摊铺中, 除个别点因骨料受熨平板刮移, 造成小孔洞, 需局部补细料外, 铺出的路面不需人工修正, 不准在未初压的沥青面层上踩踏。
6) 采用沥青铺装的结构物伸缩缝的安装, 一律在沥青路面完成后进行, 以保证伸缩缝二边路面的连续性, 并以此确定缩缝安装的实际标高。
具体做法是先清理预留缝内的杂物, 临时铺板挡在预留缝上, 上面再填小粒径碎石, 不能填土或砂子等易变形推移及发生二次污染的材料作填充物, 压实后其顶面和水泥混凝土面齐平。
5 结语
混凝土铺装层 篇9
1 桥面铺装层损坏的原因
桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用, 其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关, 一方面可分荷载并参与桥面板的受力, 另一方面起联结各主梁共同受力的作用;桥面铺装层既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层, 所以桥面铺装层应具有足够的强度和良好的整体性, 并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。现在工程规范中对桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构, 所以在设计和施工中不是很被重视, 从而使桥面铺装层容易被损坏, 造成其破损原因很多, 下面从结构理论设计、及施工工艺等方面影响因素进行分析。
1.1 桥规规定:
如无精确的计算方法时, 箱形梁可参照T形梁的规定处理。从众多箱梁的设计来看, 大部分对箱梁构件设计是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际承受力不近于与T梁受力完全相同, 对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽, 桥跨与桥宽之比越来越小, 箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋, 就越来直不适宜了, 导致按T梁设计的箱梁骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以, 设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。导致按同等方法设计的桥面铺装层受力变形状态不同, 对桥面铺装层造成不同程度的损坏。
1.2 桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击, 桥面铺装层部分或全部
参与了主梁结构的变形, 因此, 桥面铺装层是一个受力复杂的动力体系, 各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。现行桥梁规范中对桥面铺装层只给了厚度的要求, 随着交通量的增大, 现行铺装层厚度与重型、超重型汽车的增长率多和车速的增快已不相适应。
1.3 对于连续梁、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构, 由于荷载的作用而
产生负弯矩或拉力, 使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩区裂缝, 从而造成桥面铺装的损坏。
1.4 随着桥梁技术的发展, 桥梁承重结构的改进, 使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求, 高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。
但在设计中侧重于主梁纵向的计算分析, 对桥梁横向刚度重视不够, 横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。
1.5 在公路工程施工中一些施工单位不规范施工造成铺装层偏小,
或由于施工工艺控制欠佳, 造成铺装层厚度不均, 再有铺装时梁顶清理不到位, 使铺装层与主梁结合不好, 都会使沥青混凝土铺装层出现不同程度破损。
2 水泥混凝土桥面铺装过早破损的防治措施
2.1 抓好前期设计工作, 保证最小设计厚度, 且设置厚度均匀, 达到较为理想的受力状态;
防水混凝土的强度宜与梁体同强度或低一个强度。对于需要调整横坡的桥梁, 应在盖梁处及梁板顶面进行调整, 不宜最后在桥面铺装内一次调整, 这样既不利于厚度施工, 又影响了钢筋的布设。
2.2 抓好施工质量的控制, 桥面铺装工程应作为独立的单元工程实行专项管理, 成立专项领导小组, 安排专业队伍组织施工。
适先进行技术交底, 从钢筋绑扎、顶面清理、钢筋支垫、混凝土浇筑方法、采用的工艺、设备、养生措施等各环节入手, 可先进行试验段的施工, 通过检测平整度、厚度等指标发现工艺中存在的问题而后进行总结。尤其是施工质量保证体系的建立和监理工程师的验收不得松懈。具体的施工质量控制应抓好以下几个施工环节:
a.桥面铺装施工前, 应认真检查梁板顶面的高程, 特别应注意齿板混凝土的高度, 不能影响钢筋的正确位置。梁板顶面的高程必须满足桥面铺装的厚度要求, 应满足设计、规范要求, 对超高的部分、负弯矩张拉齿板处多余的混凝土、不密实的混凝土必须提前进行凿除处理。
b.梁板上凡是刷毛不到位, 未达到混凝土结合露出小石子且密实处必须进行凿毛处理。
c.认真做好桥面清理工作, 把梁板顶面的松散混凝土、油污、张拉槽内的杂物浮浆等进行清理, 清理干净后用高压水枪冲洗。
d.严格按照图纸及技术规范要求进行钢筋绑扎, 位置要准确, 间距要均匀, 钢筋要顺直, 绑扎要牢固, 钢筋网的整体尺寸及网眼的尺寸、对角线长度均应符合规范要求。注意做好钝角处加强钢筋的绑扎工作。钢筋不能有锈皮、油污等。钢筋网的高度控制, 可用在钢筋下垫钢筋的方法解决, 不宜使用砂浆垫块, 钢筋绑扎完毕经检验合格后, 应尽快进行桥混凝土的浇筑, 浇筑混凝土前, 禁止一切车辆和闲杂人员在绑扎好的钢筋上通行, 以避免钢筋扭曲变形。
e.为严格控制桥面铺装的高程与平整度, 两侧滑道宜采用5 cm的槽钢, 槽钢沿桥纵向每间隔60 cm左右用一颗膨胀螺栓将槽钢与桥面牢固地固定, 并利用膨胀螺栓来调整槽钢的高度及平整度。槽钢还用来作为浇筑混凝土时两侧模板用。为防止施工时滑道下面漏浆, 可采用外堵水泥砂浆的方法堵塞滑道下面的缝隙, 但砂浆绝对不能侵占桥面混凝土截面的位置, 桥面混凝土的中间施工缝必须是垂直立面的竖接缝, 并在下次浇筑混凝土前凿毛处理合格。
f.混凝土开始浇注前要对桥面再次清理和洒水湿润, 使梁板顶混凝土充分湿润保证能与新浇筑的混凝土充分粘接, 上料应使用泵车或吊车, 不能使用吨斗车、罐车等直接在钢筋上行走, 防止破坏桥面铺装的钢筋网。混凝土的坍落度在满足施工机具和规范要求的同时应尽量减小到下限, 上料后及时进行人工摊平, 高度应略高于高程滑道。
g.混凝土的振捣, 大桥宜使用三辊轴提浆机组、振捣棒、平板振捣器, 并尽量配合使用真空吸水, 抹面机抹平;中小桥可使用振捣梁振捣, 使用滚杠配合整平, 振捣时发现低洼处, 及时用混凝土找平, 严禁事后用水泥砂浆找补。
h.施工完成后拆除高程滑道, 把用于堵漏的砂浆和漏出的混凝土及时凿除、清扫干净。当第一条桥面混凝土的强度达到25MPa以上时, 可以浇注第二条混凝土。第二条混凝土铺装浇筑时, 两条混凝土中间的纵接缝处要按照施工缝进行处理, 必须清除砂浆、废物, 凿成垂直面, 凿毛, 洒水充分湿润。当铺好混凝土后, 接缝处要二次抹面, 二次收浆, 精心施工, 加强两次浇筑混凝土的有效结合, 此处桥面横向钢筋不断开。
2.3 严格控制混凝土的施工质量及梁板的几何尺寸, 保障同跨的梁
板的混凝土强度基本相同, 预应力的施加适合, 同跨梁板的预拱度基本相同, 从而保证厚度基本一致。
2.4 控制好施工时间, 采用覆盖透水土工织物的方法养生效果较好。
在施工时间上要错开大风、雨天的天气, 在夏季施工时要错开中午炎热时间。养生过程在施工期7 d内要做到“全覆盖、全湿润、全天候”养生, 也可采用塑料管喷雾状养生的方法。
目前水泥混凝土桥面铺装施工在我国很多省市仍未引起足够的重视, 部分路段早期病害较为严重, 通过在河北省经历的几个工程中作为重点工程来抓, 通车后使用效果较为理想。
摘要：近年来我国公路桥梁建设迅猛发展, 桥梁结构不断创新, 大跨桥梁已很普遍, 但桥面铺装层的设计与施工仍沿用传统的习惯做法, 在进行桥梁结构设计时, 对桥面铺装层一般很少有专门的设计。随着交通量和重型车辆的增加, 桥面铺装层破损问题也愈加普遍。这不仅影响了桥面的美观, 妨碍了正常交通, 更易造成交通事故, 桥面铺装层的损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。
关键词：沥青混凝土,桥面铺装层,损坏形式,原因分析
参考文献
混凝土铺装层 篇10
关键词：桥面铺装,力学分析,最不利荷位
引言
随着交通量的增大和重型车辆的增多, 桥面铺装破坏现象越来越严重。目前, 国家现行桥梁和沥青路面设计规范, 只是对铺装材料的选择和厚度、组合设计等方面做了指导性说明, 还没有具体的设计理论和方法。本文结合实体工程黑赖沟大桥建立分析模型, 研究铺装层体系各应力的情况, 找出对铺装层最不利的荷载位置和铺装层设计的力学控制指标。为桥面铺装层体系的设计和施工提供一定的参考。
1 有限元模型的建立
1.1 荷载及布设位置
同时考虑车辆垂直荷载和水平荷载的作用, 垂直荷载采用均布荷载的方式, 轮胎接地面积简化为矩形, 长0.6米, 宽0.2米。压强取0.58MPa。水平荷载等于垂直荷载乘以轮胎与路面之间的摩擦系数f得到, 选取f=0.5。
加载位置, 沿桥梁纵向分别在L/2、3L/8、L4、L/8、支点处布置荷位1、荷位2、荷位3、荷位4、荷位5, 沿桥梁横向, 从距边缘0.5m处开始以1m的步长向中间移动, 分别布置荷位6、荷位7、荷位8、荷位9。
1.2 材料的物理参数
主梁的弹性模量取ER=110GPa, 泊松比ν=0.2, 密度ρ=2500Kg/m3, 铰缝的弹性模量EC=30.0GPa, 泊松比ν=0.167, 重力密度ρ=2400 Kg m3, 桥面铺装上层EC=2000MPa, 下层EC=1800MPa, 泊松比ν=0.25, 密度ρ=2450Kg/m3, 上层厚度取4cm, 下层厚度取5cm。
2 最不利荷载位置力学分析
对沥青混凝土桥面铺装层进行有限元力学分析时, 主要是通过分析横桥向和纵桥向的最不利荷载位置的各应力情况, 确定铺装层设计的力学控制指标。
2.1 纵向不利荷位确定
2.1.1 铺装上层的最大拉应力 (应变) 分析
由计算分析结果可得:
(1) 在任何一个加载位置, 铺装上层的纵向最大拉应力都比横向最大拉应力大。因此, 沥青混凝土铺装的上层在设计的时候, 应该以纵向最大拉应力为控制指标。
(2) 铺装层出现的开裂破坏主要是由于纵向拉应力引起的横桥向裂缝, 从上表的计算结果可以看出, 纵向不利荷位位于荷位1处, 即跨中。
2.1.2 铺装下层的最大拉应力 (拉应变) 分析
由计算分析结果可得:铺装下层应力、应变规律与上层基本相同, 纵向不利荷位同样位于跨中。
2.1.3 铺装层体系的最大剪应力分析
荷位
由计算分析结果可得:桥面铺装的剪切破坏一般以铺装层和桥面板之间剪切破坏为主, 以纵向最大剪应力为铺装层的控制指标时, 最不利荷载位置位于荷位5。
2.2 横向最不利荷位的确定
2.2.1 铺装上层的最大拉应力 (拉应变) 分析
由计算分析结果可得:再次的验证了纵向最大拉应力远大于横向最大拉应力, 横向不利荷位位于荷位7处。
2.2.2 铺装下层的最大拉应力 (拉应变) 分析
由计算分析结果可得:铺装下层应力、应变均比铺装上层要小。随着荷位的变化, 各应力、应变的变化规律也基本相同。因此, 在以纵向拉应力为控制铺装下层开裂破坏的指标时, 横向不利荷位也位于7处。
2.2.3 铺装层体系的最大剪应力分析
通过分析不同部位的最大剪应力, 以最大剪应力作为铺装层设计的控制指标时, 兼顾到铺装层的复合受力情况, 最不利荷载位置位于荷位9。
3 结论
3.1 铺装层的纵向最大拉应力可以作为控制铺装层开裂破坏的设计指标, 铺装层和桥面板之间的纵向最大剪应力可以作为控制铺装层剪切破坏的指标。并确定了纵向最大拉应力的不利荷载位置在荷位7, 即在跨中距边缘0.5米处, 纵向最大剪应力的不利荷载位置在荷位9, 即在支点距边缘0.5米处。对桥面铺装进行敏感性参数分析时, 只需对荷载作用在不利荷位处进行铺装层受力分析即可。
3.2 以最不利荷载位置处的层内纵向最大拉应力作为主要的设计指标, 来控制铺装层的开裂破坏;以铺装层和桥面板之间的纵向最大剪应力作为主要的设计指标, 来控制铺装层的剪切破坏。
参考文献
[1]罗立峰, 钟鸣, 黄成造.水泥混凝土桥面铺装设计方法的研究[J].华南理工大学学报, 2002, 30 (3) :61～65
混凝土铺装层 篇11
桥面水泥混凝土铺装层的施工, 是桥梁水泥混凝土的最后关键工序, 铺装层的质量直接关系到其上沥青混凝土铺装层的质量和桥梁的使用性能。由于桥面铺装层非桥梁的主体结构, 过去在施工中重视程度不够, 如何避免施工中的质量通病, 本文介绍了铺装层的施工工艺及控制要点。
1 做好梁面的处理和检查
1.1 清扫梁板表面的杂物, 凿除处理层
混凝土表面的水泥砂浆和松弱层, 但凿除处理层时混凝土强度必须达到2.5MPa以上。经凿毛处理的混凝土, 梁面应用水冲洗干净。
1.2 检查各种梁间接缝是否符合设计要
求, 桥面连续处理梁端预留钢筋或预埋钢板的位置和数量是否符合设计要求, 桥面连续处理梁端预留钢筋或预埋钢板的位置和数量是否符合设计规定;凿除接缝处多余混凝土, 清除缝内杂物, 按设计要求做好桥面连续处的处理工作。
2 铺装层的施工准备
2.1 检查施工机具的施工质量和数量, 各类机具应处于良好使用状态并相互匹配, 应配有足够数量的易损机件。
2.2 严格实施水泥砼铺装层的调坡方案。
测量放样要采取5m格网法。按调整后的设计标高, 要核算桥面每一区域的铺装层厚度, 对小范围确实不能保证最小厚度的区域, 应采取凿除、打磨的方法并加密钢筋网进行补强。为了避免沥青混合料铺装层的再次调坡, 必须严格控制桥面砼铺装层的标高、路拱和平整度, 其中标高偏差值必须控制在±5mm之内;
2.3 按设计要求铺设铺装层的钢筋网, 严格检查网筋的直径、长度、间距, 钢筋网位置要符合设计规定。
2.4 钢筋网下设置的混凝土垫块标号不得低于铺装层的强度。
2.5 铺装层施工前原来桥面板应洒水湿润以利接合面黏结。
3 铺装层混凝土施工
3.1 桥面铺装层的水泥混凝土标号, 必须符合设计规定, 无规定时标定不宜低于C40。
3.2 混凝土配合比设计和组成材料质量。
应符合JGJ055~2000中有关规定, 设计文件要求采用防水混凝土的铺装层应按照相关要求进行配合比设计和抗渗试验验证, 经驻地监理组审核, 报总监批准后实施。铺装层的粗骨料最大粒径不能超过2cm。在满足强度和密实度要求的情况下, 应尽可能提高粗骨料的含量, 可以有效减少混凝土的收缩, 防止收缩裂缝的发生。骨料的弹性模量对混凝土干缩也有影响, 骨料的弹性模量高, 使混凝土的干缩和徐变就会受阻, 石灰石具有较高的弹性模量, 且其热膨胀系数小, 使得混凝土的温度胀缩量小, 因此比较适合作为桥面铺装混凝土骨料。由于桥面铺装混凝土是一种面积大、厚度小的薄层结构, 混凝土拌和物的塑性丧失速度和表面水分蒸发速度快, 为保证混凝土有较好的工作性和塑性保持时间, 在配合比设计时, 不宜选用早强型和硬化速度快的水泥, 也不宜在混凝土中掺入能促进水泥混凝土硬化速度的高效减水剂。选择合适的水泥用量和砂率, 不仅能防止混凝土拌和物出现泌水和干缩现象, 也能保证其和易性。
3.3 水泥混凝土严禁人工拌和。可采用商品混凝土或拌和楼集中拌和, 搅拌运输车或管道运输。
3.4 混凝土拌和必须做到配料准确、拌和均匀;
运输过程中不离析, 不停留时间过长;施工过程中应及时检查水灰比、坍落度是否符合设计要求。
3.5 对于铺装层的浇筑, 应采用有效措施, 防止钢筋网发生下沉等较大位移。
定位钢筋可埋设于梁板中, 并与钢筋网连结。施工时采用铺设垫板等措施, 避免施工人员和机具在钢筋网上直接碾压, 以防止钢筋网出现较大的变形。
3.6 混凝土料采用人工用锹均匀摊平, 不得用耙扒铺, 防止混合料离析;
摊平的混合料先用附着式平板振动器振实, 再用振动梁振实、平整。
3.7 混凝土抹平必须有二遍以上, 平整度在规定允许范围内, 表面层不得有收缩缝现象。
3.8 表面层的拉毛或机具压槽处理必须
在混凝土初凝前完成, 沿横坡方向进行, 深浅适中。施工过程中注意不得扰动粗集料, 深度应为1mm~2mm。
3.9 摊铺作业应从一联的一端伸缩缝起始, 单幅全宽向前推移施工。
应严格控制水泥混凝土不得露滴在伸缩缝预留槽口内;一联摊铺作业应连续施工, 中间不应停顿, 特殊情况必须停止施工时, 施工缝应采用横向平接缝。下次摊铺前施工缝严格按规范要求处理。
3.1 0 雨雪及大风天气不得施工, 铺装混
凝土终凝前必须用塑料布架起或加设塑料棚罩覆盖。
4 铺装层的养护
4.1 加强早期养护, 选择适当施工时间
混凝土干缩裂缝属于早期裂缝, 它的产生在很大程度上是由于养护不当造成的, 其中温度与湿度对其影响最大。一方面, 混凝土干缩随着环境相对湿度的增加而减小, 较高的湿度对防止混凝土干缩有利。如果养护时期湿度不够, 就容易产生大量表面干缩裂缝。因此, 重视初期养护, 保持混凝土周围有足够湿度是十分重要的。另一方面, 温度不同对湿度的要求不同, 温度越低对湿度的要求越低。因此, 选择昼夜温差小、风力小、较凉爽的时段施工, 也有利于防止早期干缩裂缝和温度裂缝的发生。
4.2 混凝土抗压强度低于2.
5MPa前不得承受行人或其他物件的荷载, 低于设计强度前, 不得通过各种车辆。
5 铺装层的表面处理
5.1 水泥混凝土桥面铺装应在沥青铺装
层施工前进行抛丸处理, 并采用构造深度进行验收。检测频率为每1000m25处 (随机选取) 。具体构造深度值根据桥面水泥混凝土标号通过在现场试验段试验确定, 原则上不小于0.45mm。
5.2 摊铺沥青混凝土路面前, 应对水泥
混凝土铺装层进行全面的检查和验收, 发现脱空、破损、开裂等问题, 均应进行返工处理。
6 结语
铺装层施工质量直接影响高速公路行车性能及桥梁的使用功能。控制好桥面铺装施工质量, 对延长桥梁使用寿命, 充分发挥高速公路迅速、舒适的性能, 具有十分重要的意义。
参考文献
[1]罗立峰等.水泥砼桥面铺装设计方法的研究[J].华南理工大学学报, 2002.
[2]马义春.对预应力混凝土桥面铺装施工工艺的探讨[J].东北公路, 1997.