桥面铺装维修养护技术

桥面铺装维修养护技术（共9篇）

桥面铺装维修养护技术 篇1

0前言

薄层罩面是一种传统预防性养护方法, 给沥青路面提供一个崭新的表面, 使原沥青路面的平整度大大改善, 减小行车的振动, 减少行车对路面的激振破坏, 并可增加行车的舒适性;恢复了表面粗糙度, 使抗滑能力提高, 增加行车的安全性;使路面原有的表面破坏, 如坑洞、裂缝、车辙等得到一定程度的修复;可以有效防止使用质量正在下降的路面继续恶化, 对路面有一定的补强作用。

钢桥面在使用过程中受到车辆荷载的作用, 铺装层变形较大[1,2]。当进行薄层罩面维修时, 应采用具有抗车辙性能好、随从变形能力优良的修补材料进行维修, 保证维修材料与原桥面铺装的同步变形, 降低界面间的剪切应力, 实现桥面铺装预养护的目的[3]。

本文针对桥面铺装的使用特点, 对掺加了高弹改性剂的微表处 (以下简称GT微表处) 、薄层浇筑式沥青混凝土 (GA) 2种薄层罩面养护技术, 从混合料设计、混合料路用性能等方面展开研究, 比较分析2种薄层罩面养护技术应用于钢桥面铺装维修养护工程的可行性。

1 混合料设计

混合料设计主要包括矿料级配设计、沥青结合料选择、油石比选择等方面。其中5~10 mm粗、细集料选用玄武岩, 填料选用石灰岩矿粉。

1.1 GT微表处

GT微表处采用高弹体改性乳化沥青作为沥青结合料, MS-3矿料级配。

(1) 乳化沥青

乳化沥青是影响微表处性能的关键因素[4,5]。在研究中, 采用SK70#基质沥青和MQK-1D乳化剂生产乳化沥青, 按照一定的比例添加高弹体 (GT) 和SBR胶乳对乳化沥青进行改性, 通过测试蒸发残留物三大指标检验GT乳化沥青的性能。测试结果见表1。

从表1可以看出, 乳化沥青通过改性后, 其三大指标发生明显的改变。SBR和GT改性剂可以明显提高乳化沥青的性能, SBR改性剂明显提高乳化沥青的软化点, 但延度提高幅度较小;GT改性剂明显提高延度, 但因为其对沥青的软化作用, 反而使针入度变大, 软化点降低[5]。因此, 针对桥面铺装的使用特点, 为同时提高乳化沥青的软化点和低温延度, 通过2种改性剂的复配, 形成复合改性乳化沥青。

(2) 矿料级配设计

GT微表处选用MS-3型级配, 可以提供比较粗糙和耐磨的行车界面, 级配设计如表2。

(3) 配合比设计

通过稀浆料拌和试验 (拌和时间、拌和状态) 和粘聚力试验确定GT微表处初步配合比, 通过湿轮磨耗值、负荷粘砂试验对初选配合比进行验证。GT微表处配合比为:集料100%, 沥青用量为不含乳液总量的6.2%, 水 (外加水的总量) 9%, 水泥1%, 各项性能测试结果见表3。

从表3可以看出, GT微表处各项性能满足《微表处和稀浆封层技术指南》的要求。

1.2 薄层GA

薄层浇筑式沥青混凝土 (GA) 具有很好的流动性, 在摊铺过程中无需碾压即可达到平整的表面, 因此适合做薄层罩面[6]。薄层GA采用GA05级配, 拌和工艺、施工工艺与普通浇筑式沥青混凝土一致。

(1) 沥青结合料

薄层GA采用专门针对浇筑式沥青混凝土研发的聚合物沥青作为沥青结合料, 其25℃针入度为33.8 (0.1 mm) , 软化点102℃, 5℃延度20.9 cm。

浇筑式沥青混凝土因为内部结构的特殊性, 要求沥青结合料具有比较高的软化点以保证整个混凝土的高温稳定性, 同时, 还要求沥青结合料具有较好的低温延展性, 以保证混合料的随从变形能力[7]。因此, 聚合物沥青非常适合作为薄层浇筑式沥青混凝土的沥青结合料。

(2) 矿料级配设计

薄层GA采用GA05级配, 可以保证薄层浇筑式具有更好的流动性, 达到自流平的效果, 便于施工。矿料级配设计见表4。

(3) 配合比设计

在级配设计的基础上, 选取3个油石比, 分别为9.5%、9.2%、8.9%进行对比试验, 在230~240℃下拌和, 测试混合料的流动性、贯入度和贯入度增量, 确定最佳油石比 (见表5) 。

根据表5结果可以看出, 油石比9.2%时在流动性、贯入度、贯入度增量都符合《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》的要求。因此, GA05采用油石比9.2%。

在进行薄层GA05施工后, 在其表面撒布1层5~10 mm的玄武岩碎石, 增加磨耗层的构造深度, 以增大表面的摩擦力。

2 薄层罩面材料路用性能对比分析

2.1 高温稳定性

在桥面铺装中, 为了不过多增加桥面铺装的自重, 薄层罩面厚度一般不宜大于2 cm。在本研究中, 为了模拟桥面铺装薄层罩面, 在4 cm厚的车辙试件上加铺上述2种罩面材料, 室温养护24 h后, 进行60℃高温稳定性试验, 结果见表6。

从表6试验结果来看, GT微表处表现出非常好抗车辙性能。因为浇筑式沥青混凝土油石比较高, 且矿粉用量较大, 粗集料在内部呈现悬浮状态, 抵抗外界荷载主要由沥青胶泥来承担, 因此, 薄层GA05的抗车辙性能较差。

2.2 低温弯曲性能

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》要求, 按照普通沥青混凝土的成型方式成型薄层罩面材料低温试件, 试件尺寸为300 mm×100 mm×50 mm, 试验温度为-10℃, 加载速度为50 mm/min, 试验结果见表7。

低温弯曲性能表征的是铺装材料在低温环境下, 抵抗行车荷载引起的变形, 避免桥面铺装出现开裂的性能。通过表7可以看出, 2种薄层罩面材料在低温条件下都表现出比较好的弯拉变形性能。GT微表处乳化沥青因为掺加了GT改性剂, 提高了沥青结合料的低温延度, 较大幅度改善了沥青混合料的低温抗开裂性能。

2.3 粘结强度与剪切强度

薄层罩面与原桥面铺装层间的结合程度, 直接影响着桥面铺装预养护的质量。粘结强度高, 则可以防止薄层罩面在行车荷载作用下出现“脱皮”等破坏现象, 保证实现桥面铺装养护的目的。

采用原桥面铺装层做下卧层, 在其上涂刷1层乳化沥青作粘结层, 然后加铺1.0~1.5 cm的薄层罩面材料, 待材料冷却或破乳养护达到试验要求后, 切割成一定尺寸的试件, 测试罩面材料与原路面间的25℃粘结强度和剪切强度。试验过程如图1、图2所示, 试验结果见表8、表9。

从试验结果来看, 不管在粘结强度或者剪切强度上, 薄层GA05都优于GT微表处, 这与2种材料的性质有很大的关系。

GT微表处属于冷拌料, 在摊铺到桥面铺装层上, 会经过破乳、排水、压实等过程, 沥青混合料逐渐达到最大密实度, 逐渐形成具有一定路用性能的铺装功能层。

薄层GA05属于热拌沥青混凝土, 拌和温度可以达到240℃。在摊铺过程中, 高温可以使铺装层表面的乳化沥青粘层融化, 待冷却后, 两者粘合在一起, 起到很好的粘结过渡。

冷拌料在破乳和压实过程中, 会与原桥面铺装间形成一些界面缺陷 (如残留水分、微小气泡等) , 导致罩面材料与桥面铺装层之间的结合出现弱化。薄层GA因为其拌和温度高, 在摊铺过程中会利用其高温可以消除界面上的水分等物质, 并融化粘层, 可以改善界面之间结合状况, 这也是薄层GA在粘结强度和剪切强度上要好于GT微表处的原因所在。

3 结论

(1) GT改性剂的掺入, 可以明显改善乳化沥青的性能。乳化沥青蒸发残留物的三大指标与原基质沥青和SBR改性乳化沥青相比较, 其针入度大, 说明破乳后沥青偏软, 有利于沥青混合料的压实, 提高压实度, 保证密水性;低温延度好, 则有利于提高沥青混合料的低温抗开裂性能, 符合钢桥面铺装在使用过程中变形大的特点。

(2) 薄层GA因施工厚度较小, 在施工过程中温度会下降较快, 不利于现场摊铺, 因此需要采用较高的油石比, 提高混合料的流动性, 但同时也对混合料的高温性能产生不利影响。

(3) 从路用性能来看, GT微表处的高温抗车辙性能和低温抗变形能力要比薄层GA好, 尤其是在高温稳定性方面;在粘结强度和剪切强度方面, 则是要稍差于薄层GA, 但相差幅度不是很大。因此, 可以说GT微表处具有较好的养护效果。

参考文献

[1]李智, 钱振东.典型钢桥面铺装结构的病害分类分析[J].交通运输工程与信息学报, 2006, 4 (2) :110-114.

[2]张磊.江阴大桥钢桥面铺装病害研究[D].南京:东南大学, 2004.

[3]重庆交通科研设计院.沥青路面维修界面技术研究[R].重庆:重庆交通科研设计院, 2008.

[4]郑如岩.微表处混合料路用性能室内试验研究[D].长沙:长沙理工大学, 2010.

[5]詹成根.改性剂及乳化剂对改性乳化沥青性能的影响[J].公路与汽运, 2011 (5) :87-92.

[6]薛昕, 王民, 张华, 等.浇筑式沥青混凝土在桥面铺装中的应用于发展现状[J].公路交通科技, 2011 (5) :98-100.

[7]杨军, 潘友强, 邓学钧.桥面铺装浇筑式沥青混凝土性能研究[J].交通运输工程与信息学报, 2007, 7 (1) :49-53.

桥面铺装维修养护技术 篇2

环氧沥青钢桥面铺装施工控制技术

环氧沥青是非常新颖的桥面铺装材料,但是施工工艺复杂,施工二质量要求较高,天津市进步桥施工中,对钢桥面环氧沥青铺装技术从配合比设计,环氧沥青的混合料的储存温度、拌和顺序、最大工作时间及最低碾压温度等关键问题进行阐述,实际检测结果和运营效果证明,在北方地区的`气温条件下,采用得当的施上措施,完全能够保证钢桥面环氧沥青铺装的施工质量.

作 者：刘富华 LIU Fu-hua  作者单位：中铁十八局集团第五工程有限公司,天津,300459 刊 名：水科学与工程技术 英文刊名：WATER SCIENCES AND ENGINEERING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(z2) 分类号：X703.1 关键词：钢桥面   桥面铺装   环氧沥青  

桥面砼铺装施工技术 篇3

关键词 桥面铺装；施工工艺；质量通病；防治措施

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0127-01

1 桥面砼铺装层施工质量的重要性

桥面砼铺装是控制路面质量的最后一道关键工序，质量控制尤为重要。桥面铺装的三度（厚度、强度、平整度）和裂缝是桥面铺装施工控制的关键，尤其是平整度和裂缝的控制，将直接影响沥青砼面层的施工质量，乃至工程建成后行车的稳定性、舒适性、安全性和桥梁的使用寿命。因此，应把平整度控制在3 mm以内，并将防止裂缝的产生作为桥面铺装施工的质量控制重点。

2 施工工序

清除桥面浮渣、清洗桥面→精确放样→安装模板并清扫→两侧浇筑砼高程控制带（平整度控制在3 mm以内）→安装钢筋网片→安装调平振动梁、三辊轴仪→砼浇筑→直径10 cm钢管横向整平→终凝后高压水枪冲洗均匀浅露骨→覆盖土工布养生。

3 施工技术与工艺

1）施工测量准备。①采用四等水准测量将高程控制点布设于桥头、桥中、桥尾稳固处，并与其他水准点联测，确保其准确性；②桥面铺装施工前应对全桥梁顶标高按不大于5 m×5 m控制进行测量，若与设计标高有误差，应综合考虑确保桥面铺装厚度和纵横坡等因素进行调坡，确保铺装层最小厚度不得小于设计值，调坡方案需经监理审批后方可实施。在梁面上，按纵向每5 m间距测设高程控制点，单幅中线点高程作为浇注砼铺装的控制高程。

2）浇筑砼准备。①梁面须凿除浮渣、浮浆，清除杂物，并用高压水枪冲洗干净。浇筑前，梁面应干净且保持湿润，没有积水；②高程控制带浇筑。浇筑砼高程控制带即振捣梁、三辊轴仪导向轨道，单幅桥面在防撞墙边设置两条高程控制带，带宽50 cm，厚度根据设计高程或经监理批复的高程进行控制。砼高程控制带施工时必须在安装完钢筋网片后，用型钢模板施工，钢模顶面标高即为铺装层标高。砼高程控制带的标高、平整度、纵、横坡度须经监理工程师验收合格后，方可作为振动梁、三辊轴仪导向轨道。

3）钢筋网片安装。按设计要求安装钢筋网片，必须严格控制钢筋网标高，钢筋网底部采用架立钢筋焊接定位，使用短钢筋作为钢筋网片的支撑，不得使用砂浆垫块定位。钢筋长度严格按铺装层钢筋的标高定位控制，确保钢筋网竖向位置控制在设计值偏差范围内。

4）混凝土浇筑。①砼采用罐车运送至施工现场，必须采用泵送或吊车运送等方式将砼运至浇筑现场，人工将砼均匀摊平。砼运输车不得直接压在已安装好的钢筋网片上；②振捣采用振动梁铺以平板式振捣器均匀振捣密实后，再用三辊轴仪沿着路线方向施工整平，利用直径10 cm钢管横向来回整平，并将浮浆擀至边缘。用六米直尺检测平整度，并及时用刮尺刮平不平整处，必要时配合人工找平，确保平整度控制在3 mm以内；③在砼初凝前在表面喷洒缓凝剂，以减缓表面砼的凝结时间。待底下混凝土终凝后，用高压水枪以小于45°角倾斜冲去表面浮浆，达到表面平整露出石子的效果。喷洒缓凝剂分横向、纵向两次进行，一次喷洒结束后间隔1 h-2 h垂直于第一次的方向进行第二次喷洒，缓凝剂喷洒必须均匀，防止漏喷。该工艺必须在线外进行试验，取得成功后实施。也可采取其他经监理工程师批准的施工工艺施工，但必须达到相同效果；④桥面铺装砼完成后采用土工布覆盖洒水养护，必须连续7天24 h不间断洒水养生，始终保证混凝土面处于湿润状态。

4 桥面砼铺装层施工中存在的质量通病及防治措施

当前桥面砼铺装层施工中存在的质量通病主要有：混凝土表面平整度差，有多处坑凹、起拱、波浪、接缝台阶；混凝土表面起皮；混凝土表面有横向、纵向裂缝及龟裂、不规则裂缝等现象。

1）平整度控制措施。①现浇箱梁、预制梁板顶板标高控制。在现浇箱梁顶板砼浇筑施工中，采用导轨和振动梁严格控制箱梁顶板的高程和平整度；在预制箱梁施工中，采用反压架对芯模进行反压防止上浮，严格控制顶板的平整度和横坡；安装预制箱梁时按规范要求严格控制顶板高程和横坡；梁、板的横坡要安装平顺，尤其是要注意防止出现反坡度。此外，浇筑湿接缝、中横梁砼时应严格控制砼顶面高程比预制梁顶面高程略低2 mm-3 mm；②振动梁及滚筒。振动梁是控制整体平整度的关键因素，约占80％的效果。振动梁的主要功能是对砼进行振捣、提浆、刮平。滚筒拖滚也是控制平整度的主要因素，占20％的效果。在施工中，滚筒一般采用纵向拖滚的方式。而本项目采用的是横向拖滚的方式。拖滚时，要注意对低洼部位进行补料，或铲除高处多余的砼，来回拖滚的遍数不得少于3次；③操作平台。为防止在振动梁振捣后的砼上留下脚印，影响砼表面的平整度，滚筒拖滚、收浆抹面、磨光机打磨、拉毛、覆盖土工布等工序均在操作平台上完成；④砼浇筑。不得在雨天进行浇筑，当气温高于20 ℃时宜在下午4：00以后进行浇筑。浇筑混凝土前再次对保护块进行检查，确保钢筋网片不下沉。泵送时要注意控制铺料厚度基本均匀，布料后再由工人用铁锹进行初步的整平。砼初步整平后，先采用平板振动器横桥向進行振捣。待作业面达到一定长度后，启动振动梁，工人通过手摇轱辘收紧钢丝绳控制振动梁缓慢、均匀地前进。振捣过程中，局部低洼部位要及时补料。在标准带的新、老砼结合面处采用插入式振捣棒进行振捣，以保证其密实性。

2）裂缝及起皮现象控制措施。①保护层控制，尤其要注意接缝搭接部位必须要设置垫块。在砼布料后，为防止砼将钢筋网片压沉到梁、板顶面，应采用铁钩将网片钩起；②收浆、磨光机打磨期间，严禁在砼表面洒水；同时必须配备足够的人员。确保能够及时进行收浆。第一次收浆在每一横桥向的滚筒拖滚作业面完成拖滚后立即进行。砼初凝后，立即采用磨光机进行打磨，防止砼表面产生收缩裂缝。打磨后，立即进行二次收面，其后紧跟着进行拉毛和覆盖土工布。二次收面后约5 h进行洒水养生。养生时间不宜过早，否则会产生砼表面起皮现象。养生时间不得少于14 d，养生期间严禁重车通行。

3）安全文明施工。建立健全安全保证体系，对现场工作人员进行安全文明教育，强化安全意识。专职安全员每天现场检查安全工作。桥头设安全责任、警示标识牌，施工人员进场必须戴安全帽，在桥梁边缘作业的工人配备安全带，桥梁两侧和中间必须设置安全网、防落网。施工中要保证施工用电安全，设专职电工每天对用电设备、线路进行全面检查。桥头设置栅栏，非施工人员和外来车辆严禁入内。

5 注意事项

施工前，检测桥面的平整情况，处理梁板的顶面裂缝及不平整处。浇筑混凝土前要保证梁板表面粗糙、清洁，不得在已加工好钢筋网上搁置重物或运送砼车，在浇筑过程中，随时注意纠正钢筋位置。应重点注意伸缩缝处的混凝土平整度控制。夏季施工，避免在中午11：00-15：00高温天气下施工。做好防雨措施，准备一定长度的人字型避雨蓬，遇雨时，应立即停止施工，做好已施工段的防雨工作。在已浇砼初凝后不得采取砂浆或砼进行薄层贴补。

参考文献

[1]中国公路学会桥梁和结构工程学会.2001年桥梁学术讨论会论文集[C].北京:人民交通出版社,2001.

[2]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范[S].

桥面铺装层的维修与加固技术 篇4

1 桥面铺装层维修与加固设计原则

1)混凝土桥面铺装层出现表面碎裂、脱落或洞穴等严重病害时,必须进行维修。修复时,可凿除全部原破损铺装层。

2)旧混凝土桥面铺装层通常厚度较薄,而且由于施工等方面原因易造成厚度不均匀,一般在4~8 cm范围内,多数在5 cm左右。混凝土原设计标号一般偏低,且钢筋网钢筋直径偏细。在不增加桥面标高及自重情况下,为提高动荷承载力,宜增大钢筋直径,并提高混凝土强度等级。

3)许多旧桥是梁板结构,板块之间通常缺乏强力连接,易出现顺桥向裂缝。维修时建议凿除所有梁横向联接处的混凝土,对横向连接处进行钢筋焊接加固或植筋加固。

4)桥面补强层加固宜采用钢筋网与纤维增强微膨胀高性能混凝土。即底层布钢筋网,上层为钢丝网,另配制纤维增强微膨胀高强混凝土(防裂与防水混凝土)进行浇筑。由于铺装层薄,要求抗振动性、抗疲劳性、耐磨性强,有条件者采用高强度不锈钢丝纤维增强混凝土浇筑效果最佳。

5)为使桥面铺装与梁板结合紧密,避免形成“两张皮”,使桥面铺装共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋的位置,可采用“植筋”技术,并在新旧混凝土之间喷涂高性能界面粘结胶。

6)严格控制施工质量,梁板顶面凿毛后,需用高压气泵或水枪清理干净;严格控制混凝土配合比及坍落度。

2 桥面铺装层维修与加固施工技术

2.1 旧桥面铺装层的处理

1) 旧桥桥面铺装层的凿除

首先用切割机将修复的桥面铺装层与暂不修复的部分切割开来,以免凿除修复部分时殃及邻里。切割时,应注意切割的深度,避免切断铺装层钢筋,使得修复段与未修复段钢筋无法连接,形成新的施工缝,从而影响桥面铺装层的整体性。因此,切割的深度应以切割到钢筋为准,下面的部分采用凿除的方式。

2) 测量

将桥面划分为1 m2的方格,计算并量测好设计标高后,按纵横方向进行编号分别量测各交点处的深度或标高,并进行列表记录。

3) 粗面

凿除后的桥面表面处理,非常重要,直接影响着后期桥面铺装层的施工质量及使用寿命。对旧混凝土表面粗面时,可采用人工在表面用凿刀进行轻击的方式进行,同时要掌握好力度。

4) 修补

凿除铺装层后的桥面板,常由于种种原因,可能会出现这样或那样的问题。检查并用聚合物水泥砂浆或聚合物细石混凝土对缺陷进行修补。

5) 清洗

凿除桥面铺装层的过程中,常留下粉尘、碎水泥混凝土块及油迹污迹等,必须通过清冼进行彻底的清除。首先将表面的松散体清走,使得混凝土的新表面完全暴露出来;再清理可能隐藏的微裂缝残片及松散的碎石片,这一步非常重要又要细心且费时。最后用高压空气或高压水枪进行完全清洁。作业时应进行地毯式地检查并清除一切可能存在的污垢,对角边的清理要充分重视,使桥面板新鲜、洁净。

2.2 新桥面铺装层的施工

1) 梁横向加固钢筋的焊接和植筋

根据需要,焊接梁横向加固钢筋,并进行植筋以使梁板成为一个受力的整体结构。如果有些部位需要支模,先进行模板支设。

2) 喷涂新旧混凝土界面粘结胶

在旧混凝土表面喷涂界面粘结胶之前,应注意桥面板顶面清洁后,应处于干燥状态。由于桥面板板面凿除及处理的凹凸不平,在其平面会出现3种情况:高出的部分已处于干燥状态;在低处特别是小坑中,还可能存在有未下渗的水,中间则是属于水—干燥的过渡状态。这些情况应加以处理,否则会影响界面胶的处理效果。其方法有:(1)气吹。用空压机将小坑或低凹处存留的水收散,使其散失;(2)布吸。可利用人工,用毛巾海绵等吸水能力强的材料在小坑中一一擦洗。直至小坑或低凹处的水份消失为止。再在凿毛后的旧混凝土面上涂抹一层环氧胶液等类型的胶结剂,从而使新旧混凝土间有更好的粘结性。

3) 铺设钢筋

根据设计图纸中的配筋,进行底层钢筋的布筋、绑扎。再安装支架筋,用于铺设上部的钢丝网。

4)混凝土的铺筑

铺筑桥面铺装层时,应尽量采用坍落度较小的高强微膨胀混凝土,并防止混凝土的离析或造成布筋的变形。用拉板及铁铲将混凝土初步整平,避免通过震动的方式,将混凝土分散开来,最好是按顺序铺满一部分以后,用震捣棒或震捣板进行捣实处理。具体工艺如下:(1)混凝土的摊铺与振捣:严格按照施工顺序、松散摊铺厚度摊铺混凝土,先以人工大致找平,边角部位用振动棒轻振,其它地方用平板振捣器横向平行振实,平板每次重叠1/2,严禁在一处久振或中间停滞,以防混凝土过振、振捣不均和横向出现臃包现象;(2)有条件时,利用混凝土提浆整平机进行匀料、整平、压实、提浆,直至达到理想为止;(3)整平、抹光:利用4~5 m长的铝合金尺等工具装上可调节推柄作纵横向刮尺,反复多次精确整平表面,使混凝土表面达到理想的平整度。而后对照横坡梯板,先用木抹子横向进行人工粗抹;后用塑料抹子纵向人工精抹,使之达到平而不光的效果;

5) 表面刻槽

为达到桥面防滑效果,混凝土铺装层的表面必需进行刻槽处理。表面刻槽质量直接影响桥面的美观和抗滑性能。通常槽宽可为3~5 mm,槽深为5~6 mm,槽间距为20~30 mm。考虑行车的舒适性及刻槽寿命,槽宽可取2~4 mm窄槽。刻槽表面积比为12%~17%时比较合理。拉毛、压纹工艺因其耐久性较差尽量避免使用。

6) 切缝

桥面铺装横向缩缝自墩顶每20~30 m一条。切缝时间可按混凝土成熟度为250~300 ℃·d,即混凝土初凝时气温(以摄氏度计)同浇筑完成时间(以小时计)的乘积来控制。切缝深度为2 cm,并选择专用填缝料灌缝。

7)养护

为防止混凝土表面出现干缩裂纹,初期养护很重要。养护可采用淋水养护或养护剂养生。淋水养护在完成最后一道铺筑工序,等混凝土终凝后(一般在4~5 h以内)应马上进行养护,保证混凝土表面不干,使表面始终处于潮湿的养护时间应持续7 d以上,有条件的地方可适当加长。

3纤维增强高性能混凝土材料设计及试验研究

在桥面新铺装层中使用纤维增强高性能混凝土,非常重要,而且国内外有不少成功使用的实例。根据混凝土材料设计原理和湖北地区的原材料情况,对混凝土原材料的选取及配合比优化设计如下:

说明:1.本配合比所使用的材料均为干材料,使用单位根据材料含水情况随时调整。 2.本配合比采用水泥品种及所加入外加剂或掺合料发生变化时,本配合比需调整。3.必须严格控制原材料的质量和混凝土配合比的准确性。

1)水泥:

宜选用华新或葛州坝42.5普通硅酸盐水泥。

2)粗集料选择:

碎石为5~10 mm、5~20 mm连续级配,压碎值<10%。

3)细集料:

砂为中砂,细度模数2.5~3.0,含泥量<1%。

4)超塑化剂的选择:

武钢浩源FDN系列高效减水剂。

5)混合材的选择:

可掺一级、二级粉煤灰或磨细矿渣粉。

6)膨胀剂的选择:

选用UEA膨胀剂。

7)纤维:

聚丙烯纤维(鼎强牌)、波纹型不锈钢丝纤维(苏宜牌)。

根据上述原材料,对桥面铺装层使用的高性能混凝土进行配合比设计,表1为优化设计的C45不锈钢丝纤维与聚丙烯纤维混杂增强微膨胀混凝土配合比。

C45混杂纤维增强混凝土试验结果示于表2。

4 工程应用实例

武汉长江一桥、武汉长江二桥大修工程及汉荆高速公路桥面铺装层病害处治工程,都是重点工程,车流量非常大,如武汉长江一桥、武汉长江二桥每天车流量在10万辆左右。对其进行修复时,质量要求高、时间紧且只能采取半幅施工。在这些重点工程的桥面进行铺装层修复时,均应用了上述桥面维修与加固技术,而且纤维增强混凝土,尤其是C45强度等级钢纤维增强混凝土及钢丝纤维与聚丙烯纤维混杂增强混凝土得到了较好的应用,混凝土3 d强度即可达到通车要求。

参考文献

[1]陈望林,杨必发.水泥混凝土桥面铺装病害原因分析与防治[J].中南公路工程,2002,25(4):55-56.

[2]罗立峰.混凝土桥面铺装概述[J].国外公路,1999,19(3):23-26.

[3]罗炳华,郭渭彬.桥面铺装的病害与对策[J].广东公路交通,1997,50(4):41-42.

桥面铺装维修养护技术 篇5

1 几种典型的钢桥面铺装结构及其特点

钢箱梁桥面相比水泥混凝土结构,具有重量轻、施工快捷、质量可靠等优点,因此在世界上得到了广泛的使用。目前,世界上最常用的,也是使用效果最好的三种铺装方案有以下三种:一是双层改性SMA,如图1所示;二是浇筑式沥青混凝土(GA10)+高弹SMA,如图2所示;三是双层美国环氧沥青混凝土,如图3所示。

方案一面层采用双层SMA结构,其特点是具有较好的密水性、抗车辙性能、耐疲劳性能等,下部防水结构层采用国内桥面铺装中应用比较多、相对比较成熟的环氧树脂防水层。方案二铺装采用浇筑式+SMA结构,其特点具有良好的防水性、抗疲劳性能、水稳性、抗滑性、耐久性等。在国内经过众多工程的实际检验,质量优良,极少发生病害。防水层常采用丙烯酸树脂(MMA)体系。方案三采用美国环氧沥青混凝土铺装结构,环氧沥青混凝土综合性能比较优良,车辙动稳定度较高,耐腐蚀性能较好,目前在国内外有大量的实体工程应用。还有很好的耐疲劳性能和良好的耐腐蚀性,基本不发生推移和车辙等永久变形。

2 桥面铺装典型结构的常见病害及维修处置方法

2.1 双层SMA结构

(1)表面开裂

钢桥面铺装不同于一般公路沥青混凝土路面,它直接铺设在钢桥面板上,由于大中型桥梁通常采用的钢桥面板柔度大,加上在重型车辆荷载作用下,钢桥面板局部变形更大,各纵向加劲肋纵隔板、横肋(或横隔板)与桥面板焊接处出现明显的应力集中,桥面铺装在反复的应力作用下,极易出现开裂病害,裂缝是最常见的病害之一。SMA桥面铺装一旦开裂,通常采用沥青灌缝的方法来封闭裂缝,避免水分下渗进一步损坏铺装结构。如果产生网裂,就只有挖补重新铺装了。

(2)坑槽

沥青铺装层开裂后如不能及时处置维修,在行车作用下会逐渐扩展,逐渐形成网裂,最后由于沥青混合料松散、脱落,形成坑槽。坑槽的处治方法通常把出现坑槽的位置挖除,采用沥青混合料回填,压实后形成平整的路面,填补材料可以采用热拌沥青混合料,也可采用冷拌沥青混合料。

(3)车辙

钢桥面铺装温度通常要高于普通路面铺装温度,并且由于钢箱梁的保温作用,高温持续时间长,在重载交通的碾压下,会产生塑性变形,逐渐形成车辙。车辙病害通常由两个原因引起:铺装层材料内部抵抗剪应力的性能不足;铺装材料空隙率过大。由于车辙病害主要与铺装材料的性质有关,车辙深度会在行车作用下逐渐增加,仅平整表层无法解决问题,因此,一般钢桥面铺装车辙的处理措施是挖除重新摊铺。

(4)推移

车辆行驶过程中在铺装层与防水粘结层之间受到较大的剪应力,当剪应力超过防水粘结层的粘结应力时,防水粘结层产生破坏,钢桥面板和铺装层之间失去粘结力,在车辆荷载的继续作用下,桥面铺装层会产生推移,造成推移病害。对于推移目前没有很好的处置方法,通常是挖除重新摊铺。

2.2 浇筑式+SMA结构

浇筑式+SMA铺装在国内应用相对较晚,取得了不错的效果。相对其它两种铺装结构来说,浇筑式+SMA铺装病害比较少见。早期的浇筑式+SMA铺装中SMA采用SBS改性沥青,使用一段时间后会出现面层开裂的情况,如不及时处置会发展成为坑槽;后期采用高弹沥青成型SMA,未出现开裂情况,桥面铺装总体效果不错。

浇筑式+SMA铺装的病害通常首先出现在SMA层表面,下层浇筑式通常不会出现病害情况。只要在出现裂缝时及时用沥青灌缝封闭,就不会危及到下层浇筑式,如SMA出现坑槽,则可把上部破坏的SMA部分挖除,用普通沥青混合料填补即可。等到整个SMA面层破损严重时,可铣刨重新铺装SMA上面层。山东胜利黄河大桥和安庆长江大桥是国内较早使用浇筑式+SMA铺装的桥梁,目前均有一定的裂缝产生,但灌缝修补后未出现进一步的病害,目前使用情况尚好。

2.3 环氧沥青混凝土

(1)表面开裂

由于环氧沥青混凝土具有一定的刚度,而柔韧性较差,因此在受到较大应变的情况下会产生开裂病害。环氧沥青开裂后,也是常采用灌缝的处理方法封闭裂缝,只是采用的材料通常为环氧沥青或者环氧树脂类材料。

(2)鼓包

环氧沥青桥面铺装如果施工处理不好,桥面残留水分的话,在温度的作用下,水分变成水蒸气,在环氧沥青内形成较大的空洞,出现鼓包病害,在车辆的碾压作用下导致开裂,水分从开裂处下渗会造成更严重的病害。对于鼓包病害,如果病害情况不是很严重的话,通常采用环氧沥青灌缝来修补;如病害比较严重,则采用挖除重新填补。

(3)坑槽

鼓包病害如果处理不及时,由其引起的裂缝会逐渐发展成网裂,再加上鼓包造成了铺装层与钢板之间失去粘结力,最终导致混合料脱落,形成坑槽。通常坑槽采用挖补的处理方式,将出现坑槽的位置挖除,填入环氧沥青混合料,压实并整平。在新旧界面处最好涂刷一层环氧沥青,以防止水分沿界面处下渗。

3 结论

钢桥面铺装不同于一般公路沥青混凝土路面,它直接铺设在钢桥面板上,由于钢桥面板柔度大,在行车荷载与温度变化、风载、地震等自然因素共同影响下,其受力和变形较公路路面或机场道面以及其他桥型结构铺装复杂得多。同时钢桥面板的温差大、防水防锈及层间结合要求高,这些都决定了钢桥面铺装使用条件远远苛刻于一般沥青路面,其使用寿命也要远远短于普通路面。通常在钢桥面需要采用特殊的铺装方案,来提高桥面铺装寿命。本文阐述了常见的典型钢桥面铺装方案,并就各种铺装方案的特点进行了分析,通过对不同铺装方案常见的病害原因分析,提出了桥面铺装病害处置措施,可为同类工程提供参考。

参考文献

[1]吕伟民.钢桥桥面沥青铺装的现状与发展[J].中外公路,2002,22(1):7-8.

[2]钱振东,黄卫,骆俊伟,等.正交异性钢桥面铺装层的力学特性分析[J].交通运输工程学报,2002,2(3):47-51.

[3]李瑞敏.钢桥面铺装用环氧沥青混凝土特性研究[D].南京:东南大学,2000.3.

[4]宗海.环氧沥青混凝土钢桥面铺装病害修复技术研究[D].南京:东南大学交通学院,2005.3.

桥面铺装维修养护技术 篇6

关键词：双层SMA,桥面铺装,工厂化橡胶沥青,SBS改性沥青

水泥混凝土桥梁早期修建由于不重视桥面铺装层结构,路面中上面层往往直接作为铺装层,后期运营过程中造成铺装层难以适应行车荷载作用,使得桥面早期病害严重,给养护工程留下重大隐患。本文结合江苏某高速桥面铺装试验段养护工程,选择双层SMA桥面铺装方案,通过高温性能试验、疲劳性能试验和路用性能综合对比分析双层SMA桥面铺装结构,应用成果表明双层SMA桥面铺装具有优异的路用性能和施工便利性,上、下面层混合料一致,易于质量控制,运营过程中路面病害较少,养护成本和人工成本较低,经济效益显著。

1 双层SMA铺装室内试验分析

桥面铺装在行车和环境因素的复合作用下,其承受的变形及应力、行车与风载的振动、铺装温度等条件较公路路面复杂严酷,对铺装层的性能与耐久性提出更高的要求。SMA具有热稳性优良,抗滑耐磨耗、抗裂性及密水性均较好、施工要求低的特点,具有良好的适用性[1]。

为对比SMA应用于水泥混凝土桥面铺装的性能特点,对现有桥面研究成果中典型桥面铺装混合料进行调研和测试(见表1)。

从表1可知,SMA混合料的水稳定性和高、低温性能均较好,综合性能优异。

1)高温性能试验。高温性能是沥青胶结料的主要性能之一,采用重复蠕变试验研究不同改性沥青的高温性能,试验结果见表2。

综合重复蠕变试验4种评价指标,可知橡胶沥青的高温性能明显优于SBS改性沥青和基质沥青,主要表现为在相同加载条件下,橡胶沥青的总变形小、变形回复能力好,残余变形小,从而表现出更好的高温性能。2种橡胶沥青中,除变形回复能力外,工厂化橡胶沥青的总变形、残余变形均优于现场湿法橡胶沥青[2]。

2)疲劳性能试验。SHRP(Strategic Highwang Research Program,美国公路战略研究计划)规范的温度相当于最高路面设计温度与低温指标试验温度的平均值以上4K,且要求G·sinδ≤5 MPa(G为复合剪切模量,δ为向为角)。根据表2数据,可得相同PG等级的现场湿拌法橡胶沥青、工厂化橡胶沥青和SBS改性沥青在同一温度31℃下的抗疲劳性能(见图1)。

在相同温度条件下都能满足G·sinδ≤5 MPa的3种沥青,根据疲劳因子的物理意义,在同一温度下G·sinδ越小抗疲劳性能越好,可得现场湿法橡胶沥青和工厂化橡胶沥青的抗疲劳性能相近,均优于SBS改性沥青,这与已有橡胶沥青研究成果和工程实践相符。工厂化橡胶沥青因其研究和工程应用较少,在后期研究中,需进一步加强相关研究和实际工程验证,以促进工厂化橡胶沥青的大规模应用[3]。

3)路用性能试验。测试工厂化橡胶沥青SMA13的各项性能,并将其与调研所得SBS改性沥青SMA13进行对比(见表3)。根据测试结果可知,工厂化橡胶沥青SMA13的各项性能试验结果均满足规范SMA13技术要求,且高温抗车辙性能优于SBS改性沥青SMA13,低温性能低于SBS改性沥青SMA13。

2 桥面铺装方案综合比选

桥面大中修养护工程中的铺装结构不仅需满足桥面铺装技术要求和养护特点,还需具有较好的经济性,从而提高桥面铺装性能的同时,节约养护成本[4]。对3种桥面铺装结构:纤维增强型改性沥青混合料、双层SBS改性沥青SMA和双层工厂化橡胶沥青SMA的经济性进行分析和研究,从而为桥面大中修养护的决策提供参考。江苏省内现有桥面铺装厚度普遍采用与路面中、上面层相同厚度,一般为10 cm,同时考虑到试验段桥面铺装层厚度为10 cm,本次单位面积材料成本计算取铺装层厚度为10 cm,3种桥面铺装结构单位面积的材料成本如表4所示。

元/m2

由表4可得,桥面铺装结构采用纤维增强型改性沥青混合料材料成本最低,双层工厂化橡胶沥青SMA13略高于纤维增强型改性沥青混合料,而双层SBS改性沥青SMA13材料成本最高。考虑到纤维增强型改性沥青混合料生产和压实困难,需延长拌合时间,增加碾压遍数,提高各环节温度,同时养护耗时过长导致封闭交通费用增加,而且较小的养护工程量采用2个不同配合比,增加配合比设计和拌合楼调试费用等。

双层工厂化橡胶沥青SMA具有与双层SBS改性沥青相近的生产和施工工艺,铺装上、下层材料一致便于混合料的生产和施工控制,节约成本,施工工艺简便,加快养护进度,从而可尽早开放交通,减轻桥面专项养护对交通通行的干扰,减少交通安全隐患。同时,双层SMA抗车辙抗疲劳性能较好,铺装层耐久性较好,运营过程中铺装层病害较少,减少养护成本和人工成本,经济效益明显。

综合技术适用性、混合料性能和养护成本经济性分析,双层SBS改性沥青SMA和双层工厂化橡胶沥青SMA均具有与桥面养护工程良好的适用性,在桥面大中修养护工程中推荐使用上述2种桥面铺装结构。

3 双层SMA铺装结构应用

3.1 双层SBS改性沥青SMA铺装结构

江苏某高速K39桥面养护工程选用上、下层均为5 cm厚SBS改性沥青SMA13的铺装层结构,防水黏结层采用单组份环氧沥青。混合料运输至现场时,沥青裹覆均匀,和易性良好,集料无明显离析现象。混合料运输采用大吨位自卸汽车,蓬布覆盖以保证温度散失较小(见图2)。

从铺面效果看,基本发挥SMA沥青混合料均匀性和骨架嵌挤良好的优势。通过对铺装层沥青混合料SMA13进行抽提试验,试验结果均满足要求(见表5)。

通车一段时间后,通过对双层SBS改性沥青SMA养护段进行后期性能跟踪观测,观测结果表明,试验段无唧浆、坑槽、推移拥包和明显车辙等各种病害,路用性能良好。

3.2 双层工厂化橡胶沥青SMA铺装结构

江苏某高速公路K69桥面铺装层养护工程采用5 cm工厂化橡胶沥青SMA13+5 cm工厂化橡胶沥青SMA13+工厂化橡胶沥青黏结层进行铺装。混合料装车过程中,基本按照前、后、中移动分3堆装料,以减少粗集料的离析;运料车在运输过程中,每辆运料车在车厢顶部均采用棉被覆盖,车厢侧壁也采用篷布覆盖并扣牢。摊铺段落,表面干燥、表面经过除尘处理,基本符合摊铺条件。从碾压过程看,碾压能满足要求,碾压效果见图3。

对于铺装层的防水性能而言,水的下渗不仅对铺装层材料产生损坏,而且会破坏防水黏结层,从而影响桥面铺装层与桥面板的粘结性能,导致桥面多种病害的产生。通过对试验段进行渗水试验现场检测,试验结果均为不渗,由此说明双层工厂化橡胶沥青桥面铺装有良好的防水性能,阻止水通过桥面铺装下渗腐蚀桥面板。

从现场取样看混合料铺筑效果较均匀,各芯样压实度均满足要求(见表6)。

养护段通车一段时间后,通过对双层SMA铺装结构进行跟踪观测,现场采用3 m直尺检测桥面铺装的车辙深度并测试铺装结构抗滑性能,由试验结果可知,经过一段时间行车作用,桥面铺装试验段的车辙并不明显,桥面铺装结构的抗滑性能差异不大,仍保持良好的状态[5],(见表7、表8)。

根据现场观测,试验段未见松散、坑塘等水损害的迹像,未见推移迹像,路用性能整体状况良好。试验结果表明铺装层表面具有良好的粗糙度和抗滑性能,不产生水雾,确保车辆交通安全;同时,铺装层表面平整,减少行车荷载对桥面板造成的冲击(见图4)。

4 结语

通过对双层SMA铺装结构试验段进行检测分析,2种桥面铺装结构具有优异的路用性能和施工便利性,铺装上、下层材料一致便于混合料的生产和施工控制,且节约成本,加快养护进度,从而可尽早开放交通,减轻桥面专项养护对交通通行的干扰,减少交通安全隐患[6]。

同时双层SMA桥面铺装具备优良的高温抗蠕变和抗剪切性能,能够在夏季高温季节有效防止车辙、推移、拥包等永久变形[7],而且2种桥面铺装结构具有综合优异的混合料性能,尤其在混合料高温稳定性能上,铺装层耐久性较好,使得铺装层运营过程中病害较少,使用年限较长,全寿命周期成本较低,减少养护成本和人工成本,经济效益明显,值得在相似工程中推广应用。

参考文献

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象预防[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]沈金安,李福普,陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]许志军,孙立军.沥青路面结构组合对路面性能的影响[J].同济大学学报,1996,24(5):516-520.

[4]姚玉玲,李学红,张毕超.沥青路面预防性养护时机综合评价指标体系[J].交通运输工程学报,2007,7(5):48-52.

[5]裴建中.桥面柔性防水粘结材料技术性能研究[D].西安:西安公路交通大学,2001.

[6]顾兴宇.悬索桥桥面沥青铺装层力学分析及结构设计研究[D].南京:东南大学,1998.

桥面铺装技术概述 篇7

1 国外桥面铺装技术发展水平及趋势

目前,国外桥面铺装技术比较成熟。对于大桥、特大桥的桥面铺装的使用要求高,桥面铺装往往进行特殊设计、特殊施工,研究集中于桥面铺装结构类型的选择及材料改性。欧美混凝土桥梁桥面一般铺设防水层或防水系统,多采用双层式或三层式铺装。从桥面防水层技术的发展与应用情况来看,不同国家和地区由于使用经验和技术的差异,对不同的防水层技术的应用效果和认可程度不同,主要有冷涂膜、防水卷材、热SBS改性沥青以及沥青砂等种类。

1.1 日本的桥面铺装

结构组合形式一般为:

(1)沥青混合料层+板状防水材料+沥青橡胶粘结剂+混凝土桥面板;

(2)沥青混合料层+3层氯丁橡胶型防水材料+氯丁橡胶粘结剂+混凝土桥面板;

(3)沥青混合料层+乳化沥青(粘结)+沥青层(防水)+沥青橡胶粘结剂+混凝土桥面板。

沥青混合料层一般为两层,SMA混合料、密级配沥青混凝土和浇注式沥青混凝土都有应用。浇注式沥青混凝土是日本应用最广泛的铺装类型,但是由于其热稳定性差,20世纪90年代初期,日本在工程中应用改性沥青SMA或浇注式作为铺装下层,上层多采用SMA结构,使用效果良好。

1.2 美国的桥面铺装

一般分两层铺筑,下设防水层。防水层最初使用涂膜类,但效果不佳,此类防水层在美国应用不多,至今这种观点没有改变,而卷材类防水层在美国应用较多。沥青混凝土桥面铺装层采用环氧改性沥青混凝土或SMA。环氧沥青混凝土使用的胶结料为环氧沥青,环氧沥青是将环氧树脂加人沥青中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物,这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质,而赋予沥青完全新的优良物理力学性质。优点是粘结性强、抗高温变形、抗腐蚀,缺点是价格昂贵,对施工温度、时间、材料要求严格,且雨季不能施工。总之,环氧沥青混凝土桥面铺装应用技术有成功的范例,但也有失败的例子,环氧沥青拌制的沥青混合料,主要适用于夏季高温炎热地区的桥面铺装。环氧沥青混凝土在美国中南部各州应用比较广泛主要是为了解决高温车辙问题,使用效果较好。

1.3 德国桥面铺装

一般采用两层沥青混凝土铺筑,上层为4～5cm的SMA或普通沥青混凝土,下层为3～5cm的浇注式沥青混凝土或普通沥青混凝土,防水层采用卷材类。浇注式沥青混凝土技术起源于德国,是按施工工艺确定的一种沥青混凝土,属于悬浮式密实型结构,在高温状态下进行拌和、运输、摊铺,流动性大,依靠自身的流动性密实成型,无需碾压,只需摊铺整平机具即可完成施工并能达到规定的密实度和平整度。具有不透水、抗疲劳、抗老化、抗低温开裂、耐久性好的优点。但缺点是高温性能、抗滑性能差。德国早期使用双层浇注式沥青混凝土铺筑,但为了兼顾桥面铺装的防水与行驶安全,现在一般仅在下层使用浇注式沥青混凝土,上层为抗滑层。卷材类防水层和沥青混凝土桥面铺装在德国是成熟技术,应用非常普遍。

1.4 其他国家桥面铺装

法国、英国、意大利、比利时、瑞典等国桥面沥青混凝土铺装多数采用双层铺筑,桥面防水层采用厚度8～20mm沥青砂或涂膜类。加拿大普遍使用热橡胶沥青涂膜作为防水层。

小结:国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,均有基本固定成型的技术规范,不同的桥面铺装组合型式及防水层类型使用效果都能满足使用要求。

国外沥青混凝土铺装层多采用双层式铺筑,铺装下层多为沥青混凝土(3～6cm)或浇注式沥青混凝土(3～5cm,少数),上层多SBS改性沥青混凝土、或SMA磨耗层(3～5cm)型式。桥面防水层常用的形式为涂膜、卷材、热橡胶沥青或沥青胶砂。无论采用哪一种组合型式的桥面铺装和防水层,都要将桥面防水层与桥面铺装整体进行考虑,保证防水层完整性及与混凝土铺装层之间的粘结牢固,才能真正发挥桥面防水层的作用。不同的国家和地区使用经验及技术水平不同,关键问题是结合本国材料特性和实际施工工艺水平解决防水问题,做好桥面防水层,选用耐久性好、抗疲劳、抗裂缝变形能力强、不透水的防水层技术才能保证设置使用桥面防水层的目的,即保护桥梁和防水的作用。

2 我国桥面铺装技术的发展水平及趋势

我国桥面铺装技术的研究与应用主要针对特殊大型桥梁(一般为钢桥面)桥面铺装和防水层,而且集中在沥青铺装层结构型式和材料改性方面。目前的桥面铺装混合料类型主要有SMA、浇注式沥青混凝土和环氧沥青混凝土。

国内大多数普通的水泥混凝土桥面铺装未进行单独设计,其结构多为:防水层+双面层沥青混凝土铺装,其中桥面防水层有涂膜类、卷材类、沥青砂等。双面层沥青混凝土铺装采用的混合料型式和厚度多与路面中上面层相同。

2.1 特殊大型桥梁(一般为钢桥面) 桥面铺装技术

(1)SMA桥面铺装

汕头海湾大桥是一座预应力混凝土悬索桥,先期铺筑了5cmSMA,1995年底通车,通车后桥面铺装破坏严重。1997～1998年,对桥面铺装进行了改造:下层采用SMA16调平、上层采用SMA13罩面,通车至今已经历了多年考验,目前整体性能完好。福州市三县洲闽江大桥是预应力混凝土斜拉桥,采用双层丁苯橡胶改性沥青SMA铺装,结构层为:粘结防水层+3cmSMA9.5下铺装层+5cmSMA16上铺装层,1999年建成通车,至今使用效果良好。杭州湾大桥桥面铺装方案为:上层改性沥青SMA-13(45mm)+粘层SBS改性乳化沥青+下层改性沥青SMA-13(45mm),防水层为砂粒式橡胶沥青混凝土防水找平层(25mm)、反应性树脂下封层。虎门大桥、武汉军山长江大桥、厦门海沧大桥等大桥桥面铺装使用了改性沥青SMA。改性SMA技术成熟,具有成套的施工设备,是目前我国钢桥面应用较多的铺装形式。

(2)环氧沥青混凝土桥面铺装

20世纪90年代,东南大学开始对环氧沥青混凝土材料进行研究,并于1994年在上海龙吴路石龙路口进行了试验路的铺筑。2000年9月,南京长江二桥首次使用环氧沥青混合料进行桥面铺装,该桥通车至今整体路面质量良好。环氧沥青混凝土铺装技术主要解决钢桥面高温车辙和层间粘结问题,已应用于南京长江二桥、江阴大桥、润扬长江大桥以及天津大沽桥、湛江海湾大桥钢桥面铺装,使用效果良好。

(3)浇注式沥青混凝土桥面铺装

浇注式沥青混凝土铺装技术,主要解决层间粘结、桥面防水和耐久性问题,我国上个世纪90年代末才引进浇注式沥青混凝土技术,主要为解决一些大桥、特大桥、钢桥及悬索桥面铺装技术难题,用于大型跨海、跨河、跨江的钢桥面铺装工程多。最早在江阴长江大桥钢桥面进行50mm浇注式沥青混凝土单层铺装,完全引进英国浇注式沥青混凝土技术,材料、施工队伍、施工设备全部是英国的。开放交通后不到半年,桥面铺装破损严重。后来国内以重庆交通科研设计院在深入分析研究技术基础上,吸收国外的经验,并结合我国的实际情况,先后将其应用在山东胜利黄河大桥、润扬大桥、上海东海大桥、天津子牙河大桥、吉林松源松花江大桥的桥面铺装的下面层,上面层则采用SMA抗滑表层。而浇注式沥青混凝土以其无需碾压独特的施工工艺和空隙率极小、密实、不透水、抗疲劳等优点,越来越多地被应用于各种大桥桥面铺装,成为国内特大桥桥面铺装的主流技术之一。但浇注式沥青混凝土存在造价高、需要专业施工机具且国内此类施工机具少等不足,使这项技术的推广应用受到了一定限制。

2.2 水泥混凝土桥面铺装技术

(1)水泥混凝土桥面铺装技术概述

我国现行设计、施工规范中,仅把桥面铺装层作为桥梁工程的附属结构进行设计,主要从所用材料、方法、厚度等方面作了简要的指导性说明,缺乏对桥面铺装这种特殊功能层性能要求的全面考虑,可操作性不强。国内高速公路水泥混凝土桥面上的沥青混凝土铺装一般不进行单独设计和施工,主要结构为:防水层+中面层(AC-20、Sup-20等)+上面层(AC-13、SMA13等);有些桥梁在进行桥面铺装的过程中采用了粘层+砂粒式沥青混凝土+路面上面层结构(AC-13、SMA13等)。由于国内通行的作法是除了特殊桥或大桥桥面铺装,一般不进行特殊设计和施工,而是与相邻路面一并施工,这样,对于桥面铺装技术的应用研究集中到桥面防水层技术的研究。

(2)桥面防水层使用的历史和经验

我国以前大量使用的是冷涂膜类(主要是乳化沥青类)和防水卷材类,实践经验证明,这两大类桥面防水层材料在国内使用效果不佳,很多桥面铺装在投入使用一定时间后,防水层因抗剪、粘结、耐久性等不能满足使用要求而破坏,进而加速了桥面铺的装损坏。

涂膜类桥面防水层一般采用乳化沥青或乳化改性沥青,成膜薄,无保护层,沥青混凝土铺装施工时防水薄膜被硌破不可避免,导致防水层失效。国内很多省份的高速公路桥面防水都有过这方面的教训。

使用卷材类防水层以北京市政桥梁防水层工程为代表。由于卷材类防水层存在横纵向搭接,搭接处粘结不紧密,另外施工铺筑卷材时边烘烤边粘贴,卷材与水泥混凝土桥面板难以完全密贴,虽然抗硌破能力稍强,但投入使用后搭接处被剪应力拉开而使卷材产生错动,致使桥面沥青混凝土铺装随着卷材移动而形成开裂,失去防水能力,使用效果不佳。

总的来说,国内对桥面防水层技术的应用已久,研究很少,多年来的无数桥面防水层工程成了各种防水层材料和技术的大试验路,处于“用用看,用了坏,坏了修,修了坏”的恶性循环。工程技术人员也针对这种情况不断分析原因,探索更适宜的桥面防水层技术。

(3)现在使用的桥面防水层技术

本世纪初期,热SBS改性沥青技术是近几年在全国使用较多的桥面防水粘结层技术,施工快捷、价格便宜,效果较好于传统的冷涂膜类和卷材类防水层。这项技术目前存在的主要问题是材料选用及施工工艺还没有规范,改性沥青洒布不均匀,洒布量变化范围较宽(0.5～2.0kg/m2);为防止施工时粘轮,通常喷洒完改性沥青后,随即撒布碎石,碎石的种类、规格、用量不统一,易出现改性沥青防水粘结层被施工机械粘起带走或在防水层与沥青混凝土铺装层之间形成隔离层,造成防水层破坏或沥青混凝土铺装层脱离,也难免会出现防水层被硌破的现象。我国现行《沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)在“水泥混凝土桥面的沥青铺装层”部分中喷洒沥青或改性沥青类桥面防水粘结层的施工要求也很笼统,没有沥青技术指标、洒布量、碎石种类和用量的规定。可见,对改性沥青撒碎石技术有必要进行完善、规范。

3 桥面防水层技术在辽宁省的应用实践

辽宁省桥面铺装技术的发展阶段基本与全国同步。2000年以前,我省桥面防水层多数使用涂膜类、卷材类桥面防水层,使用效果不尽人意,桥面铺装早期病害比较严重,主要表现为泛白、唧浆、坑槽等。近几年来,我省高速公路陆续采用热改性沥青作桥面防水层。随着施工水平的提高,目前我省桥面铺装使用状况一定程度上得到改善,但仍存在一些亟待解决的问题。2008年通过对辽宁省使用SBS改性沥青撒碎石桥面防水层技术的桥面铺装使用状况的全面调查。调查中发现我省使用SBS改性沥青撒碎石防水层技术的桥面铺装总体应用效果较历史上其它防水层使用效果好。沈大高速公路自2004年9月改扩建完成通车后,至今运营四年整,桥面铺装全部完好。丹本高速公路沿线大、中、小桥梁共136座,总桥长24347.15m。该高速公路沿线桥面铺装总体使用状况良好,但部分桥面铺装存在破损,其中双向共计有35座桥桥面铺装存在不同程度的破坏,以坑槽为主,少数桥面铺装存在网裂,有过维修养护历史的桥面铺装比例为12.78%,桥面铺装破损面积累计约为131.8m2,占桥面铺装总面积的0.02%。桥面铺装出现的问题主要原因有以下几方面:

(1)热SBS改性沥青洒布不均,桥面防水层局部缺失,失去防水粘结作用;

(2)沥青混凝土铺装时防水层被硌破;

(3)桥面沥青混凝土铺装层间结合不好;

(4)部分沥青混凝土铺装层透水;

(5)对防水层的施工质量控制重视不够。

4 结 论

(1)对于大桥特大桥桥面铺装要根据其受力特点、工程所在地气候条件、交通量等方面的约束条件进行特殊设计和施工。

降噪薄层桥面铺装技术探析 篇8

关键词：国道路面,降噪,桥面铺装,节能环保

1 项目概况

国道G105线中山细滘大桥至沙朗段长约23.28km, 该路段是在原有二级公路的基础上改建为一级公路, 改建工程于2003年5月建成通车。国道G105线中山段经过东凤、小榄、东升、西区等四个经济发达的城镇, 是中山市“五横六纵”主骨架路线第五纵的一部分, 是中山市最重要的一条“黄金走廊”。细滘大桥至沙朗段沿线交叉路口均为平面交叉, 部分做了简单的交通渠化, 主要通过交通信号灯来控制路况交通秩序。

随着中山市的经济和交通运输的快速发展, 目前国道G105线中山细滘大桥至沙朗段的平均日交通量已达到50 000~60 000辆, 该路段公路城市道路化严重, 城市交通与过境交通混行, 交通较为拥挤、混乱。交叉口信号灯的控制已经不能满足交通量增长的需求, 造成该路段交通堵塞严重, 交通事故屡屡发生, 极大地降低了国道的通行能力和服务水平。

为尽快改善交通状况, 提高其通行能力和服务水平, 中山市公路局提出对该路段沿线平面交叉口进行改造, 其中14个平交口平面交叉改为立体交叉。

广东粤路勘察设计有限公司与交通运输部公路科学研究院合作, 依托“桥面沥青混凝土降噪技术应用与评价”项目研究, 在本工程中选择十水线和小榄港路段跨线桥及引桥两个路段进行降噪薄层沥青混凝土铺装, 以验证该成果的效果。

2 降噪薄层桥面铺装结构

表面层采用3 cm SAC-10型橡胶沥青混凝土, 中面层采用4 cm SAC-13型橡胶沥青混凝土, 层间按照原设计方案洒铺改性沥青防水粘结层, 如图1所示。

3 降噪薄层桥面铺装的技术要求

3.1 橡胶沥青

本工程用橡胶沥青应满足表1要求。

3.2 集料

(1) 粗集料

上面层:4.75 mm以上 (含4.75 mm) 的碎石采用5~10 mm原材料, 规格应满足《公路沥青路面施工技术规范》 (JTG F40-2004) 中S12的要求, 且9.5 mm以上含量不应多于5%, 应增设7.2 mm筛, 7.2 mm筛上筛余比例不小于40%。

下面层:4.75 mm以上 (含4.75 mm) 的碎石分为5~10 mm和10~15 mm两档, 每档超粒径含量不超过15%。粗集料质量技术要求见表2。

(2) 细集料

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质, 并有适当的颗粒级配, 其质量应符合表3的规定。

3.3 填料

沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉, 原

石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净, 能自由地从矿粉仓流出, 其质量应符合表5的技术要求。当采用消石灰或水泥代替矿粉时, 消石灰和水泥也应相应的满足下表5中的要求。当采用消石灰替代是替代量不宜超过3%, 水泥可全部替代。

3.4 级配

沥青混合料推荐设计级配范围如下表6和表7所示。

在使用时, 需要根据工程实际的石料特性, 进行混合料的理论配合比设计优化, 级配曲线亦控制在上述表格给定范围内。如遇特殊石料, 级配曲线超出规定范围, 应进行全面性能验证。

3.5 沥青混合料技术要求

铺筑用橡胶沥青混合料应满足表8、表9中的技术要求。

3.6 桥面板的处理

(1) 作为沥青混凝土铺装下承层的桥面应增加铣刨工艺, 将水泥混凝土桥面板表面层铣刨0.5~1cm, 将表面混凝土浮浆去掉, 裸露出碎石构造。

(2) 桥面防水粘结层的拉拔强度应不小于0.25 MPa, 拉拔头直径100 mm, 测试温度为25度±1度。

4 结语

路面噪声主要是轮胎压缩空气产生的“声爆”, 采用空隙率较大的降噪路面后, 起到了一定的吸间作用, 通过现场检测, 与采用普通沥青铺装桥面相对比, 一般可降低噪音3—5分贝, 雨天时更为显著, 可降低噪音8~10分贝, 大大的降低的噪音, 起到了环保作用。铺装厚度由一般的10 cm, 变为7 cm, 减少沥青30%, 起到了节能作用。

由此可见, 在高架桥、穿城公路或城市道路采用降噪路面, 是既环保, 又节能, 符合国家可持续发展战略。

参考文献

[1]JTG D50-2006, 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社.

[2]JTG H10—2009, 公路养护技术规范[S].北京:人民交通出版社.

[3]广东省公路路面典型结构应用技术指南 (试用) [S].广东省交通厅.

[4]105国道北段路口大多改建跨线桥.中山坦洲人潮网[C].http://www.tanzhou.cn.

[5]张迎春, 张冬梅, 郭昊.保水式路面结构母体混合料设计方法研究[J].公路工程, 2011, (02) .

钢桥面铺装技术比较与分析 篇9

1 钢桥面铺装的主要形式

国外大跨径钢桥建设历时较长, 对钢桥面铺装的研究开展得较早, 目前, 国外桥面铺装方案主要有以下四种:以英国为代表的MA铺装体系;以日本为代表的浇筑式沥青混凝土+SMA铺装体系, 这种铺装型式在欧洲应用也较为普遍;双层SMA铺装体系, 在欧洲、美国、日本均有应用;环氧沥青混凝土铺装体系, 主要在美国、澳大利亚应用较多。

我国从1995年开始修建钢桥以来, 开始了钢桥面铺装技术的引进、研究与实践。由于双层铺装体系能够对铺装上下层材料分别进行设计, 充分利用和发挥材料特性, 发展到目前, 我国大部分钢桥面铺装都采用双层铺装体系, 应用较多的有三种结构形式:浇筑式沥青混凝土+SMA沥青玛蹄脂碎石混合料、双层SMA沥青玛蹄脂碎石混合料、环氧沥青混合料+SMA沥青玛蹄脂碎石混合料。由于SMA表面行驶功能性良好, 这三种结构形式中, 都选择了SMA作为表面层。

1.1 浇筑式沥青混凝土GA

我国的浇筑式沥青混凝土是从日本引入的, 经过长期实践, 发现使用天然湖沥青加硬质沥青作为胶结料的浇筑式沥青混凝土低温抗裂能力较差, 为兼顾高低温性能, 我国的浇筑式改用聚合物改性沥青, 沥青含量一般在7%~10%之间, 改性沥青指标如表1所示, 级配范围如表2所示[3]。

浇注式沥青混合料铺装层的主要优点是:浇筑式沥青混合料本身细集料、矿粉、沥青胶结料含量高, 其内部空隙率很小 (0~1%) , 且空隙均为不连通的封闭空隙, 防渗水性能极佳;胶浆含量高, 又使其有极好的粘结性和韧性。实践表明, 浇筑式沥青混合料具有优良的防水性能, 可有效防止钢桥面水损害, 同时不会发生脱层病害, 对钢板的追从性较好, 适用于大中型桥梁, 尤其是大跨度的斜拉桥和悬索桥的钢桥作桥面铺装[4]。此外, 浇筑式沥青混合料施工温度较高, 一般在210~250℃之间, 因此, 拥有良好的流动性和施工和易性, 只需要摊铺整平即可。

浇筑式沥青混合料铺装层的主要缺点是:浇筑式沥青混凝土由于粗集料较少, 细集料、矿粉填料、沥青含量高, 因而高温稳定性差, 易形成车辙, 不适于高温地区的钢桥面铺装;施工时, 必须在相对湿度小于80%的条件下进行, 需要使用专用机械进行施工, 例如运输拌和车以及专用刮平机等, 还需要综合考虑气温与空气湿度等因素, 施工组织比较复杂。

1.2 SMA沥青玛蹄脂碎石混合料

使用SMA沥青玛蹄脂碎石混合料进行桥面铺装时, 级配型式多采用SMA-10和SMA-13。SMA沥青混合料使用SBS改性沥青作为胶结料, 沥青含量一般在6%~8%之间, 使用玄武岩或者辉绿岩等抗磨耗性能好的岩石作为骨架集料, 使用碱性石灰岩机制砂作为细集料, 使用石灰岩矿粉作为填料, 并添加3%~4‰的木质素纤维作为稳定剂。表3为我国桥面铺装SMA沥青玛蹄脂碎石混合料改性沥青指标范围, 表4为SMA沥青玛蹄脂碎石混合料的级配范围。

SMA的主要优点是:SMA为骨架密实结构, 粗骨料含量达到70%以上, 经合适工艺压实后, 骨料间形成嵌挤, 抗高温能力较强, 而且表面构造深度大, 摩擦力强, 适合于做表面行驶功能层。

SMA的主要缺点是:SMA由于粗骨料含量较高, 需使用高频低幅的压实工艺进行压实, 但是这种压实工艺对钢桥影响较大, 碾压对SMA钢桥面铺装来说是一个难点;SMA空隙率在3%~4%之间, 在实际的使用过程中, 有渗水现象产生[5]。此外, SMA由于粗骨料多, 与钢桥面贴合较差, 因此与钢桥面的粘结性不佳。从目前的使用效果来看, SMA不适用于钢桥面铺装的下层。

1.3 环氧沥青混合料

环氧沥青混凝土是通过在沥青中添加热固性环氧和固化剂, 经固化反应而形成的一种强度高、韧性好的沥青混凝土, 油石比一般在8%~11%之间。环氧沥青胶结料技术要求如表5所示, 环氧沥青混合料级配范围如表6所示。

环氧沥青混凝土的主要优点是:高温性能好, 与钢桥面粘结性能好, 粘结性能优良。

环氧沥青混凝土的主要缺点是:在施工过程中施工工艺极为严格, 施工过程中, 混合料内部不能混入任何杂质, 否则即使是较小的缺陷, 在使用期内也会发展成为严重的病害, 而且一旦发生病害, 无法进行维修;环氧沥青混凝土需要一定的固化时间, 因此施工周期较长, 一般需要在施工后15d左右, 才可通车。此外, 目前环氧沥青的技术被美国、日本等国外公司掌握, 成本较高[6,7]。环氧沥青混凝土铺装表面光滑, 构造深度小, 抗滑性能不足, 不适于作表面行驶层。低温性能差。低温时材料变脆, 破坏应变较小, 在-15℃的条件下, 破坏微应变仅为200左右, 是同条件下SMA沥青混合料的四分之一左右[8]。因此, 环氧沥青混合料在寒区钢桥面铺装应用的适用性需进一步验证。

2 钢桥面铺装的技术性能对比与分析

对浇筑式沥青混凝土铺装、SMA、环氧沥青混凝土铺装三类技术的变形协调性、防水性能、高温性能、低温性能、与钢板的粘结性能、初期建设成本以及施工复杂程度进行了比较, 如表7所示。

在实际应用中, 浇筑式沥青混凝土与环氧沥青混凝土在与钢板的变形协调性、粘结性、材料本身的防水性方面表现较好, 在这三个方面病害出现较少, 而SMA与钢板的粘结性能一般、防水性能一般, 在使用过程中, 容易出现这两个方面的问题;对高温性能进行比较, 环氧沥青混凝土高温性能极佳, SMA高温性能优异, 使用过程中, 这两种混凝土较少出现高温病害, 而浇筑式沥青混凝土高温性能较差, 出现高温病害的情况较多;对低温性能进行比较, 可以发现, 浇筑式沥青混凝土低温弯曲性能优异, 一般破坏微应变均达到4000以上, 从实际的使用情况来看, 浇筑式铺装下层较少出现低温开裂情况, SMA低温性能较好, 而环氧沥青混凝土低温性能与浇筑式混凝土或者SMA相比较差, 尤其温度更低的情况下, 环氧沥青混凝土会变脆, 破坏微应变一般会低于300, 容易发生低温开裂情况;环氧沥青混凝土的初期建设成本最高, 几乎是SMA的3倍, 浇筑式沥青混凝土较SMA大约高30%左右;在施工复杂程度方面, 环氧沥青混合料施工难度最大, 施工时混合料上不得滴上任何水滴或者杂质, 施工后, 需15d方可通车, 而浇筑式、SMA等第二天即可通车, 维修时, 环氧沥青混合料处理耗时较长, 一般需要封闭交通1个月时间, 社会影响大, 而浇筑式沥青混凝土、SMA等一般3d左右即可完成, 对社会影响小。

3 结语

(1) 浇筑式沥青混凝土高温性能差, 不适于高温地区钢桥面铺装, 环氧沥青混凝土低温性能差, 不适宜用在低温寒冷地区。

(2) SMA高温抗车辙能力强, 低温性能强于环氧沥青混凝土, 对SMA高温性能和低温性能进行综合改进, 例如借鉴浇筑式沥青混凝土的配合比组成特点, 可使SMA获得更强的适用性。

(3) 浇筑式沥青混凝土铺装、SMA、环氧沥青混凝土铺装三类技术各有优缺点, 在进行刚桥面铺装技术选择时应该综合考虑工程所在位置的气候、交通荷载情况、钢桥结构受力特点等因素。

参考文献

[1]张德佳, 叶奋.钢桥面铺装结构组合的全寿命经济分析[J].上海公路, 2012 (3) :21-23.

[2]浦东建设工程技术研究所.钢桥面铺装技术对比[J].中国公路, 2011 (20) :293-296.

[3]陈仕周, 许颖.国内外钢桥面铺装技术的发展和比较分析[J].城市道桥与防洪, 2010 (9) :52-57.

[4]吕伟民.钢桥桥面沥青铺装的现状与发展[J].中外公路, 2002, 22 (1) :1-3.

[5]高博, 王俏, 王民, 黄磊.国内外典型桥面铺装组合结构性能研究[J].公路交通技术, 2011 (2) :43-47.

[6]白海涛, 王端宜.钢桥面铺装病害特点及设计要点分析[J].公路交通科技 (应用技术版) , 123-128.

[7]杜红艳, 文宜.环氧沥青混凝土桥面铺装的效益分析[J].河南科技, 2013 (12) :68, 107.