混凝土桥面

混凝土桥面（共12篇）

混凝土桥面 篇1

随着我国交通事业的不断发展,大跨径钢桥和混凝土桥的建设越来越多。桥面铺装一直是困扰我国大跨径桥梁建设的关键技术之一。钢桥面铺装与水泥混凝土桥面铺装的机理和材料以及病害表现均有较大差异。但是,纵观国内外研究成果,目前还没有文献对钢桥面铺装与混凝土桥面铺装的力学响应特性进行详细的对比研究以探求它们的异同,为桥面铺装的设计和研究提供参考。因此,本文选取了有代表性意义的钢箱梁局部和混凝土桥主梁局部,使用ADINA软件开展了有限元分析,并进行了对比研究,得出了2种桥面铺装层力学特性的相同点和不同点。

1 力学控制指标的选取

钢桥面铺装体系由正交异性钢板、防水层和铺装层组成,混凝土桥面铺装层则由水泥混凝土桥面板,防水粘结层以及桥面铺装层构成。对于钢桥面和混凝土桥面铺装体系而言,在车辆荷载作用下,均有可能在铺装表面出现横向裂缝、纵向裂缝等形式的开裂破坏以及由铺装层与桥面板之间粘结力不足引起的层间滑移、剪切破坏等病害形式。因此本文采用有限元分析软件ADINA对2种桥面铺装结构体系进行数值分析,得到铺装层在车载作用下产生的应力、应变和最大变形出现的位置和数值后,对比分析并总结2种铺装结构形式的特点。

根据对钢桥面和混凝土桥面铺装常见病害的调查结果,选定本计算的力学控制指标为:(1)铺装层表面的最大横向拉应力;(2)铺装层表面的最大纵向拉应力;(3)铺装表面的竖向最大位移[1,2]。

2 模型建立及指标值对比

2.1 计算模型

钢桥部分取正交异性钢桥面局部梁段作为计算对象,局部梁段纵向包含4块横隔板,横向包含7条加劲肋。纵桥向取9.0 m(3跨横隔板长度3.0 m×3),横桥向取4.2 m(共7个U形加劲肋0.6 m×7)。钢板、横隔板厚度分别为14 mm和10 mm,模型中钢材的弹性模量E采用210 000 MPa,泊松比取0.25,铺装层材料采用环氧沥青混凝土,厚度40 mm,模量采用1 000 MPa,泊松比取0.25。分析过程中假设沥青混凝土铺装层和钢桥面板都为均匀、连续和各向同性材料。

设计荷载为公路Ⅰ级单后轴双轮压力,由于横向最不利荷位为荷载中心落在加劲肋侧肋的正上方[3,4],以此位置作为钢桥面铺装结构力学响应的横向计算荷位。

混凝土桥部分取某混凝土桥局部梁段作为计算对象,混凝土桥面板的构造参数根据某长江大桥箱梁设计文件选取[5,6],箱梁板、横隔板厚度分别为120 mm和200 mm,水泥混凝土的弹性模量E取36 000 MPa,泊松比取0.2,铺装层材料采用环氧沥青混凝土,厚度40 mm,模量采用1 000 MPa,泊松比取0.25。分析过程中假设沥青混凝土铺装层和水泥混凝土都为均匀、连续和各向同性材料。

2.2 力学控制指标值对比

在进行钢桥面铺装层力学响应分析时,采用行车荷载到横隔板距离分别为0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m共计9个特征位置。计算参数为横隔板跨距L=4.48 m,桥面钢板厚度h=14 mm,铺装层厚度D=50 mm,铺装层弹性模量取E=1 000 MPa,铺装层弹性模量比n=E钢/E铺装材料=210。

在进行混凝土桥铺装层荷位分析时,采用行车荷载到横隔板距离分别为0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m的9个特征位置。计算参数为横隔板跨距L=7.5 m,桥面顶板厚度h=100 mm,铺装层厚度D=40 mm,铺装层弹性模量取E=2 000 MPa,铺装层弹性模量比n=18。计算结果见图1~图3。

由图1可知,钢桥面铺装层表面最大横向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大出现先增后减再增的波浪式趋势;而混凝土桥面铺装表面最大横向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大则出现单调递减的趋势。

从图2可以看出,钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大而出现先减再增后减的波浪式趋势;而混凝土桥面铺装表面最大纵向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大则出现单调递减的趋势。

如图3所示,钢桥面铺装层表面最大竖向位移随着荷载距横隔板距离的增大而出现单调递增趋势;而混凝土桥面铺装表面最大竖向位移随着荷载距横隔板距离的增大则出现先增后减的趋势。

2.3 铺装层模量影响对比

为分析模量比的变化对钢桥面铺装层受力与变形特性的影响,拟定了8种模量比,分别为50、80、100、120、150、180、210和250。计算结果见图4~表5。

由图4与图5可见,随着模量比的增大,也即随着铺装层模量的减小,铺装层表面的最大横向拉应力和最大纵向拉应力逐渐减小,而其表面的最大竖向位移则不断增大。

为分析模量的变化对混凝土桥面铺装层受力与变形特性的影响,拟定了6种模量,分别为600MPa、900 MPa、1 200 MPa、1 500 MPa、1 800 MPa和2 000 MPa,计算了在车载作用下铺装层表面拉应力(横向、纵向)及最大竖向位移。计算结果见图6与图7。

由图6与图7可见,随着铺装层模量的增大,铺装层表面的最大横向拉应力和最大纵向拉应力逐渐增大,而其表面的最大竖向位移则不断减小。模量对2种铺装层表面最大拉应力与竖向位移的影响规律是相同的。

2.4 铺装层厚度影响对比

分析钢桥铺装层厚度和模量的变化对铺装层内部应力应变的影响时,铺装层厚度范围取20~80mm,变化步长是10 mm。对应每个铺装层厚度值,充分考虑铺装层模量的变化,分别取模量比为5,100,210,500和1 000。计算结果见图8~图10。

由图8和图9中曲线可见,通过增加铺装层的厚度可以减小铺装层最大横向拉应力和最大纵向拉应力,但是铺装层厚度过大会增加钢桥的恒载,不利于整体桥梁结构受力;而且铺装层厚度增加到一定值时,对降低铺装层最大横向拉应力和最大纵向拉应力的作用会减弱。由图10可见,当模量比n≤500时,铺装层表面最大竖向位移随铺装层厚度的增加而减小;当模量比n>500时,铺装层表面最大竖向位移随铺装层厚度的增加而增大。这是由于n较大时,沥青混凝土模量比较小,铺装层厚度过厚容易出现车辙,使得铺装层表面最大竖向位移变大。

分析混凝土桥铺装层厚度和模量的变化对铺装层内部应力应变的影响时,铺装层厚度范围取20~80 mm,变化步长是10 mm。对应每个铺装层厚度值,充分考虑铺装层模量的变化,分别取模量E=600 MPa,E=900 MPa,E=1 200 MPa,E=1 500 MPa,E=1 800 MPa,E=2 000 MPa 6个特征值。计算结果见图11~图13。

由图11中曲线可见,在某固定的模量值下,随着厚度的增加,铺装层的最大横向拉应力不断减小;而在给定铺装层厚度下,随着模量E的变大,铺装层最大横向拉应力亦变大。同时可以看出,铺装层厚度增加到一定厚度值时,它对降低铺装层最大横向拉应力的作用会减弱。

由图12中曲线可见,在模量一定的情况下,随着厚度的增加,铺装层的纵向拉应力会先升后降,而在给定铺装层厚度下,随着模量E的变化,铺装层最大纵向拉应力呈现良好的单调性。

由图13可知,在固定模量下,铺装层越厚,竖向位移越小;模量越大,增加厚度越能降低竖向位移;厚度越小,模量的改变对竖向位移的影响则越小。

3 结论

本文通过运用有限元方法建立正交异性钢桥面复合铺装体系模型与混凝土桥面复合铺装体系模型,对比分析了铺装层力学控制指标的变化规律以及铺装层厚度、材料模量对铺装体系力学特性的影响。得出结论如下:

(1)铺装材料模量改变影响规律相同。随着铺装材料模量的变大,铺装层表面应力均增大,而竖向位移均减小。

(2)铺装材料厚度改变影响规律不同。

(1)横向与纵向拉应力:模量一定,厚度增加,钢桥面铺装层的最大横向与纵向拉应力减小;而混凝土桥面铺装层的最大横向与纵向拉应力先增后减。厚度一定,模量增加,2种铺装层最大横向与纵向拉应力均增加。

(2)竖向位移:荷载一定,对给定铺装层厚度,随着沥青混凝土模量的增大,铺装层表面的最大竖向位移降低;存在一极限模量,当E小于此极限模量时,铺装层表面最大竖向位移会随铺装层厚度的增加而增大。

(3)横向拉应力荷位特性不同。钢桥面铺装层表面最大横向拉应力随着荷载距横隔板距离的增大而先增后减再增呈波浪形,而混凝土桥面铺装表面最大横向拉应力则单调递减。

(4)纵向拉应力荷位特性不同。钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力随着荷载距横隔板的距离的增大而先减再增后减呈波浪形,而混凝土桥面铺装表面最大纵向拉应力则单调递减。

(5)竖向位移荷位特性不同。钢桥面铺装层表面最大竖向位移随着荷载距横隔板的距离的增大而单调递增,而混凝土桥面铺装表面最大竖向位移则先增后减。

参考文献

[1]汪东杰,王晓磊,黄晓明.混凝土桥桥面铺装力学分析[J].上海公路,2007(1):42-46.

[2]高雪池,黄晓明,许涛.大跨径桥梁沥青混凝土桥面铺装层力学分析[J].公路交通科技2005(l):69-72.

[3]高雪池,黄晓明,许涛.大跨径桥梁沥青混凝土桥面铺装层力学分析[J].公路交通科技2005(l):69-72.

[4]罗剑.钢混结构混合桥桥面铺装体系受力分析[D].南京:东南大学交通学院,2004.

[5]邓学钧,黄晓明.路面设计原理与方法[M].北京:人民交通出版社,2001.

[6]刘萌成,黄晓明,陶向华.移动荷载作用下近桥台处路面结构动力响应的有限元分析[J].公路交通科技,2006,23(5):1-6.

混凝土桥面 篇2

纤维混凝土桥面铺装施工采用与普通混凝土桥面铺装施工相同的`设备,但在施工程序和要求等方面有一定的差异.本文将根据相关的施工技术规程,结合我国目前路桥施工的装备情况,在充分利用现有设备的基础上探讨纤维混凝土桥面铺装的施工技术.

作 者：张宇 倪宏伟 张有海  作者单位：张宇,张有海(杭州市萧山区交通规划设计研究院,浙江,杭州,310000)

倪宏伟(杭州萧山城市建设发展有限公司,浙江,杭州,310000)

混凝土桥面 篇3

【摘要】混凝土桥面防水粘结材料的性能对桥面沥青铺装层的使用寿命有重要影响。本文通过室内拉拔和剪切试验对比了HLJ-2910环氧沥青、橡胶沥青、SBS改性沥青以及SBS改性乳化沥青4种防水粘结材料的粘结性能、抗水损坏性能以及抗老化性能，结果显示：（1）HLJ-2910环氧沥青粘结性能最优，其次是橡胶沥青与SBS改性沥青；SBS改性乳化沥青在温度较高时基本丧失粘结性能，认为不宜作为桥面防水粘结材料；（2）HLJ-2910环氧沥青、橡胶沥青以及SBS改性乳化沥青抗水损坏性能较好，SBS改性沥青较弱；（3）橡胶沥青抗老化性能最优，SBS改性沥青与SBS改性乳化沥青次之。

【关键词】混凝土桥面，防水粘结材料，粘结性能，水损性能，老化性能

【Abstract】Performance concrete bridge deck waterproofing adhesive material has an important influence on the service life of bridge asphalt pavement. By drawing and interior shear tests compared HLJ-2910 epoxy asphalt， rubber asphalt， SBS modified asphalt and SBS modified asphalt emulsion adhesive properties of four kinds of waterproof adhesive material， anti-water damage performance and anti-aging properties the results showed that： （1） HLJ-2910 epoxy asphalt bond optimal performance， followed by rubber asphalt and SBS modified bitumen； SBS modified asphalt emulsion at higher temperatures basic loss of bonding properties， considered not as a deck waterproof adhesive material； （2） HLJ-2910 epoxy asphalt， rubber asphalt and SBS modified asphalt emulsion resistant to water damage better performance， SBS modified asphalt is weak； （3） the best anti-aging properties of rubber asphalt， SBS modified asphalt and SBS modified asphalt emulsion followed.

【Key words】Concrete deck waterproof adhesive material；Adhesive properties；Water loss properties；Aging properties

1. 前言

（1）防水粘结层是桥面铺装的重要组成部分，调查表明，桥面沥青铺装层间出现的早期剪切破坏、开裂、水损害等病害大多是由于防水粘结层的破坏所引发，可见，防水粘结层质量的好坏对桥面沥青铺装层使用的耐久性有重要影响[1]。目前国内在混凝土桥面铺装时常用的防水粘结材料有SBS改性沥青、改性乳化沥青、橡胶沥青以及环氧沥青等材料，除此之外，也出现了一些专用的防水粘结材料[2，3]。上述材料在一定程度上改善了沥青铺装层与混凝土桥面之间的粘结性能，对桥面铺装层使用质量的提升有重要意义。

2. 试验原材料

研究选用橡胶沥青、HLJ-2910环氧沥青、SBS改性沥青以及SBS改性乳化沥青4种桥面防水粘结材料。其中橡胶沥青由埃索70#基质沥青与胶粉在试验室现场制备，各材料基本性能检测结果见表1～5，检测结果均符合相关技术要求。

3.1粘结性能分析。

（1）调查发现，桥面铺装的变形类病害大都与防水粘结层粘结性能不足有关，因此，需在室内进行模拟试验，提出防水粘结材料粘结性能的技术要求。本次研究采用室内拉拔试验和剪切试验评价防水粘结材料的粘结性能，拉拔试验与剪切试验过程如图1所示。试验时分别采用HLJ-2910型环氧沥青、改性乳化沥青、SBS改性沥青以及橡胶沥青防水粘结层材料把沥青混凝土与水泥混凝土试件粘结成为复合试件，防水粘结材料的洒布量均为1.0Kg/m2。根据全年防水粘结层可能可能所处的正常温度与极端温度环境，试验选择20℃、40℃与60℃三个温度，不同温度下的试验结果如表6与表7所示。

拉拔试验结果可以看到：在较低温度下（20℃与40℃），4种粘结材料的粘结强度大小排序为HLJ-2910环氧沥青>橡胶沥青>SBS改性沥青>改性乳化沥青；其中HLJ-2910环氧沥青、橡胶沥青以及SBS改性沥青的粘结强度较高，改性乳化沥青较低。分析认为这可能是由于喷洒的改性乳化沥青有效沥青含量较低造成，可见良好的抗剪性能必须保证有效粘结材料的喷洒量。在60℃较高温度时，4种防水粘结材料的粘结强度均很低，其中改性乳化沥青粘结强度甚至可以忽略不计，可见，4种材料均没有高温优势，这可能是热塑性材料本身的特点造成的。

粘结强度和剪切强度均为评价防水粘结材料粘结性能的指标，所以综合本次拉拔试验和剪切试验结果，认为HLJ-2910环氧沥青材料的粘结性能最优，其次是橡胶沥青与SBS改性沥青。由于改性乳化沥青在温度较高时丧失了粘结性能，所以不宜作为桥面防水粘结材料。

3.2抗水损害性能试验分析。

（1）在桥面防水层的长期使用过程中，雨水难免会通过铺装层的空隙或裂缝下渗，滞留在防水层与铺装层之间。层间水的浸泡、冲刷、以及冬季的反复冻融作用会导致防水粘结层与铺装层及桥面板间的粘结强度下降，进而发生粘结层剥落、铺装层松散开裂等病害[1，4]。因此，桥面防水粘结层须具有一定的抗水损害性能。

（2）桥面防水粘结材料的抗水损害性能可通过冻融前后的拉拔试验和剪切试验进行评价。试验时将成型好的试件放入恒温冰箱中，在-18℃冰冻24h，然后取出在20℃恒温水浴中解冻16h，进行20℃的剪切和拉拔试验。4种防水粘结材料冻融循环后的剪切强度试验结果如表8所示，拉拔强度试验结果如表9所示，试验后试件的破坏情况如图2所示。

剪切试验结果看到：SBS改性乳化沥青和HLJ-2910环氧沥青在经过冻融作用后的的抗剪强度稍大于SBS改性沥青与HLJ-2910环氧沥青。试验过程中发现，4种材料剪切后的破坏面有所不同，SBS改性沥青剪切后部分沥青从水泥试块上剥离，表明破坏面在沥青与水泥块之间，但剩余的部分仍有较高的粘结强度，可以连试块一起被提起来。这说明如果能保证施工中桥面与改性沥青之间的充分粘结（采取提高桥面清洁度、干燥度等措施），SBS改性沥青仍然是一种较好的防水材料。

（4）橡胶沥青试件冻融后具有较高的抗剪强度，从试验过程中试件的破坏面来看，橡胶沥青剪切破坏后仍与水泥试块粘结牢固，破坏面发生在沥青试块上或沥青试块与橡胶沥青之间。SBS改性乳化沥青与HLJ-2910环氧沥青冻融后抗剪强度最大，从其破坏面来看，此2种材料与桥面的粘结较好，部分试件并非由于层间剪切破坏，而是连水泥试块表层一起脱落。

（5）从表9拉拔试验结果看到，冻融后HLJ-2910环氧沥青、橡胶沥青以及改性乳化沥青的粘结强度比较接近，SBS改性沥青的粘结强度最弱，与剪切试验规律类似。所以，综合考虑，4种防水粘结材料中，HLJ-2910环氧沥青、橡胶沥青以及改性乳化沥青抗水损坏性能较好，SBS改性沥青抗水损坏性能较弱一些。

3.3抗老化性能试验。

（1）在桥面防水粘结层漫长的使用年限内（一般在10年以上），受到空气、温度的影响难免会产生老化作用，为防止其在使用过程中因老化而丧失防水粘结作用，必须保证其抗老化性能。抗老化性能通过人工加速老化试验进行评价，我国交通行业标准JT/T 536-537-2004中提出用氙弧灯照射30d的方法进行老化试验，该方法试验周期长，工程中不易操作。为此，本次采用薄膜加热试验来模拟材料的老化过程，通过老化后材料的粘结强度的变化情况来评价其抗老化性能。

（2）由于HLJ-2910环氧沥青为双组份，双组份分别老化不能代表混合料后环氧沥青的老化特征，所以本次仅进行了橡胶沥青、SBS改性沥青以及SBS改性乳化沥青3种材料的老化试验。老化温度为160℃，时间为5h，老化后测定20℃拉拔强度，并与老化前的拉拔强度进行对比，试验结果如表10所示。

（3）从表10试验结果看到：经短期老化后，3种防水粘结材料中橡胶沥青的粘结强度最大，SBS改性乳化沥青与SBS改性沥青相当。另外，相比老化前，3种材料老化后的粘结强度均有不同程度的降低；按照老化后残留粘结强度评价，SBS改性沥青粘结强度降低幅度最大，超过20%，橡胶沥青降低幅度最小，仅12%左右，SBS改性乳化沥青介于在两者中间。可见，无论从老化前后的粘结强度大小还是从老化过程中粘结强度的减小情况来看，橡胶沥青的抗老化性能最优，SBS改性沥青与SBS改性乳化沥青次之，这可能是由于橡胶粉改性剂与SBS改性剂的特点及所发生的物理化学反应不同所致。

4. 结论

本文采用室内试验对比评价了几种混凝土桥面防水粘结材料的性能，主要得到以下结论。

（1）几种防水粘结材料中，HLJ-2910环氧沥青的粘结性能最优，其次是橡胶沥青与SBS改性沥青；SBS改性乳化沥青在温度较高时基本丧失粘结性能，认为不宜作为桥面防水粘结材料。

（2）HLJ-2910环氧沥青、橡胶沥青以及SBS改性乳化沥青抗水损坏性能较好，SBS改性沥青抗水损坏性能较弱；无论从老化前后的粘结强度大小还是从老化过程中粘结强度的减小情况来看，橡胶沥青的抗老化性能最优，SBS改性沥青与SBS改性乳化沥青次之。

参考文献

[1]贾渝，张全庚.沥青路面水损害的研究[J].石油沥青，1999，13（l）：22～27.

[2]刘建锋，热喷SBS改性沥青桥面防水粘结层在公路工程中应用[J].交通建设，2013，15（2）：89～92.

[3]王娟.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究[D].东南大学硕士学位论文，2004.

[4]张娟.水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D].长安大学硕士学位论文，2008.

桥面混凝土阴极保护 篇4

关键词：腐蚀,混凝土,阴极保护

使用融雪剂是我国道路除冰雪技术中的普遍做法, 我国冬季使用的大量氯盐类融雪剂, 在融化冰雪的同时, 盐中的氯离子会渗透到混凝土结构之中。由于氯离子入侵混凝土结构中, 破坏了钢筋表面的钝化氧化膜, 从而引起钢筋锈蚀进而体积增大把很高的内部应力传到周围的混凝土上造成混凝土开裂和剥落, 最终导致钢筋混凝土结构破坏。此种现象非常普遍, 被公认为是导致混凝土结构破坏的主要原因之一。

1 外加电流阴极保护技术

外加电流阴极保护是国外近几十年来开发的控制氯化物环境混凝土中钢筋腐蚀的电化学方法。通过向被保护的钢筋表面通入足够的直流电流, 使其阴极极化以减小或防止金属的腐蚀。国外近30多年的研究实践证明, 不论混凝土中的氯化物含量如何, 阴极保护是有效控制氯化物环境混凝土中钢筋腐蚀的方法。

目前, 混凝土阴极保护在我国仍处于研究起步阶段, 但在发达工业国家则比较普遍。在2 0世纪9 0年代初, 意大利在130000m2的混凝土结构上采用外加电流法阴极保护技术, 该技术已被证明是非常可靠的技术;澳大利亚的悉尼歌剧院A型框架等, 也是混凝土结构成功应用外加电流法阴极保护技术的工程实例。

2 外加电流阴极保护系统组成

2.1 辅助阳极

辅助阳极材料采用混合金属氧化物涂敷的网状钛阳极, 其性能符合《混凝土中钢筋的阴极保护》EN12696的规定, 10mm宽, 扩张厚度1.3 m m, 网孔尺寸2.5 m m×4.6 m m×0.6 m m, 每平方米额定输出电流110m A。

2.2 塑料夹

塑料夹用来固定辅助阳极, 防止阳极和钢筋接触短路。其特殊的结构形式在起到固定和绝缘作用的同时, 又能使混凝土在浇筑过程中与辅助阳极充分接触, 确保保护电流均匀分布。

2.3 参比电极

参比电极应具有极化小、稳定性好、不易损坏、使用寿命长等特性, 并应适用所处的环境介质, 其规格、型号、技术质量指标应满足《钢筋在混凝土中的阴极保护规范》EN12696的规定。混凝土阴极保护通常采用永久性银/氯化银参比电极作为检测、监控用参比电极之一。同时, 由特殊的钛棒、碳化铁体产品、P V C、不锈钢连接物构成的钛参比电极, 也将和银/氯化银参比电极同时使用。

参比电极的作用有两个:一方面用于测量被保护结构物的电位, 监测保护效果另一方面, 为自动控制的恒电位仪提供控制信号, 以调节输出电流, 确保结构物处于良好的保护状态。

2.4 变压整流器

变压整流器是为外加电流阴极保护系统提供直流电源, 该设备应能适应现场工作环境, 长期运行、稳定可靠和便于控制使钢筋得到保护。其工作模式一般有恒电压、恒电流和恒电位三种模式。

2.5 远程监控系统

远程监控系统是指通过安装于变压整流器中的信号采集单元, 收集钢筋保护电位数据以及变压整流器的工作参数, 由控制电缆将收集到的信息传输到集中发射装置, 通过终端计算机接收模块收集并处理各发射装置输出的数据, 控制人员可以通过监控软件, 监测系统工作情况, 并可根据反馈数据, 发出相应的调整指令。该系统解决了由于安装地点分散、仪器的管理和维护不便等困难, 系统管理人员可以在通过i n t e r n e t随时对外加电流阴极保护系统进行全面监控, 及时处理意外情况, 保证系统的安全稳定运行。实施后的远程采集控制系统遵循可管理性、实用性、灵活性、可扩充性、模块化和可靠性的原则。

3 外加电流阴极保护系统施工中的重点难点

(1) 辅助阳极安装之前, 必须进行钢筋电的连续性测量。通过万用表测量任意两条钢筋间的电阻, 以电阻不大于1Ω为电连续性良好。 (2) 辅助阳极安装过程中, 必须进行钢筋与阳极的绝缘情况的测量。通过万用表测量钢筋与阳极间的电阻, 确保阳极与钢筋之间绝缘良好。 (3) 全部或部分预埋在混凝土中的金属装置应当与混凝土中的钢筋焊接。 (4) 混凝土浇筑过程中, 施工方应对阴极预防保护系统预埋件进行必要的保护, 以防止因结构施工造成阳极钛网、电缆等预埋件的损坏。 (5) 在施工和混凝土浇注过程中, 需进行连续监测以保证辅助阳极和钢筋之间电绝缘良好

4 外加电流阴极保护系统调试

外加电流阴极保护系统调试依照欧洲标准EN 12696-2000的规定。

调试初期, 施加一个相对较低的电流一般为整流器额定电流的10%~20%, 使系统慢慢极化。记录如下相关数据: (1) 永久性参比电极和便携式参比电极测出的钢筋电位; (2) 变压整流器的输出电压和输出电流;经过7~2 8天的低电流密度初期极化后, 进行全极化。系统的保护电位一般不超过-1 1 0 0 m v (预应力钢筋不超过-900mv) 系统测试满足下面的条件之一, 则认为系统正常运行 (1) 瞬间断开电位负于-720mv; (2) 24小时电位衰减大于100 mv (3) 更长时间 (超过2 4小时) 电位衰减不小于150 mv

5 应用实例

位于河北省境内的廊坊至涿州高速公路永定河特大桥, 全长5826 m, 跨南、北大堤为现浇预应力混凝土连续箱梁, 设计荷载为公路一Ⅰ级, 计算行车速度120 km/h。作为试验项目, 该桥现浇预应力混凝土连续箱梁段桥面采用外加电流阴极保护系统, 其主要关注点如下: (1) 该项目我国境内第一个桥面外加电流阴极保护系统工程 (2) 该项目为针对北方广泛使用的除冰盐而引起的桥面钢筋的腐蚀。 (3) 该工程的技术、质量标准符合欧洲标准 (EN 12696:2000, CATHODIC PROTECTION OF STEEL IN CONCRETE) 。 (4) 该项目使用的参比电极采用英国Cathodic Protection Ltd.公司的A g/A g c l参比电极, 保证了工程的可靠性。 (5) 该阴极保护系统共分为8个区, 确保保护电流分布的更平均; (6) 该系统共采用13000米的MMO辅助阳极对3600m2的跨南堤和跨北堤部分桥面进行保护 (7) 该系统共采用4 8个A g/A g C l参比电极和4 8个钛参比电极进行监测。

6 结语

除冰盐等因素引起的氯化物环境下钢筋混凝土结构物过早腐蚀破坏, 造成的经济损失是十分巨大的。相信随着国内港口、桥梁工程的大量建设以及人们对钢筋混凝土腐蚀的进一步认识, 外加电流阴极保护系统作为一种成熟、有效、方便的钢筋混凝土保护技术将会得到广泛的采用。

参考文献

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浅谈沥青混凝土桥面铺装病害成因 篇5

浅谈沥青混凝土桥面铺装病害成因

本文对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的`早期痛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.讨论了桥面铺装的设计方法和今后主要的研究方向.

作 者：苏跃辉 杨年春  作者单位：浙江永达交通工程有限公司,浙江,衢州,324000 刊 名：魅力中国 英文刊名：CHARMING CHINA 年，卷(期)：2010 “”(16) 分类号：U528.42 关键词：水泥混凝土桥面   沥青混凝土   桥面铺装   早期病害   原因分析  

混凝土桥面 篇6

【关键词】预应力混凝土箱梁；桥面施工；铺装维修；防水措施

施工人員在建设桥梁工程时，往往会将预应力混凝土箱梁桥桥面的铺装应用在工程当中。这种结构一般有水泥砼调平层、防水层以及铺装层三个部分组成，其中铺装层所采用的建筑材料是沥青混凝土。在桥梁工程投入使用之后，如果桥面的铺装层的防水功能下降或消失，那么桥梁的使用功能就不能得到充分发挥，缩短了建筑工程的使用寿命。因此在实际工作中，我们必须要对其中所有的影响因素以及病害进行全面分析，采取有效的解决措施来充分发挥工程的使用价值，延长其使用寿命。

1.桥梁工程防水功能下降而引起的质量问题

从当前的实际工程中可以看出，如果桥梁工程出现渗水情况就会导致桥梁基层的混凝土出现疏松、脱离等现象，路面积水或者雨水就会锈蚀其中的钢筋。结合某地某连续钢结构箱梁桥为案例。在本工程中，施工人员将沥青混凝土铺装层以及调平层凿除之后发现，箱梁结构顶板上的钢筋因为水的长期侵蚀，导致钢筋生锈，还有一些钢绞线以及钢筋波纹管出现生锈的现象，如果我们不对其处理，那么就很可能导致这些部件断裂，引起各种安全事故的发生。

2.病害的形成原因

在本桥梁工程施工的过程中，施工人员设计的沥青混凝土铺装层以及水泥混凝土调平层的厚度均为4cm。我们从国家现行的相关规定来看，水泥混凝土调平层设置的相对较包，并且在其施工过程中，施工人员并没有在想两面的表面采取其他加固措施，这就导致在后期施工以及使用过程中出现裂缝；再加上养护人员并没有根据规定对其进行养护，这就导致桥面上出现各种细微裂缝，如果不对其处理，就会发展成为大的裂缝，降低了调平层的防水功能，另外，由于施工人员没有设置相应厚度的钢筋保护层，在养护过程中也没有定期对其检修，这就导致路面积水以及雨水穿过裂缝而锈蚀钢筋。

从当前的建筑材料而言，在沥青混凝土铺装层施工过程中，施工材料与施工工艺并不能够完全达到防水的要求，如果桥梁工程建设年代较久，那么其面层根本不能够达到防水的功能，导致雨水从表层深入，最终锈蚀钢筋，无法保证桥梁工程的使用质量。

3.沥青混凝土铺装层的维修与防水

在本工程中，如果施工人员仍然采用沥青混凝土来进行铺装层的施工，那么在制定维修方案的过程中，我们需要作出选择：要么根据原设计结构来对调平层以及铺装层进行维修，要么将沥青混凝土铺装层直接改变为水泥混凝土铺装层。如果我们根据原设计结构来维修调平层以及铺装层，那么上述的各种病害仍然存在，无法治理，因此我们需要将沥青混凝土铺装层改变为水泥混凝土铺装层，一方面提高其防水功能，另一方面治理并预防上述病害。

3.1准备工作

在进行施工之前，施工人员必须要将原来的沥青混凝土铺装层中的所有杂物清理赶紧，并将其中的浆液以及松散的调平层彻底清除。等到施工完毕之后再对箱梁顶板上的混凝土清理干净，保证其中没有泥沙、积水等。

3.2桥面植物钢筋

在本工程原有设计当中，箱梁顶板的预应力管道设计相对较多，且密集。所以在其施工过程中，首先需要将混凝土层彻底凿除，在植入钢筋之前了解所有预应力管道的位置，避免在植入钢筋的过程中损害到预应力管道，保证植筋的质量。如果在某些部位不能够植入钢筋，那么施工人员需要将钢筋与箱梁体中的钢筋进行绑扎。

植筋规格为φ12，植筋孔径为16mm。在钻孔时采用冲击钻，钻头规格为φ16mm。φ12钢筋植筋深度为12cm。如遇到顶板钢筋或钢绞线尽量往小距离方向移动，钻孔后用高压风枪吹孔，用专用毛刷清孔。用打胶枪将植筋胶打入钢筋孔内，再把钢筋的植入端粘满植筋胶，螺旋式植入到钢筋孔内，钢筋需除锈并清理干净，用小铲刮掉多余的胶泥。

3.3桥面内铺设钢筋网

桥面铺设钢筋直径为12mm，间距为10cm×10cm的钢筋网，放置在植筋上面。钢筋网采用现场制作，钢筋网以绑扎为主，并辅以焊接固定。钢筋网要保证定位准确，设置在混凝土层中部，钢筋保护层厚度不得少于4cm，同时不允许出现钢筋网有局部下沉现象。

3.4浇筑桥面混凝土

新浇筑的桥面铺装层厚度为8cm（主要考虑到铺装层自重对桥梁结构的影响，理想厚度为10cm），采用能达到W6的抗渗等级要求，具有防水功能的C55混凝土。混凝土配合比为水泥：砂：石：水：粉煤灰：矿渣：减水剂：阻锈剂为1：1.72：2.99：0.423：0.352：0.155：0.048：0.034，同时在混凝土中掺入增强混掺型聚丙烯纤维，掺量为2.7kg/m。水泥选用P.I 42.5（R）珠江水泥厂旋窖生产的粤秀牌高强度硅酸盐水泥。细骨料采用级配良好的西江砂，细度模数为2.9，含泥量为1.0%；粗骨料为质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量为0.5%。拌制混凝土用自来水，外加剂采用型号为FDN一5R的高效减水剂和901阻锈剂。

采用插入式振捣器振捣混凝土。使用时，振捣器移动间距不应超过振动器半径的1.5倍，与侧模应保持50～100mm的距离，每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒。施工时注意振捣时间，保证混凝土振捣密实。振捣时以拌和物停止下沉.不再冒气泡，表面呈现平坦泛浆为准，但不宜过振：振捣时再辅以人工找平。

3.5混凝土的养护

混凝土桥面施工完毕，应在收浆后尽快覆盖和洒水养护。混凝土的养护采用麻袋或用塑料薄膜覆盖洒水的方法养生，经常保持潮湿状态。混凝土板在养护期间禁止一切车辆通行。混凝土养护由专人全天24h进行，混凝土养护时间暂定为5d。养护5d后，对混凝土试块进行试压以决定开放交通时间。

4.结论及建议

对于沥青混凝土铺装，防水层至关重要。桥面防水涂料的关键是与水泥混凝土及沥青混合料都有很好的亲和性，能牢固地粘结在一起，并且能够在沥青混合料的高温下，只软化，不流淌。目前高性能的聚合物改性沥青防水涂料可以满足这一要求，可以广泛采用。

水泥混凝土桥面铺装的平均厚度不能小于8cm，为了减少混凝土的开裂，在其中加钢纤维或聚丙烯纤维，而且对混凝土的配合比设计和浇筑质量严加控制。钢筋网钢筋直径不宜小于10mm，间距不能大于15cm。

对于连续箱梁来说，铺装层防水能力不足是一个致命的缺陷，直接威胁到负弯矩区的预应力筋。应该在设计、施工、养护的各个环节都加以重视。如果能彻底解决这一潜在病害，不仅能延长桥梁的使用寿命，而且还能带来经济效益。 [科]

【参考文献】

[1]郎喜梅.预应力混凝土箱梁桥桥面铺装维修与防水[J].河南科技，2010（16）.

沥青混凝土桥面铺装早期病害 篇7

桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击, 较易达到运营中平稳舒适的要求, 随着沥青材料性能改进, 应用将更加广泛。但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面做了指导性说明, 关于具体的设计理论与方法至今还是空白, 铺装层的设计无章可循。这就造成了在实际设计中, 桥面铺装层只作为桥梁工程附属结构, 设计者对其甚少花费精力, 从而为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。因此, 应尽快对桥面铺装, 特别是结构破坏机理和设计理论方面的研究。

1 破坏形式

沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比, 损坏形式有所不同, 主要有: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、拥包等病害;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, 在车辆荷载及渗入的水作用下产生面层松散和坑槽破坏。设防水层的水泥混凝土桥, 桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏, 常表现为拥包和推移现象, 剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量, 加之沥青混凝土层厚度比较薄, 沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层之间粘结力不足而发生剪切破坏。因此, 剪切破坏是设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的主要原因, 故在实际设计中应基于两种形式的剪切破坏分别加以计算分析。

2 病害分析

2.1 结构理论与设计

(1) 桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零, 现行规范中只给定了厚度的推荐值, 交通工程界一直在各等级的公路中运用了数十年。随着交通量的增大, 现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击, 桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形。因此桥面铺装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;

(2) 如设计的箱形梁骨架钢筋在实际受力状态下难以像T形梁主筋那样发挥应用作用。所以, 设计的假设状态与箱形梁的实际受力状态不一致。现行桥规定:如无精确的计算方法, 箱形梁也可参照T形梁的规定进行处理。从众多箱形梁的设计来看, 大部分设计者对箱形梁构件是按照T形梁进行处理的, 而箱形梁的实际受力虽有近于T形梁的一面, 又有异与T形梁的一面, 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, 箱形梁仍按照T形梁那种细长杆件设计配筋, 就越来越不适应了;

(3) 随着材料工业的发展, 桥梁承重结构的改进, 使桥梁主梁能以较柔的结构在达到受力的要求, 高等级公路大跨径桥梁的横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

(4) 对于连续梁桥、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, 使桥面铺装层在受到拉力作用下而产生负弯矩区裂缝, 从而造成桥面铺装的损坏;

(5) 在对高速公路进行交通组织管理中, 由于车道功能的不同, 人为强制的使桥梁结构运营始终处于偏激状态, 使主车道的铺装层承担了比超车道高得多 (量值可达三至四倍) 的运营应力水平, 因此加快了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业的发展, 货运业主为追求短期经济利益, 通过改变车箱的结构如加长车箱和加高车轴弹簧等使汽车的载重, 轴重及轮载成倍增加, 这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用, 并使桥梁结构局部超载, 加快了主车道铺装层的病害发展。因此, 在设计中应根据车辆荷载的实际分布情况, 在明确了桥梁结构受力的基础上, 对桥面的铺装层进行受力计算。

2.2 施工工艺

铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中结构支架的沉降及预应力反拱无法十分准确的预测, 或是由于施工工艺控制欠佳, 施工中主梁项面标高与设计理论计算值100%相符合是比较困难的, 一般是在测量主梁项面标高后对其进行做相应调整, 保证桥面铺装层的厚度。如果调整不好, 就会造成铺装层厚度不均, 使有的地方偏小;梁顶清理不利, 造成铺装层与主梁结合欠佳。

2.3 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板铺装层强度有差异, 它的存在使上部结构形成刚—柔—刚的板体受力体系, 中间柔性夹层会增大桥面板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂, 在车轮的动力荷载作用下, 彼此间的缝隙越来越大, 直到松散脱落, 另外防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

2.4 桥面铺装的约束条件

桥铺装受桥梁结构的约束, 受荷载后其边界条件与一般路面相差甚大, 加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用, 给铺装层的工作性能造成不利影响。

3 桥面铺装设计方法的讨论

目前关于桥面铺装的研究还不成熟, 并且现有研究主要集中在材料设计和铺装技术等方面, 而关于理论分析和结构计算的研究很少。从现有的结构分析方法看, 主要是用三维等参元模型进行分析, 目前较多采用的是三维八结点和二十结点单元。

合理的有限元模型是计算分析的前提, 从目前的研究状况来看, 主要有如下几个方面急需探讨:

(1) 对于桥面铺装, 如何假设及模拟层间接触状况是有限元建模一个很重要的问题。对于不设防水层的情况, 可以借鉴复合路面的处理方式;

(2) 如何模拟层间接触状况, 特别是如何考虑防水层的影响, 是建立合理有限元模型的一个关键问题, 是研究铺装层结构设计理论的一个重点。要采取理论计算与试验分析相结合的方法, 将计算结果与试验和实测结果相对比, 寻找一种与结构实际受力吻合的模型;

(3) 桥面铺装层是一种特殊的路面结构, 如何合理简化荷载模型, 以及如何进行横向和纵向布载, 也直接关系到计算结果的精确程度。文献中在计算剪应力时是参照路面设计中的荷载模型, 水平荷载与垂直荷载同时考虑, 对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载, 找出最不利的荷位, 只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来, 才能较好的解决这一问题;

(4) 另外还需要研究的一个重要问题是, 桥梁在荷载作用下产生挠度及其他形变, 这些因素对铺装层的力学特性有何影响。如何考虑这些影响, 这也许是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。

总之, 合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手。正确的理论基础是根本, 合理的力学模型是关键。通过计算分析与试验及实测对比, 较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题, 搞清楚其他因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下, 加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上, 确定关键因素, 提出控制指标并建立相应破坏准则, 为设计提供依据, 要达到这一目标还需要做大量的基础性研究工作。

沥青混凝土桥面铺装剪切试验研究 篇8

关键词：沥青混凝土,桥面铺装,剪切试验,粘结层

桥面铺装层是指铺筑在桥面板上的功能层, 是桥梁结构的重要组成部分。桥面铺装质量的好坏将直接影响到桥梁整体的质量和耐久性, 所以要求桥面铺装层具有足够的强度和良好的整体性, 并具有良好的高温稳定性及足够的抗裂、抗疲劳、耐磨等性能。造成桥面铺装结构破坏的原因主要是水损害:在行车荷载和温度荷载作用下, 桥面铺装层产生裂缝, 雨水通过桥面铺装层下渗, 致使层间粘结力下降, 抗剪强度降低, 剪切变形加速了裂缝的形成和发展, 随着水分的不断入侵, 形成恶性循环, 最终导致桥面龟裂、破坏。目前国内对混凝土桥梁的沥青混凝土桥面铺装的研究尚处于起步阶段, 尤其是对沥青混凝土铺装粘结层的研究很少。因此对桥面铺装粘结层作剪切试验进行分析是十分必要的。

1 剪切破坏浅析

剪切破坏是沥青混凝土桥面铺装层在行车荷载作用下的典型破坏形式, 常表现为拥包和推移。由于沥青混凝土铺装层与水泥混凝土桥梁结构在材料性质上的悬殊差异性, 以及防水粘结层的存在, 沥青混凝土铺装层与水泥混凝土桥面板层间成为整个桥面铺装体系中最薄弱的部位, 剪切破坏往往发生在该处。外荷载在此部位产生的剪应力与该层间抗剪强度的相对大小, 很大程度上决定了桥面铺装剪切破坏的发生与否。

2 试件及试验条件

本试验采用两种结构类型, 其中结构I为“细粒式沥青混合料铺装上面层 (AC-13I) +中粒式沥青混合料铺装中面层 (AC-16I) +粗粒式沥青混合料铺装层下面层 (AC-20I) ”的三层粘结结构 (记为AC结构) ;结构II为“细粒式沥青混合料铺装上面层 (AC-13I) +中粒式沥青混合料铺装中面层 (AC-16I) +水泥混凝土下面层”的三层粘结结构 (记为CON结构) 。各层之间采用SBS改性沥青粘结层, 厚度大概为1.1～1.5mm。首先制成两个300mm×300mm×150mm (各层厚度均为50mm) 的铺装层试板, 然后将其切割成150mm×150mm×150mm的八个小试块进行试验。

试验中主要采用三种加载工况, 其中第一种工况 (up) 是对顶层和中间层之间的粘结层进行剪压, 第二种工况 (down) 是对中间层和底层之间的粘结层作剪切分析, 第三种工况 (mid) 是分析中间层层内及层间的剪切情况 (参见图1) 。

本试验采用重复荷载的加载方式, 考虑到设计车速和设计车头间距, 采用1HZ为加载频率, 加载时间0.1s, 间歇时间0.9s。路面结构设计中, 轮胎接地压强为0.7MPa, 因此采用0.7MPa作为试件的正面压应力值。试件切割后的实际尺寸为145mm×150mm×150mm, 垂直试件表面的力N=0.145×0.15×0.7×1000=15.255kN, 夹具倾角为40°, 应对试件施加的竖向荷载F=N/cos40°=19.875kN。长时间反复加载可能出现试件脱空现象, 会对试件产生冲击作用, 为避免此现象的发生, 本试验中半正矢波荷载的最小值不为零, 而是保留了最大荷载的10%。加载控制模式采用应力控制模式, 以试件的完全断裂为疲劳破坏准则。

粘结层上下位置 (剪应变变化较大处) , 层内横竖两个方向均布置有应变片, 采集数据。

3 试验结果分析

3.1 试件破坏情况分析

观察整个试验情况发现, 试件的受力部分主要集中在层与层之间的粘结层位置, 裂缝也最先在此处开始出现, 粘结层为桥面铺装结构最薄弱的位置。down AC工况中试件的强度主要是由粘结材料的粘结力, 上下层骨料的嵌挤力、摩擦力, 以及沥青与骨料之间的粘结力提供的。在荷载作用下, 裂缝产生并连通以后, 试件发生微小的滑移或变形, 致使应力重分布, 上下层骨料间的嵌挤力和摩擦力增大, 试件仍然可以承受一定的荷载作用。而对于down CON工况, 剪切的是沥青混凝土和水泥混凝土之间的粘结层, 裂缝连通后, 它的强度只由层与层之间的摩阻力提供, 上层沥青混凝土骨料和下层水泥混凝土之间没能形成良好的嵌挤作用, 很容易滑移至破坏, 层间的错动明显比沥青混凝土间的大。

对于mid AC这种对中间层及粘结层进行剪切的情况来说, 先在上面层和中面层之间的粘结层右侧及中面层和底面层之间的粘结层左侧出现两条裂缝, 随着荷载继续施加, 裂缝又沿着中间层大约45°方向开始同时出现, 上下层出现层间滑移, 中间层逐渐被拉裂, 直至最后达到完全破坏。对于mid CON工况, 则是从最薄弱的水泥混凝土与沥青混凝土层间开始破坏。

3.2 试件应变变化情况分析

分析时只考虑沥青混凝土的应变变化情况, 主要是因为水泥混凝土刚度比较大, 荷载作用下, 处于完全弹性范围内, 所受的应变为弹性应变。

(1) 同一粘结层上下不同位置的应变比较

在剪切试验中粘结层是最薄弱的地方, 因为当其上下两层变形不协调时, 粘结层很容易产生裂缝。如图2, 取mid工况为例, 比较同一粘结层上下不同位置处的两个应变片的变化情况。mid CON-1和mid CON-10分别位于AC-13和AC-16的粘结层上下, 图2中右图为两应变片应变量的差值。由图可知, 应变差值在50s左右达到一个高峰, 此时裂缝开始产生, 应力应变重分布, 试件尚可继续承载。当应变差值再达到峰值时, 裂缝加速产生, 应变差越来越大, 试件最终完全破坏。

(2) 同一层上的应变比较

图3是up AC工况位于同一层的同一水平位置的两个应变片量测的沥青混凝土应变变化情况, 由图3可以发现, 两个应变片的变化趋势相同, 但数值不同, 说明夹具自重对试验结果有一定的影响。

3.3 试件应力变化情况分析

(1) 粘结层处应力变化情况

图4为位于粘结层处的down AC-6和down AC-7两应变片的应力变化曲线。从图可以看出, 600s时开始对试件施加动载, 6号片在600～1700s阶段受到压应力, 而从1700s开始受到拉应力, 并且应力值不断增大, 直至破坏。同样的, 位于6号片右边的down AC-7, 在600～2200s阶段也处于受压状态, 从2200s开始受到拉应力, 并且不断增大, 直到试件破坏。这个趋势表明, down AC试件剪切面处刚开始受到压应力, 随着荷载作用次数的增加, 开始由压应力转化为拉应力, 随着拉应力的增大裂缝开始产生, 直至破坏, 层与层之间的剪切破坏是受拉破坏而不是受压破坏。

(2) 同种工况不同结构相同位置处的应力变化情况

图5所示的mid AC-8和mid CON-8是分别位于mid工况下两种不同结构的粘结层处水平方向的应变计。从图中可以看出, 两个应变计都始终处于受拉状态, 而且应力曲线变化趋势也基本相同。由于沥青混合料所能承受的压应力远远大于拉应力, 因此层与层之间的剪切破坏都是由于试件所受到的拉应力超过了它的抗拉强度所造成的, 路面疲劳设计大多是以拉应力或拉应变为控制指标。

(3) 竖向应变计的应力变化情况

根据试验数据分析可知, 粘结层结构竖向都处于受压状态, 而且压应力随着动载加载次数的不断增加而逐渐减小, 直至试件破坏。

4 试验误差分析

受试验方法和条件所限, 试验结果存在一定误差。首先是施加应力波谱形式带来的误差, 汽车正常行驶时, 层底会出现剪应力正负交替的变化, 刹车时铺装层较深位置同样会出现应力正负交替变化, 而试验中施加的是单一方向的荷载, 只能模拟单一方向的应力应变反应。其次是荷载的误差, 重复荷载加载方式中为保证试件在加载过程中不出现脱空, 在各次脉冲的间歇时间里保留了10%峰值大小的荷载, 增大了试件的蠕变变形, 加速了试件的破坏。再次是试验设备如夹具自重等带来的误差。

5 结论

本文对水泥混凝土桥面的沥青铺装层作了剪切试验研究, 对各种工况下粘结层处进行了应力应变分析, 主要得到以下结论:

(1) 粘结层是桥面铺装的最薄弱位置, 因为粘结层处上下层之间最大剪应力差值比较大, 层间变形不协调, 容易首先出现裂缝。因此, 桥面铺装层与桥面板之间粘结层强度不足, 是桥面铺装破坏的主要原因。

(2) 沥青混凝土与沥青混凝土之间的粘结层在疲劳荷载作用下, 裂缝出现后, 由于应力应变的重分布使得上下层的嵌挤与摩擦作用更好地发挥, 试件仍能承受一定荷载, 但变形在不断增大, 因此宜采用变形量作为疲劳破坏的控制条件。

(3) 沥青混凝土与水泥混凝土之间的粘结层在疲劳荷载作用下, 层间累计应变之差达到峰值后, 层间出现较大滑移, 试件随即破坏, 因此可采用最终破坏作为控制条件。

参考文献

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[2]舒国明, 马敬坤, 林桂奎.桥面铺装破坏综合分析[J].中外公路.2006, (2) :159-161.

[3]赵锋军, 易伟建, 李宇峙.桥面沥青铺装设计新方法[J].土木工程学报, 2006, (10) :74-78.

[4]高雪池.滨州黄河公路大桥桥面铺装研究[D].南京:东南大学, 2006.

水泥混凝土桥面铺装关键技术研究 篇9

由于我国桥面铺装的建设时间较其他发达国家短, 缺乏大量可靠的工程经验数据, 并且新问题层出不穷, 由此, 本人结合实际的施工经验和施工方法, 从桥面清理一直到养护整个施工周期的施工工序和方法进行详尽的讲述, 希望有效解决大家实际遇到的问题。

1 水泥混凝土桥面铺装施工准备[1]

1) 把好支座垫石和梁体关, 严格控制各标高。特别是支座垫石标高的控制, 同时控制预制梁施工后梁面标高、平整度及各预埋件, 为桥面铺装施工奠定基础。

2) 明确思路, 确定方法。施工作业前将编制的施工方案上报监理工程师审批, 审批通过后层层技术交底, 按施工方案组织设备及物资。

3) 钢筋、钢筋网、水泥、石子、砂、外加剂等原材料需自检合格, 并上报监理试验室复检合格后方可用于本工程。

4) 机具准备:1) 混凝土搅拌站1套, 混凝土运输罐车2辆, 吊车1辆, 三滚轴1套, 3 m铝合金直尺1根。2) 加工机具:钢筋切断机1台, 电焊机2台等。3) 清理工具:空压机、高压水枪各1套, 铁锹、扫帚等。4) 土工布、木抹子等。5) 计量检测用具:水准仪2台、全站仪1台、钢卷尺、3 m靠尺、塞尺、塌落度桶等。

5) 作业条件:桥面铺装前, 梁板湿接缝及横隔板施工完毕, 桥面系预埋件及预留孔洞的施工, 如泄水孔、伸缩缝预埋件、防撞护栏预埋件等均设置完毕并验收合格。

2 水泥混凝土桥面铺装施工流程[2]

桥面清理→施工放样→标准带施工→钢筋网安装→砼浇筑→养护。

3 水泥混凝土桥面铺装关键技术[3]

3.1 桥面清理

桥面清理遵照:“一凿二扫三吹四冲洗”原则。对桥面的浮浆、浮碴、杂物进行全面凿除、清理, 采用凿毛机进行, 整体拉网式向前推进, 彻底将桥面上的浮浆、浮碴、杂物全部清理干净。凿毛机无法清理处采用电镐清理, 清理完成后, 人工用扫把清扫, 再用高压风吹桥面残留灰尘, 接着用高压水枪进行冲洗并配以竹扫清扫, 冲洗沿着桥梁横坡, 将水及杂物从泄水孔排出, 冲洗后的桥面应达到干净、无积水现象。凿除是否彻底直接影响桥面铺装与梁顶面的连接密实程度。

3.2 施工放样

在桥面铺装开始施工前, 先按照不低于一级导线和四等水准的精度要求, 将平面控制点和高程控制点引测到桥面的稳固点上, 平面控制点的间距不大于200 m, 高程控制点的间距不大于100 m。放工前由测量人员根据设计图纸里程桩号放出混凝土铺装范围, 对梁顶面标高进行网格挂线检查。直线段5 m一点, 圆曲线及缓和曲线段2 m一点。首先在防撞护栏内侧每5 m (直线段) 将桥梁的桩号用红油漆标注在防撞护栏底部, 同时用碳素笔将此桩号对应的桥面铺装设计标高水平线对称标记在防撞护栏两侧。其次用墨斗线将已标识好的标高线贯通连成一条直线, 这条线就形成了贯穿整个桥梁的铺装纵向标高线。再用较细的红塑料绳对桥面进行网格化布控, 网格覆盖整个一联, 这样就形成了覆盖整联的网格。根据所形成的网格对桥面进行仔细检查, 对超过误差范围的点位进行标记, 为下一步的桥面处理做准备。如局部超高在2 cm内, 对超高部位用蓝漆标记, 再用高压风钻、风镐凿除, 直至满足设计铺装厚度要求。如超高大于2 cm, 且面积较大, 则上报设计、监理单位研究处理方案, 经批准后方可施工。

3.3 标准带施工

标准带施工前应将桥梁两端封闭, 禁止非施工人员及无关机械设备通过, 以免污染桥面。标准带是摊铺机的运行轨道, 其平整度、纵坡、钢筋保护层厚度直接影响整个桥面铺装的质量, 施工时要格外认真。标准带混凝土施工前先将桥面泄水孔安装到位, 再进行标准带钢筋网片的固定和安装。标准带钢筋网片绑扎时须先在梁顶面进行划线, 然后铺设绑扎钢筋网, 钢筋网片绑扎做到横平竖直, 钢筋网片交叉点采用扎丝绑扎结实, 呈梅花型布置, 钢筋网片接头搭接不小于32 cm。然后将钢筋网片铺上, 与架立钢筋之间点焊;靠近护栏一侧设置砼垫块, 梅花形布置, 确保钢筋保护层厚度和钢筋网片的整体性。一联的两侧及中间标准带可同时铺设, 同时施工。钢筋网片铺设牢固后, 在靠近桥面内侧采用方钢压顶, 方钢需与架立钢筋绑扎牢固;底部用厚4 cm左右的方木垫底, 接缝缝隙处用泡沫止浆剂进行喷塞, 防止漏浆。

混凝土浇筑前, 用高压风枪将桥面杂物清理干净, 再对梁表面进行充分湿润, 但不得有积水。混凝土采用砼罐车直接运送至现场, 直接卸料至标准带内, 人工将砼均匀摊平, 采用平板式振捣器均匀振捣密实后, 再用铝合金直尺刮平, 待其表面泌水完毕后及时用木抹子进行第二次抹平和收浆。待混凝土初凝后, 立即采用土工布覆盖养生, 养生时间不得少于7天, 并随时浇水保证土工布的湿润。夏季铺装混凝土施工时间最好是傍晚或晚上, 防止温度过高引起的坍落度损失或者表面浆液蒸发过快, 造成砼表面裂纹等缺陷。

3.4 钢筋网片安装

钢筋网片安装前应再次对桥面进行清理, 再对预埋钢筋进行就位, 全部就位后进行钢筋网片安装。在铺设桥面铺装钢筋网之前, 首先应按照设计图纸将墩顶处加强钢筋铺设就位。然后将桥面红油漆点位用12 mm的冲击钻钻孔, 梅花形布置加密钻孔, 孔深10~20 mm;将12 mm的钢筋头楔入其中, 并焊接12 mm长约5 cm的水平短钢筋形成架立钢筋, 成梅花形架立钢筋群, 钢筋群纵向间距2.5 m, 横向间距2.5 m, 与桥面预埋“U”钢筋一起把钢筋网片与梁体构成一个整体, 局部采用砼垫块支垫。钢筋网片与架立钢筋及预埋“U”钢筋相接的部位进行点焊;网片间搭接长度不小于32 cm, 搭接处用扎丝绑扎牢固, 并将所有露出钢筋网片的架立钢筋头切除掉, 使之与架立钢筋群基本形成一个保护层垫区, 这样钢筋网片就形成整体, 既保证了保护层厚度, 也保证混凝土施工时不会出现上浮。钢筋网片采用人工顺序铺设, 与钢筋垫块相接的所有部位均要进行焊接, 与砼垫块交接的部位进行绑扎, 保证钢筋网片距梁片顶面净距为4 cm。伸缩缝处钢筋网据其宽度剪除, 确保钢筋网片在施工过程中不出现下沉和上浮。

3.5 混凝土施工

混凝土浇筑前, 应对钢筋网片和预埋件进行查核, 再次清理作业面杂物后, 将梁体表面用水湿润, 但不得有积水。混凝土浇筑采用三辊轴摊铺整平机施工, 混凝土浇筑要连续, 宜从下坡往上坡方向进行, 采用吊车吊斗入仓, 避免污染桥面;混凝土布料应均匀, 人工先扒平, 再用平板振动器拖1~2遍, 使混凝土表面泛浆, 然后摊铺整平机开始工作, 在摊铺机施工过程中, 人工要及时清除多余的混凝土, 同时补充欠料部位。另外, 混凝土自由下落高度不大于2 m。进行人工局部布料摊铺时, 应用铁锹反扣, 严禁抛掷而后搂耙。混凝土振捣先采用插入式振捣器振捣, 再采用三滚轴刮平并振实, 一次振捣时间不宜超过30 s。完成提浆和整平后, 人工站在已加工好的操作桥上立即用铝合金直尺进行精确刮平, 在具体施工时, 尺子两侧的操作人员把直尺紧贴模板横向反复撮动, 纵向平稳前移。混凝土用直尺刮平后, 用木抹子进行二次抹平和收浆, 二次抹平后, 应选用排笔等专用工具沿横坡方向轻轻拉毛, 拉毛应一次完成, 拉毛深度为1~2 mm, 线条应均匀、直顺, 面板平整、粗糙。桥面混凝土应连续浇筑不留施工缝, 若确需留施工缝时, 横缝设置在伸缩缝处。施工缝处理, 应去掉松散石子, 并清理干净, 润湿, 涂刷界面剂。混凝土拉毛成型后, 采用塑料布覆盖, 开始养生时不宜洒水过多, 宜采用喷雾器洒水, 防止混凝土表面因收缩产生裂纹, 待混凝土终凝后, 再采用土工布覆盖养生, 养生期在7 d以上。

4 结语

高速公路施工中, 水泥混凝土桥面铺装层质量控制是非常关键的内容, 对车辆通行和高速公路运营具有积极作用。作为施工单位, 应该把握每个技术要点, 确保摊铺层的均质性和密实度, 提高混凝土刚度、强度和耐久性, 促进水泥混凝土桥面铺装层施工综合效益提高。

参考文献

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[2]张平.浅谈桥面铺装裂缝的防治[J].科技创新与应用, 2013 (28) :191.

混凝土桥面 篇10

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, 即可分散荷载参与桥面受力, 又起到联结各主梁共同受力的作用, 即是桥面的保护层又是桥面结构的共同受力层, 应具有足够的强度和良好的整体性, 以及抗裂、抗冲击、耐磨性。随着交通量的不断增加, 尤其是超载车辆的迅猛增加, 使桥面铺装病害较多且发展较快。即妨碍了车辆正常通行, 又影响了桥面的美观, 更易造成交通事故, 也给维修工作带来很大困难, 应该引起业内人士的足够重视。

2、破坏形式:

沥青混凝土桥面铺装与正常的路面和水泥混凝土桥面铺装相比, 损害形式有所不同。主要有以下两种形式:

2.1 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、拥抱等病害。

2.2 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。

3、病害分析:

3.1 结构理论与设计

3.1.1 桥梁的结构理论中对桥面铺

装的计算分析论述几近于零, 现行规范中只给定了厚度的推荐值, 工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的不断增加, 现行铺装与重型、超重型车辆的增多和车速的增快已不相适应。

3.1.2 随着材料工业的发展, 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。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析, 对桥梁横向刚度重视不足, 横向构造措施不利, 使桥面铺装分担了过多的次内力。

3.1.3 对于连续梁桥、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裂缝, 从而造成桥面铺装的损害。

3.1.4 在对于高速公路进行交通组

织管理中, 由于车道功能的不同, 人为强制地使桥梁运营始终处于偏载状态, 使主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平, 因此, 加快了主车道铺装的疲劳。在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况, 在明确了桥梁结构受力的基础上, 对桥面铺装层进行受力计算。

3.2 施工工艺

3.2.1 铺装层厚度偏小。

由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及顶应力反拱无法十分准确的预测, 或由于施工工艺控制欠佳, 施工中主梁顶面标高与设计植不相符, 一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度, 如果调整不好, 就会造成铺装层的厚度不均, 局部厚度偏小。

3.2.2 梁顶清理不利, 造成铺装层与主梁结合欠佳。

3.3 桥面防水层的影响:

由于柔性防水层的强度与主梁和铺装层的强度有差异, 它的存在使上部结构按模量形成刚———柔———刚的板体受力体系, 中间柔性夹层会增大桥面板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂, 在车轮的动力荷载作用下, 彼此间的间隙越来越大, 直到松散脱落。另外, 防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

3.4 桥面铺装的约束条件:

桥面铺装受桥梁结构的约束, 受荷后其边界条件与一般路面相差甚大, 加之梁体的挠度、弯曲等形变的耦合作用, 给铺装层的工作性能造成不利影响。

4、病害防治措施:

由于现行桥面铺装设计及施工工艺等方面的不足, 常引发一些桥面铺装病害, 针对经常发生的病害, 结合多年的施工经验, 总结了以下几点防治措施:

4.1 桥面铺装防水混凝土标号提高

到40号, 厚度增大到10-12厘米, 钢筋直径加大至12毫米, 提高铺装层的整体强度, 以适应交通量及车辆荷载的增长。

4.2 严格控制施工质量, 梁板顶面拉毛处理, 并用高压水枪清洗干净。

严格控制混凝土配合比及塌落度, 使混合料具有良好的和易性。混凝土采用低收缩配方以减少收缩裂缝。

4.3 为使桥面铺装与梁板结合紧密,

使桥面铺装共同参与受力, 同时采用植筋技术, 以固定桥面铺装钢筋的位置。即在梁顶板按一定间距钻孔, 孔深要大于锚固长度, 孔径略大于钢筋直径, 用高压气泵将孔清理干净后, 灌入调配好的环氧树脂液并植入钢筋, 待胶液固化并达到强度后, 将植入的钢筋与桥面铺装钢筋牢固焊接后, 再浇注防水混凝土。

4.4 在混凝土中掺加钢纤维或聚丙烯纤维, 以提高混凝土的整体性, 防止开裂。

4.5 在墩顶负弯矩区, 设置加强钢筋, 减少铺装层顶开裂。

4.6 可取消铺装层上的沥青路面, 将铺装层加厚, 并设置双层钢筋网;

或在铺装层与沥青路面之间铺设防水卷材, 以改善桥面层的破坏。

4.7 冬季采用专用除雪剂或用机械进行除雪, 减少盐水对混凝土的腐蚀。

摘要：当前沥青混凝土桥面铺装病害经常发生, 本文对沥青混凝土桥面铺装病害原因进行了分析, 结合多年的施工经验, 提出了病害的防治措施。

参考文献

混凝土桥面 篇11

关键词：桥面 沥青混凝土 桥面铺装 早期病害 原因分析

1 概述

随着交通量和重型车辆的增加， 桥面铺装存在的问题不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故。桥面铺装的早期损坏已成为影响公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击，较易达到运营中平稳舒适的要求，随着沥青材料性能的改进，应用将更加广泛。但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明，关于具体的设计理论与方法还是空白，铺装层的设计无章可循。这就造成了在实际设计中， 桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构，设计者对其甚少花费精力，从而为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。

2 破坏形式

沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比，损坏形式有所不同主要有：（1）铺裝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、拥包等病害。

（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， 在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏，常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况: 一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量，加之沥青混凝土层厚度较薄，沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形； 二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。因此，剪切破坏是设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的主要原因， 故在实际设计中应基于两种形式的剪切破坏分别加以计算分析。

3 病害分析

3.1 结构理论与设计

（1） 桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零，现行规范中只给定了厚度的推荐值， 工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的增大，现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形，因此桥面铺装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。

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。沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析，现行桥规规定:……如无精确的计算方法，箱形梁也可参照T 形梁的规定处理。从众多箱梁的设计来看，大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T 梁的一面，又有异于T 梁的一面，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，就越来越不适宜了。

（2）随着材料工业的发展，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。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析， 对桥梁横向刚度重视不足，横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

（3）对于连续梁桥、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。

（4）在对公路进行交通组织管理中，由于车道功能的不同，人为强制地使桥梁结构运营始终处于偏载状态， 使主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平， 因此加快了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业的发展，货运业主为追求短期经济利益，通过改变车厢结构如加长车厢和加高车轴弹簧等使汽车的载重、轴重及轮载成倍增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用，并使桥梁结构局部超载，加快了主车道铺装层的病害发展。因此，在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况， 在明确了桥梁结构受力的基础上，对桥面铺装层进行受力计算。

3.2 施工工艺

（1）铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测，或由于施工工艺控制欠佳，施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的， 一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好，就会造成铺装层厚度不均，使有的地方厚度偏小。

（2）梁顶清理不利，造成铺装层与主梁结合欠佳。

3.3 桥面防水层的影响

由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异， 它的存在使上部结构按模量形成刚—柔—刚的板体受力体系， 中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂，在车轮的动力荷载作用下，彼此间的缝隙越来越大，直到松散脱落。另外，防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

3.4 桥面铺装的约束条件

桥面铺装受桥梁结构的约束， 受荷后其边界条件与一般路面相差甚大，加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用，给铺装层的工作性能造成不利影响。目前关于桥面铺装的研究还很不成熟，并且现有研究主要集中在材料设计和铺装技术等方面，而关于理论分析和结构计算的研究很少。模拟层间接触状况，特别是如何考虑防水层的影响，是建立合理有限元模型的一个关键问题， 是研究铺装层结构设计理论的一个重点。要采取理论计算与试验分析相结合的方法，将计算结果与试验和实测结果相对比，寻找一种与结构实际受力吻合的模型。桥面铺装层是一种特殊的路面结构， 如何合理简化荷载模型，以及如何进行横向和纵向布载，也直接关系到计算结果的精确程度。在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型， 荷载参数为BZZ-100，p=0.7MP，δ=10.65cm，水平荷载与垂直荷载同时考虑。则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载，找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来，才能较好的解决这一问题。合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手，正确的理论基础是根本，合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比，较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题，搞清其它因素的影响;还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究;在条件允许的情况下，加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上，确定关键因素，提出控制指标并建立相应的破坏准则，为设计提供依据，要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。

4 病害防治措施

由于现行桥面铺装设计及施工工艺等方面的不足，常引发一些桥面铺装病害，针对经常发生的病害，结合多年的施工经验，总结了以下几点防治措施：

（1）桥面铺装防水混凝土标号加大和提高到40 号，厚度增大到10～12cm，钢筋直径加大至12mm，提高铺装层的整体强度，以适应交通量及车辆荷载的增长。

（2）严格控制施工质量，梁板顶面拉毛处理，并用高压水枪清洗干净。严格控制混凝土配合比及塌落度，使混合料具有良好的和易性。混凝土采用低收缩配方以减少收缩裂缝。

（3）为使桥面铺装与梁板结合紧密，使桥面铺装共同参与受力。同时采用植筋技术，以固定桥面铺装钢筋的位置。即在梁顶板按一定间距钻孔，孔深要大于锚固长度，孔径略大于钢筋直径，用高压气泵将孔清理干净后，灌入调配好的环氧树脂液并植入钢筋，待胶液固化并达到强度后，将植入的钢筋与桥面铺装钢筋牢固焊接后，再浇注防水混凝土。

（4）在混凝土中掺加钢纤维或聚丙烯纤维，以提高混凝土的整体性，防止开裂。

（5）在墩顶负弯矩区，设置加强钢筋，减少铺装层顶开裂。

（6）可取消铺装层上的沥青路面，将铺装层加厚，并设置双层钢筋网；或在铺装层与沥青路面之间铺设防水卷材，以改善桥面层的破坏。

5 小结

本文对沥青混凝土桥桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析与研究，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】季节，徐世法，罗晓辉.桥面铺装病害调查及成因分析[J].北京建筑工程学院学报，2000，16(3):33-39

混凝土桥面 篇12

施工质量的问题产生的裂缝。混凝土桥面结构在进行浇筑、拆模、吊装及运输的过程中, 若进行施工时不合理的工艺、施工队伍的施工技术水平较低, 可能会导致各种形式的裂缝出现, 尤其容易出现裂缝的是细长薄壁结构。裂缝出现的走向和部位、裂缝的宽度由于产生的原因而有所不同。

由于原材料的质量问题而导致裂缝的出现, 混凝土桥面采用了质量不符合规格的材料, 可能会导致结构裂缝的出现, 砂石的含泥量超过了规定, 不仅使得混凝土的抗渗性和强度会得到降低, 同时还会由于混凝土较为干燥而产生网状裂缝。

由于混凝土塑性沉降而出现的裂缝, 产生此种裂缝的原因主要是由于混凝土骨料在进行沉降时受到了模板或钢筋的阻碍而产生的。这种裂缝多在混凝土刚浇筑完时出现, 状态尚且处在塑性时期, 由于混凝土塌落、沉陷或者表面水分散失而产生, 裂缝多为沿着钢筋的走向出现, 除此以外, 如果在施工的过程中模板有松动的现象, 也会有此类裂缝出现。

由于表面过快的水分蒸发, 在表面容易出现, 长短宽窄不一、形状又不规则的裂缝。主要是由于在早期没有很好地对其进行养护, 使混凝土内的水分被急剧蒸发而引起了剧烈的收缩, 此时的混凝土强度较低, 不能对变形应力进行抵抗而导致裂缝的出现。混凝土中的水分蒸发越快, 就越容易产生塑性收缩裂缝, 而为了使其流动性得到满足, 出机混凝土与普通混凝土相比较而言, 塌落度要大很多, 在早期由于较低的强度, 水分极易散失, 因此而形成裂缝。

结构负载导致裂缝的出现, 由于结构承受的荷载而导致裂缝的产生, 在施工的过程中以及使用中这种现象都和容易出现。其中钢筋混凝土板、梁等受弯构件, 在荷载的作用下出现程度不同的裂缝是较为常见的。

温度变形产生的裂缝情况, 在空气中的普通混凝土在硬结时, 体积会有收缩的现象发生, 由此而导致构建内拉应力的产生, 在混凝土早期强度较低时, 其收缩值为最大, 这种裂缝最容易出现在在现浇水池底、壁、剪力墙、等工程结构中。

2引起的混凝土桥面裂缝的主要特征

从微观的角度上来看, 混凝土桥梁是由砂、水泥、石、水、空气的多项结合体, 由于混凝土的微观结构、组成材料及不同的外界影响, 产生混凝土裂缝有着很多种原因。

其中桥面在工程施工过程中由于太阳暴晒产生裂缝的是最为常见的现象, 当混凝土受到约束时, 混凝土由于热胀冷缩的原理体积产生胀缩现象, 由于受到来自约束力的限制, 在内部有温度应力产生, 由于混凝土较低的抗拉强度, 很容易由于温度的原因产生拉应力拉裂从而造成温度拉裂的现象。在大风或者炎热的天气中, 混凝土的表面由于天气的原因导致混凝土水化热高以及水分蒸发过快, 在浇筑混凝土数小时之后仍然处在塑性状态, 塑性收缩裂缝就很容易因此产生。

3修补混凝土裂缝的常用方法和注浆法修补工艺

通过国内外专家对于混凝土桥面裂缝修补的方法的不断进行研究与探讨, 修补混凝土桥面主要方法有表面封闭法、树脂灌注法、钻孔嵌塞法、表面附加钢筋法、灌浆发、钉合法、干嵌填法、表面和迭合面层处理法、聚合物侵入法等。

3.1表面封闭法

这种裂缝的修补方法是最为普通简单的, 静止裂缝对整体结构不会产生非常大的影响, 对于此种裂缝可运用表面封闭法, 它的修补原理是通过对裂缝进行密封, 以此来防止化学物质、水汽和二氧化碳的侵入。

3.2树脂灌浆法

在灌注裂缝的材料中最为常见的就是环氧树脂, 它的机械强度较高, 能够与混凝土中的多数化学侵蚀进行对抗, 在0.05 mm的裂缝中可以灌入树脂。

3.3钻孔嵌塞法

墙体中的裂缝通常使用这种方法来修补, 如果有密封防水的要求, 应该在将柔性沥青填入孔中来代替砂浆;如果灌注栓塞起到比较重要的作用, 就要将环氧树脂灌注在孔中。

3.4表面附加钢筋法

普通钢筋:首先将裂缝进行密闭, 然后进行钻孔对裂缝进行贯穿, 位置约在裂缝平面的90°的方向, 在孔内注入环氧树脂, 再在孔中插入钢筋使之粘合在一起形成整体。在外部施加预应力:施加应力时使用后张法, 使裂缝的封闭情况或者结构件的主要部分得到进一步的加强。

3.5灌浆法

(1) 普通水泥灌浆

后混凝土墙、大体积水坝或水工结构的岩石上的裂缝, 将硅酸盐水泥砂浆注入其中来达到裂缝密闭的目的。

(2) 聚合物灌注

基于丙烯酰胺聚合物或氨基甲酸乙酯的灌浆料, 与水进行反应之后形成泡沫材料或者固态沉淀物, 能够起到对裂缝进行封闭的作用, 这种方法可以在周围环境较为潮湿的条件下使用。

3.6钉合法

当主裂缝断面的抗拉强度必须要进行恢复时, 比较适合的方法就是钉合法。尤其适合在对周围结构不产生影响的场合下来对活动的裂缝进行锁定。用相对较长较薄的金属跨过裂缝将其嵌入到已经开好的槽沟之中, 用环氧树脂基粘合剂或者无收缩砂浆对其进行固定。

3.7干嵌填法

将水灰比较低的砂浆用手工的方式连续嵌入到裂缝中, 紧密的与原有的混凝土结构进行连接形成密实的砂浆。开一个宽约25mm、深约25mm的槽在裂缝的表面, 对涂刷界面剂进行清理, 将低水灰比的砂浆连续嵌入进去。

3.8表面和迭合面层法

当大量的裂缝出现在结构表面时, 采用其他办法对裂缝进行单独处理时的成本有过于昂贵, 这个方法对裂缝进行密闭、覆盖是非常有效的。对于网状裂缝大面积出现时, 这种方法是非常有效的。

3.9聚合物侵入法

聚合物侵入法主要包括两种, 一种是真空渗入法, 一种是聚合物侵入法。重力侵入法, 桥面、路面的不低于0.1 mm的裂缝可以使用粘度较低的液态树脂来进行密封。在表面上涂刷树脂, 或者临时在水平表面上构筑围堤。

4结语

裂缝能够导致混凝土桥面结构的受力条件发生改变, 很可能使其整体以及局部的结构发生破坏, 使混凝土桥面结构的耐久性降低, 为了预防及应对种种问题的发生, 在进行施工时需要对混凝土桥面裂缝进行仔细地研究、分析, 找出产生裂缝的根本原因, 并使用合理的方法对其进行处理。

参考文献

[1]张立雄.怀柔区公路桥梁混凝土裂缝原因及防治[D].北京工业大学, 2012.

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