时间:2022-02-17 23:04:10
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇铺装施工论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词:公路桥梁,桥面铺装,病害,预防
1、概述
目前,在公路桥梁中,桥面行车道铺装一般采用水泥混凝土和沥青混凝土铺装,由于桥面铺装在我国尚缺乏较成功的经验,再加上施工工艺上的不足,使得桥面铺装在施工过程中常常出现一些病害问题。根据调查资料表明,正在使用的大中桥80%以上桥面不同程度的存在病害,20%以上已严重的影响了使用,本文就其中较普遍的问题进行分析,并借自身的施工养护经验探讨一些行之有效的预防改进措施。
2、水泥混凝土桥面铺装
在水泥混凝土桥面铺装的使用和养护过程中,最常出现的问题是铺装层的龟裂、破碎、露筋和平整度差,主要有以下几个原因:
⑴ 原材料质量不合格。石料压碎值指标不符合要求,细集料中杂质含量过高,粗骨料粒径不合格等均可影响到混凝土的整体强度,使其达不到设计要求,难以满足使用要求,从而发生龟裂破碎现象。
⑵ 水泥混凝土铺装与桥梁行车道未能很好地联结成整体,由“空鼓”现象,另外桥面钢筋网下沉,上保护层过大,钢筋网未能起到防裂作用,这样桥面不能适应反复荷载引起的震动而发生破坏。
⑶ 铺装层厚度不够,由于在桥梁下部结构或预制梁施工时未能控制好标高,安装后致使梁顶标高偏高,为了保证路线总标高不变而减少了桥面铺装厚度,使得钢筋网上下保护层不够,强度严重不足而发生破损,严重时出现漏筋现象。科技论文,桥面铺装。
⑷ 未按规定要求进行养生及交通管制,桥面铺装混凝土铺筑完成后覆盖养生不及时,在混凝土未达到设计强度时即开放交通,允许车辆通行,从而造成了铺装的早期破坏。
通过上面的分析可知,影响桥面混凝土铺装的因素很多,如不注意,就会过早的发生破损,缩短铺装层的使用寿命。因此,要想预防上述的情况发生,必须着重从以下几个方面入手,严格按照规范要求进行施工。
⑴ 严把原材料质量关。各类粗细骨料必须分批检验,各项指标合格后方可使用。混凝土配料时沙子应过筛,各种石料的粒径符合规范要求,拌合前对设备进行标定,以保证混凝土质量。科技论文,桥面铺装。
⑵ 为使桥面铺装混凝土和行车道板紧密结合成整体,在进行梁板预制时其顶面必须拉毛,一般应垂直跨径方向划槽,槽深0.5-1.0cm横贯全宽,每延米10-15道,在绑扎桥面钢筋网之前必须用钢丝刷清除桥板顶面的浮浆,用空压机吹净,浇筑前刷一层水泥浆,以保证梁板与桥面铺装的结合。在浇筑桥面混凝土之前必须严格按设计重新布设钢筋网,设置垫块,,以保证钢筋网上下保护层的厚度,从而减少裂缝。
⑶ 在进行桥梁上、下部施工时标高控制要“宁低勿高”,以保证桥面铺装层的厚度,如果标高有问题,按原设计不能保证铺装层厚度,要通过设计部门适当提高路线标高以确保铺装层厚度。在浇筑桥面混凝土时要严格控制标高,保证平整度,初凝前要按规范拉毛,以保证桥面摩擦系数。
⑷ 水泥混凝土桥面铺装完成后必须及时覆盖和养生,在混凝土达到设计强度后才能开放交通。科技论文,桥面铺装。
3、沥青混凝土桥面铺装
在大中型桥梁中,桥面铺装的沥青混凝土铺装层应满足与混凝土桥面的粘结,防止渗水、抗滑及有较高抗震变性能力等功能性要求。然而在实际使用过程中,桥面混凝土开裂脱落却往往成为桥面铺装的主要病害,主要由于:
⑴ 设计上先天不足。沥青混凝土铺装层厚度宜为4-10cm,同时必须保证不能渗水,高等级公路上的沥青混凝土铺装层应厚一些。科技论文,桥面铺装。但有的沥青混凝土铺装层设计时厚度严重不足,或为保证路面设计标高而擅自降低沥青混凝土铺装层厚度,而沥青混凝土的配比却未作相应的调整,致使铺装层的抗震变形能力减弱,造成了面层开裂脱落。
⑵ 沥青混凝土铺装层漏水或平整度较差造成积水,再加上排水不畅,在车辆荷载的反复作用下,两层分离,产生龟裂脱落。
⑶ 粘层油质量差或未深入到混凝土面层中,未起到粘结作用。
⑷ 压实度不够。施工时未按规范要求进行碾压,造成强度不足,在车辆长期作用下,产生破碎脱落。
⑸ 大中桥中线铰缝处沥青混凝土铺装在车辆荷载作用下,出现断裂脱落。
因此,在进行沥青混凝土桥面铺装施工时,为保证工程质量,预防上述病害的发生,应从以下几个环节入手严格控制:
⑴ 在设计上应保证沥青混凝土铺装层的厚度满足使用要求,对于高速公路桥面,其沥青混凝土铺装层厚度应≥9cm。公路桥面沥青混凝土铺装层厚度应与相接公路面层一致并一起施工。
⑵ 沥青混凝土配比要采用连续密级配,确保沥青混凝土不渗水、不积水,同时在泄水孔的设计、施工时,保证泄水孔的底面标高低于桥面水泥混凝土铺装层标高,养护时要经常清理泄水孔,确保层间水和表层水及时排出,以防止长时间浸泡沥青混凝土造成破坏。科技论文,桥面铺装。
⑶ 施工前应对水泥混凝土桥面进行清扫和冲洗,对尖锐突出物及凹坑应与剔除或修补,以保证桥面平整、粗糙、干燥、清洁。粘层油宜采用乳化沥青或改性沥青,洒布要均匀,确保充分渗入以起到粘结作用。科技论文,桥面铺装。
⑷ 在施工时,沥青混凝土宜采用胶轮压路机复压及轻型钢筒式压路机终压的方式,不得采用可能损坏桥梁的大型压路机和重型钢筒式压路机,沥青混凝土铺装层的施工碾压一定要严格控制压实度,同时要严格控制平整度,防止桥面积水。
⑸ 沥青混凝土铺装施工完后,沿铰缝处切通缝,确保沥青混凝土铺装不受车辆荷载的影响而发生断裂。
4、结束语
桥面铺装的质量将直接影响整条公路的运营管理和行车安全,因此在施工和养护过程中切不可掉以轻心,只有按技术规范施工,不断摸索,总结经验,发现问题及时解决,才能防患于未然,保证公路桥梁的畅通无阻。
1成型时间变化对环氧沥青混凝土性能的影响
环氧沥青混凝土的可成型时间与环氧沥青胶结料的粘度增长规律基本一致,论文测试了环氧沥青在120℃条件下的粘度增长曲线。从试验结果可知环氧沥青胶结料刚混合时粘度较低,约为0.1Pa·s,具有良好的拌合性。在55min时粘度增长出现拐点,粘度增长速率加快,此时对应的布氏粘度约为0.5Pa·s。施工过程中可以参照环氧沥青胶结料的粘度变化确定环氧沥青混凝土的可施工时间。5压实功变化对环氧沥青混凝土性能的影响环氧沥青混凝土多用于跨海或者跨江大桥钢桥面铺装,碾压不及时或者局部漏压可能会影响铺装层的最终性能。为了模拟施工现场局部压实功变化,进行了不同击实次数马歇尔试验,通过空隙率、马歇尔稳定度和流值3个指标评价混合料的性能变化。可以看出压实功变化(即击实次数的变化)对混合料的性能是有影响的。25次击实的试件的空隙率明显大于50次与75次击实的情况,50次与75次击实的试件的空隙率相差不大。因此,环氧沥青混凝土现场施工中应及时碾压,尽量减少漏压,保证碾压的均匀性。室内试验结果也表明,环氧沥青混凝土75次击实的情况下马歇尔试件空隙率较50次击实情况下变化不大,而稳定度和流值稍有增加,说明现场施工过程中增加压实功有利于改善环氧沥青混凝土的性能,现场可结合实际情况适当增加压实功。
2成型温度变化对环氧沥青混凝土性能的影响
由于采用环氧沥青的桥面铺装项目多为跨江跨海大桥,温降速度快,如果不及时碾压可能影响铺装的最终性能。为了模拟施工现场环氧沥青混凝土压实温度变化对铺装性能的影响,论文进行不同温度下马歇尔击实试验,试验结果环氧沥青混凝土击实温度降低20~30℃条件下,试件的空隙率、马歇尔稳定度和流值变化不大。90℃以上温度范围内只要保证有效的初始压实度,就可以保证环氧沥青混凝土的基本性能。当前环氧沥青混凝土施工要求初压终了温度不低于82℃,终压终了温度不低于65℃是合适的。论文通过室内试验模拟了环氧沥青混凝土现场施工过程中沥青用量、关键筛孔通过率、成型时间、压实温度和成型温度变化对混合料最终性能的影响,从试验结果可以看出:马歇尔试件空隙率随着沥青用量的增大而降低,稳定度随着沥青用量的增加有所下降,流值随着沥青用量的增加有所增加。建议环氧沥青混凝土施工过程中沥青用量以上限进行控制;关键筛孔通过率变化对环氧沥青混凝土的马歇尔稳定度、流值影响不大,但对空隙率影响较大,为保证铺装的最终性能建议严格控制;环氧沥青混凝土最终性能受成型时间影响大,现场施工应严格控制施工时间,施工的合理时间可依据环氧沥青胶结料粘度增长规律确定;压实功试验表明环氧沥青混凝土现场施工控制时应及时碾压,尽量减少漏压,保证碾压的均匀性。同时适当增加压实遍数有利于提高混合料的性能;成型温度室内试验结果行地下管线施工。其中,管沟沟槽用砂砾混合料(6∶4)回填夯实。以上冲击压实的回填材料均采用矿渣,其含泥量小于5%。纵向沿道路中心设置1道纵向片石排水沟,每20m设置1道水平(横向)向排水沟,同时在纵横向排水沟交叉处每20m设置集水井1个。压实机的冲击势能≥32kJ,行进速度控制在10~12km/h左右,从路基的一侧向另一侧转圈冲碾,冲碾顺序应符合“先两边、后中间”的次序,以轮迹覆盖整个路基表面为冲碾1遍。
作者:张望单位:陕西职业技术学院
关键词:桥面铺装;高粘沥青;桥面处理;施工程序;质量控制
1.概述
桥面防水粘结层的施工至关重要,其质量的好坏直接关系到整个防水粘结效果,乃至桥面铺装层结构的成败。因此,必须通过现场施工探索总结粘结材料的施工技术,并研究确定现场质量控制内容及方法。本文以高粘沥青粘结材料进行研究,为今后沥青改性类粘结材料的施工提供参考。
2.粘结层施工前桥面处理
浇注水泥混凝土桥面板时,振捣常易导致离析,粗集料下沉,表面形成一层水泥含量较多、收缩性较大的浮浆层,浮浆层的存在不仅影响桥面的强度,而且易产生裂缝,不利于防水粘结层和水泥混凝土桥面的结合;在防水粘结层施工前,要求水泥混凝土桥面做到平整、干燥、干净,无浮浆、无油污,无钢筋等突起硬物。
待桥面清理完毕后,表面会存在较多的碎屑、灰尘和砂粒等残留物,首先采用人工清扫进行初步清理;然后根据所处环境要求,采用高压吹风机将灰尘清理干净;必要时再用高压水枪配合洒水车进行清洗处理。混浊的水必须排到桥面以外,以桥面流淌的水清澈作为清洗是否干净的标志。否则,混浊水中的水分蒸发后,留下来的浆液或粉尘会堵住桥面水泥砼表面的空隙,从而影响水泥砼与防水粘结层的粘结效果。
3.高粘沥青洒布施工
高粘改性沥青防水粘结层的施工包括防水粘结材料洒布和预拌碎石撒布两道主要工序,是桥面铺装工程施工的关键工序。防水粘结层施工质量控制重点为: ①防水粘结材料的熔化升温; ②防水粘结材料即高粘改性沥青洒布施工工艺参数控制。
3.1 施工准备
施工人员的准备充分与否对施工的质量影响较大,只有施工人员接受了较好的培训以及在施工前做好充分的准备,才能很好的保障施工质量。因此,施工前施工技术人员要做好如下的准备工作:
(1)熟悉设计文件;
(2)对现场施工条件做全面了解,掌握施工现场全面情况及特点;
(3)根据现场施工条件,组织施工人员,配备施工设备、劳力、运输工具等;
(4)做好材料的储备、运输、保管和检测工作;
(5)做好施工机械的维护保养,检查设备是否完好。
同时还应根据实际,随时调整施工进程。若施工时温度过低,桥面板表面的水分不易蒸发出来,施工后会在防水粘结层表面形成许多气泡,严重影响施工质量。根据防水粘结材料性能及现场实践经验,为保证施工质量,施工时最低气温≥5 ℃,雨天、大雾天、五级风以上均不得施工。因此,防水粘结层及面层施工应尽可能地选择在持续晴朗、不降雨的时段,并根据天气预报,随时做好防雨准备,调整施工计划。
3.2高粘沥青的升温
高粘改性沥青在洒布施工前,首先要脱桶、熔化升温至185℃左右,才能进行洒布施工。升温过程中要注意使防水粘结材料均匀受热。如果脱桶、熔化过程中,加热温度不均匀或超过规定温度,材料中的复合改性成分会发生分解,造成软化点降低,影响其质量。可采用加热池进行防水粘结材料的熔化升温。
施工中记录防水粘结材料的加热升温过程(包括开始加热时间、熔化升温、搅拌开始时间、出料时间、滤网设置) 及观察是否有异常现象。
3.3洒布施工质量控制
由于高粘改性沥青防水粘结材料在185 ℃左右的高温时,其粘度与普通沥青没有太大的差别,所以用沥青洒布车洒布。洒布量的控制由控制洒布车洒布喷管宽度、喷管高度、车速、泵量和五轮仪等参数来实现。
(1)施工准备
高粘改性沥青防水粘结层施工时防水粘结材料采用智能洒布车洒布,以保障现场外观比较均匀。同时为保证施工质量,对高粘沥青及自行洒布车还应做以下准备:
①高粘改性沥青采用自行式沥青洒布车,主要有保温沥青箱、加热系统、传动系统、循环喷洒系统、操纵机构以及检查、计量仪表等组成。洒布量的控制由控制洒布车洒布喷管宽度、喷管高度、车速、泵量等工作参数来实现,正式施工前,须先进行试洒,确定洒布量与沥青洒布车工作参数之间的关系。
②对洒布车进行必要的检查与保养,如检查油量是否足够,仪表是否正常,管路与接头是否有泄漏,各种操纵装置是否灵活等。
③高粘改性沥青装车前,清理好洒布车:彻底清理车罐内的原有沥青,清洗汽车底盘,去除泥土杂物,清除所有管道内原有沥青粘结剂。
④在沥青泵入口或沥青车上加设孔径3 mm~5 mm滤网,防止沥青池中的杂物进入洒布车,以防堵塞喷嘴,致使桥面不能均匀洒布。
(2)质量控制
高粘改性沥青防水粘结材料洒布质量主要是通过洒布量和洒布均匀性来衡量,洒布均匀性主要通过观察来确定,洒布量则通过材料密度转换成洒布厚度来确定,用深度计测定。洒布时具有以下要求:
①高粘改性沥青的加热应在拌和站进行,加温至185℃,洒布车加热系统对沥青进行加热保温,保证沥青洒布时在180℃以上。
②沥青洒布车喷洒沥青时应保持稳定速度和喷洒量,并保持整个洒布宽度喷洒均匀,注意洒布设备的喷嘴应适用于沥青的稠度,确保能成雾状,与洒油管成l5°~25°夹角,洒油管的高度应使同一地点接受2个到3个喷洒嘴喷洒的沥青,不得出现花白漏空,对边部等局部未洒到部位,应进行人工补涂至改性沥青厚度达到要得厚度。
③在桥面两端用牛皮纸或彩条布或油毛毡等将起点和终点边界铺垫整齐,以便沥青洒布车起步和停洒时不正常状态下喷洒出的沥青落在预先铺垫好的牛皮纸上,并能保持整个现场的清洁。
④高粘改性沥青防水粘结层厚度要求1.2mm,洒布车设定洒布质量时应考虑沥青密度及洒布损耗。
⑤洒布质量主要通过洒布量和洒布均匀性来衡量,洒布均匀性主要通过观察确定,洒布量通过材料密度转换成洒布厚度确定。
4.预拌碎石撒布
4.1 施工程序
预拌碎石采用0.4%沥青用量的0.5cm~1cm单粒径石灰岩,对应沥青拌和站可只采用6×6~12×12(mm)热料仓热料。预拌碎石撒布的质量控制应控制好三个方面:第一是预拌碎石的温度;第二是撒布量;第三是要及时碾压。
预拌碎石撒布要求热撒,撒布温度应不低于170℃,由于预拌碎石是单一粒径材料,孔隙与外界相通,散热速度快,因此预拌碎石的运输过程中要用蓬布覆盖保温。
预拌碎石的撒布量通过撒布车料斗开口大小和撒布车的行车速度来控制。施工前可通过干料试验确定撒布车工作参数与撒布量的关系后,再正式用于桥面预拌碎石撒布。撒布要求为预拌碎石的撒布面积达到50%~60%,以现场能看见其下的防水粘结层,但车辆及人行走其上不接触为判断标准;随后,采用轻型胶轮压路机进行碾压。要求形成一层高粘改性沥青层粘结牢固且均匀分布的预拌碎石层,既可保护防水粘结层在沥青混凝土面层摊铺施工时不受破坏,又可与中面层相互嵌挤,确保防水粘结层与面层沥青混凝土间的粘结。
4.2注意事项
预拌碎石撒布时应注意以下几点:
(1) 运输车、撒布车、轮胎压路机在任何时候都不能进入未撒布预拌碎石区域;
(2) 撒布车、运输车、压路机调头时,必须在桥面以外;
(3) 预拌碎石洒布量过大,重叠区域即浮石要人工清除,对扫除不掉的可用喷灯烘烤表面,使碎石嵌入防水粘结层;预拌碎石撒布量过少,有粘轮危险时,可人工撒布少许碎石;
(4) 两侧边缘20cm~30cm范围内不撒布预拌碎石;
(5) 预拌碎石撒布车在撒布碎石过程中应有水喷嘴冲洗车轮;撒布车及轮胎压路机使用前必须清洗干净,去除附带泥块、杂物等。
预拌碎石拌合完毕后,记录拌合温度、油石比、撒布面积、范围及外观状况等。在整个粘结层施工工程,应注意防水粘结层的喷涂、预拌碎石的撒布、碾压及与铺装下层施工之间的合理配合,保证各工序井条有序的进行。
5.交通管制
施工完毕的桥面高粘沥青防水粘结层,在沥青混凝土面层施工前要进行交通管制,禁止重载车辆通行,其他车辆限制通行,控制车速低于5km/h,不得刹车或调头,以免遭受破坏,同时做好防尘防污染等措施;并且在其上不得任意堆放物品,严防产生人为破坏。在正式施工沥青混凝土面层时,也要注意运输车及摊铺机不能损坏高粘沥青防水粘结层。
防水粘结层施工完毕后,需静置48小时使其完全固化,方允许在其上铺筑沥青混凝土面层,在此期间除进行交通管制外,还应做好对防水粘结层的养护工作,防止其它外界因素对粘结层的损坏。
参考文献
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[4] 李.国产环氧沥青防水粘结材料在水泥混凝土桥面应用研究:[东南大学硕士学位论文].南京,东南大学,2005,3~7
关键词:公路桥梁 防撞墙 施工技术
中图分类号: K928 文献标识码: A
前言随着我国经济的快速增长,现代化程度不断提高,我国基础设施建设规模的逐步扩大,公路桥梁施工建设将成为其中重要的组成部分。近几年我国加大对公路建设的投资力度,使得公路和桥梁工程迅猛发展,大大地改观了目前的交通面貌。
一、公路桥梁桥面铺装与防撞墙的施工准备
一般而言,公路桥梁桥面铺装与防撞墙的施工准备工作如下:
第一、原材料进场及报验审批,材料部门采购充足的原材料备用,试验室做好原材料检验工作,并报监理工程师审批,审批合格后方可使用。
第二、测量放样,对桥面防撞墙桥面铺装等平面位置进行准确测量放样,保证线形和桥面宽度,并及时报验。
第三、施工技术交底,施工前,技术人员对作业队进行全面技术交底,阅读施工图纸,说明重点、难点及注意事项。
二、桥面铺装的施工
桥面施工技术要点:
第一、桥面清除各种垃圾油污,用硬扫帚将细石、杂物扫掉,用除尘机或高压吸尘机将浮灰吹干净。如果桥面较脏,可采用高压水枪将桥面表面冲洗,晾干后进行防水层施工。
第二、涂料施工环境温度一般应在5C以上,温度过低时涂膜材料粘度增大,施工不便,并且涂层加厚浪费材料,固化时间亦会延长。
第三、涂刷时按先刷桥面与砼阴角垂直面,后刷水平面的顺序进行施工,涂布时必须均匀满涂,过薄或过厚。
第四、由于防水涂膜本身比较薄,做完防水层后应充分认真仔细地进行检查,如发现气孔、起鼓、破损、剥离时应及时修补。
第五、第二道涂刷方向必须与第一道垂直,阴角外通过增加涂刷次数来保证防水效果。
第六、防水层涂刷次数必须以确保厚度不小于1mm为准。
施工中容易出现的问题:
第一、裂缝产生的原因:①施工时风比较大,混凝土坍落度又小,出现混凝土收缩裂缝;②收浆后,没有及时覆盖土工布,进行洒水养护#;③在收浆时,没有垫木板,直接踩在铺装层上,脚印的地方用浮浆抹平,凝固后出现裂缝采取的措施:在收浆时,要站在平台上,严禁直接踩在混凝土收浆。收浆拉毛后及时覆盖土工布,进行洒水养护第二、表面不平整控制好铺装层的平整度,有两条途径:①、先用震动梁缓慢的振捣一次,再用滚筒来回碾压补平,防止拉出波浪来,完后用卡尺刮平;②、收浆时一定要控制好时间,在初凝前进行一次收浆,在终凝前再进行最后一次收浆,然后进行拉毛,产生的原因:在混凝土还没有初凝就进行收浆,而且收浆后表面的浮浆没有处理干净,又过早的洒水养护,致使混凝土在凝固后出现的起壳现象。第三、采取的措施:在混凝土初凝时进行收浆,处理干净表面浮浆。第四、施工缝凿毛不够干净,残留在混凝土和浮浆过多。第五、钢筋网片(铺装钢筋)保护层不规范采取横桥向拉线,以标高钢筋为基准,控制上面的保护层为25mm;每平方米抽查一点。6、在桥面浇注完后,将防撞墙的预埋钢筋恢复到原样,把残留在防撞墙预留位置的混凝土清理干净。使下道工序——浇筑防撞墙顺利进行。
三、防撞墙的施工技术说明
防撞墙的施工需要等到桥面铺装完毕后才能进行,利用吊篮安装操作平台支架。该支架在施工时应在外侧加挂安全网。防撞墙模板采用全新钢模,加工、安装尺寸及曲线弧度符合设计和规范要求
放样绑扎钢筋立模砼浇注。
防撞墙施工的几个传统的问题①、水线和砂线水线的出现有以下两个原因:一就是混凝土的坍落度太大;二就是振捣时间过长。采取的措施有:严格控制混凝土的坍落度,同时严禁施工队自己往混凝土内加水;在振捣时。控制好振捣的时间和前后振捣的距离。距离控制的依据就是振捣棒振捣时所影响的范围为振捣棒直径的9~10倍。②、气孔其原因就是振捣时有漏振的现象,振捣不密实。改进的措施:由于过振出现水线和砂线,而振捣不够则气孔较多,所以振捣时间一定要掌握在为25~40秒。若拆模后有较多较大的气孔,则拆模后立即用水擦洗一遍,洗掉混凝土面上脱模剂,再用白水泥和灰水泥按4:6的比例混合搅拌成水泥浆,将较大的气泡进行修补,而小气泡可不必修补,保证防撞墙的自然美观,坚决不允许对其表面擦干粉和粉刷。③、凝结缝(冷缝)原因:混凝土分层浇筑时,前后间隔时间过长。措施:①分层浇筑时,施工队自己要控制好前后两次混凝土间隔的时间,避免第一次混凝土浇筑完成后间隔过场时间浇筑第二次混凝土。
跑模原因:
内模和外模没有固定好,在浇筑混凝土时,振捣棒一振捣,导致跑模。
措施:在浇筑混凝土之前,一定要检查一下,内外模板的固定螺栓或者锚栓是否已经牢固,防患于未然。梁板架好后,翼板不在一条平顺的线上,调整外模下面的钢板,使外模尽量在一条平顺的线上。4、拆模后有伸缩裂缝混凝土防撞护栏出现收缩裂缝有以下因素:
1)混凝土水灰比太大
2)割缝时间太晚
3)养护不及时我们在施工时,采用较小水灰比,及时割缝,加强混凝土养护工作。对前期出现的裂缝,及时进行修补。防撞墙顶面不平整,有高低起伏现象收浆时用力压下,力求使表面平顺光滑,且有效的消除混凝土与模板边缘的毛刺。
2、防撞墙施工的技术要点
第一、正确放出防撞护栏的内侧边线。绑扎钢筋,并且保证护栏底座、路灯座、电力管线等预埋件的正确位置。
第二、立模,防撞栏杆模板采用定制钢模,分内模和外模两片,模板用斜撑管与桥面及支架联接固定。用桥面预留钢筋作斜撑支点。立模时,严格制约桥面行车道净宽尺寸,边线的位置与平顺度,外侧模板的垂直度,以及顶面的标高与平整度。伸缩缝根部处,防撞护栏应预留槽口。伸缩缝内的受力钢筋必须与梁内钢筋焊接,焊接长度要满足规范要求。
第三、浇筑砼,砼配比设计时应充分考虑砼收缩因素,在保证强度的基础上,尽可能减少水泥与水用量。为保证防撞墙混凝土外观,除制约好混凝土配合比外,必须加强混凝土振捣工艺。
第四、防撞栏杆的修饰采用统一的修饰策略毕业论文,达到清水砼的效果,通常少量的水眼,气泡可采用水泥粉加白水泥干抹,表面用旧砂纸轻抹并擦干净,切忌大面积刮抹,有预埋件的地方应与挡板表面接齐,棱角分明。
结语
高速公路桥梁桥面铺装与防撞墙施工作为整个桥梁工程施工的核心环节,其中桥面铺装施工作为防撞墙施工的前提,只有确保桥面铺装施工保质完成的前提下,才可以进行防撞墙的施工。其中桥面铺装施工主要包括钢筋混凝土铺装施工、桥面防水层施工和沥青混凝土施工,在有序完成以上三项的施工后,才能严格按照防撞墙施工的工艺流程进行防撞墙施工。参考文献:
[l]盛晓华. 公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工工艺研究[J].福建建筑,2010(05).
[2]梁晓武.公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术[J].山西建筑,2010(05).
[3]李海峰.浅谈沥青混凝土桥面铺装病害防治[J].山西建筑,2008(11).
关键词 钢桥;桥面铺装;现状
中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)120-0076-02
0引言
由于大跨径桥梁的桥面变形相对较大而刚度相对较小,再次钢桥面铺装层容易受交通荷载、风载、气候条件及温度变化等因素的影响受力和变形复杂,所以,对其在强度、柔韧性、以及高温稳定性和疲劳耐久性上均有更高要求,是一个世界性的技术难题。由于桥面铺装由于其特殊的位置及功能,对铺装层结构有重量轻、不透水、粘结性能好等特殊性能要求。被世界上广泛采用的钢桥面铺装层主要分为以下几类:1)浇注式沥青混凝土;2)沥青玛蹄脂混凝土;3)聚合物改性沥青SMA;4)环氧沥青混凝土。这些铺装层材料我国也都有应用的,并且我们从结构力学分析、材料设计、施工控制中以及积累了较多的成功经验,但多座大桥通车不久即出现车辙、开裂、推移、疲劳破坏等早期病害,引起我们更加重视,可见整体上我国钢桥面铺装病害问题仍然是比较严重的。
1 钢桥面铺装种类介绍
1)GA+SMA类铺装
欧洲是桥面研究最早,也是应用最为成熟的地区,其中以浇筑式沥青混凝土为主体的钢桥面铺装铺装是其典型方案,占有其80%以上桥梁结构。中国包括其它国家的浇筑式沥青混凝土铺装技术都来源于欧洲,在引进和应用的过程结合本国的国情,进行了调整和改进,形成了适应不用条件的典型铺装结构。在引入中国后,形成了浇筑式沥青混凝土为铺装下层(保护层)、热拌沥青混凝土为面层(磨耗层)的典型铺装方案,热拌沥青混凝土一般采用改性沥青SMA。
浇筑式沥青混凝具有流动性,为了保证GA具有一定的流动性,降低施工难度,必须使GA在施工和拌合过程中保持较高的温度。GA的高温不仅体现在摊铺施工过程(约220℃~250℃),也体现在拌合楼石料加热过程(约330℃~400℃)。浇筑式摊铺,一般不需要碾压,只需要简单的摊铺整平即可完成施工。SMA良好的耐久性,其粗糙的表面结构又使路面具有良好的抗滑性能和较低的交通噪声。SMA具有优良的车辙抗力与抵抗带钉轮胎磨耗的能力,是一种良好的路面磨耗层。
在我国,钢桥面铺装最早采用密级配沥青混凝土或改性沥青SMA。香港特区引用英国的GA(MA),从1997年通车的青马大桥开始,在多个钢桥面铺装工程中成功应用。效果良好。但由于国内苛刻的交通条件,与青马大桥同期在江阴长江大桥应用的GA(MA)应用失败。同期国内其它沥青铺装铺装结构的钢桥面都出现较为严重的早期破坏。针对这些问题,引进了美国环氧沥青沥青混凝土铺装技术,并对GA铺装结构进行调整,采用德国的GA作为下层,采用抗重载能力较强的改性沥青SMA作为面层铺装结构,同时对关键材料――沥青胶结料进行改进,于2003年,在山东胜利黄河大桥首次成功应用。
GA起源于欧洲,在日本得到了广泛的发展,近年来被我国引进后也被广泛应用,可见其具有较好的环境适应能力,无论是欧洲这种低温气候环境,还是在日本的海洋气候环境,甚至我国的大交通量、温差大的恶劣环境都可以得到较好的应用。
浇筑沥青混凝土具有空隙率小(
在GA类铺装结构的不断应用中,除了GA自身性能的改善,对铺装面层改性沥青SMA,防水粘结层材料也做了不断的调整和改进。截至目前,该方案所具有的性能特点(密水性、高温抗重载能力、低温抗裂性、疲劳耐久性等),在同类铺装结构中具有一定的优势,基本可以满足当前建设的各类桥梁使用要求。
目前GA铺装技术优选方案是:丙烯酸树脂防水材料(MMA)+GA(GA10)+改性沥青SMA10铺装方案,具有较强的环境和交通适应能力。
在GA(MA)引入我国后,得到了广泛的应用,对GA铺装结构及其材料进行了调整和改进,并通过不断的应用总结,对其性能进行完善。截至目前为止,钢桥面应用工程20多项,整体使用情况良好。
2)环氧沥青铺装
铺装特点:环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得到的混合物。固化后的环氧沥青混凝土是一种强度与力学性能均较高的材料,并且对温度的敏感程度较低。与普通沥青混凝土不同,环氧沥青混凝土的性能受成型时温度、时间、湿度等因素变化的影响很大,对施工质量控制体系的要求相当高,并且在摊铺后必须保证有足够长的养护期以确保环氧沥青混凝土能够基本完成固化。
1967年美国San Mateo-Hayward大桥首次采用环氧沥青混凝土用作正交异性钢桥面的铺装层,取得优良的使用效果。随后几十年,环氧沥青混凝土成为美国大跨径钢桥面铺装的主要铺装材料。早在上世纪90年代,日本已对环氧沥青的认识较为成熟了,在日本环氧沥青的应用日渐深入。日本生产的W-Epoxy和Taf-Epoxy等环氧沥青专利产品也于近些年进入我国市场。
我国自2000年在首次采用环氧沥青混凝土进行钢桥面铺装是在南京长江第二大桥至今,也已有近十年时间了,在此期间环氧沥青混凝土又陆续在润扬大桥、南京长江第三大桥、杭州湾跨海大桥、武汉阳逻长江大桥、天兴洲公铁两用大桥等近二十座大桥的钢桥面铺装中得到应用,钢桥面环氧沥青混凝土铺装设计与施工成套技术也在此期间得到不断完善。
目前,我国钢桥面环氧沥青混凝土铺装领域主要存在三种沥青产品:ChemCo System环氧沥青、日本TAF环氧沥青、宁武化工公司生产环氧沥青。美国ChemCo System环氧沥青是在我国应用最早、应用范围最广的环氧沥青产品,已在国内10多座大跨径钢桥上得到运用,宁武化工公司生产环氧沥青铺装应用时间还较短。这三种环氧沥青材料都能满足钢桥面铺装的使用要求,但它们的具体路用性能不尽相同。采用美国环氧沥青的钢桥,其铺装总体使用状况较好,但部分桥梁的局部段落存在纵向开裂、鼓包和坑槽等病害。采用日本环氧沥青和国产环氧沥青的钢桥,其铺装总体使用状况也较好,但长期性能仍有待继续观察。
ChemCo环氧沥青铺装
ChemCo环氧沥青铺装
纵观世界已建的环氧沥青混凝土钢桥面铺装使用情况看,成功和失败的例子都存在着。ChemCo环氧沥青混凝土本身是一种性能非常优良的材料,具有优异的抗疲劳、耐高温、耐久性能。单从环氧沥青混合料材料本身性能看,这是一种非常好的材料,但这种材料的性能受其成型时温度、时间等因素变化的影响很大,对施工条件要求苛刻,在施工中对其质量的控制很难把握。从发生病害原因上分析,主要由于施工中难以达到该材料的技术质量要求,而且部分原因尚不完全清楚病因,ChemCo环氧沥青混凝土施工上要求确实相当苛刻,尤其部分因素尚存在控制上的困难。因此ChemCo环氧沥青铺装主要问题是施工控制难度相当大、可靠性低,而且目前存在部分难以控制因素,已有工程经验也表明,在我国ChemCo环氧沥青铺装完全成功率不到20%。
TAF环氧沥青铺装
日本生产的Taf-Epoxy等环氧沥青专利产品也于近些年进入我国市场,在沿江高速公路跨锡澄高速公路的江阴峭岖桥、江阴大桥钢桥面铺装大修工程(中间行车道)、连云港疏港通道桥等工程中得到应用,其后在珠江黄浦大桥北汊桥、虎门大桥、广州东沙大桥、湛江海湾大桥维修工程的钢桥面铺装得到应用。
美国ChemCo环氧沥青混凝土和日本近代化成株式会社TAF环氧沥青混凝土这两种,是目前国内应用较多的树脂类混凝土,这两种环氧沥青混凝土有着较大的差别差别较大,ChemCo环氧沥青混凝土混合料施工温度约为120℃,养生周期长(约30d~45d)。TAF环氧沥青混凝土TAF环氧沥青混凝土高温施工(约180℃)可以去除水分,显著减少或避免铺装层鼓包开裂病害,且养生周期短(约4d~10d)。原基本型TAF环氧沥青混凝土相对ChemCo环氧沥青混凝土模量较高,但韧性相对较低,根据工程需要,我们对TAF环氧沥青配比进行了改进优化设计,在保证提高的模量同时,也显著提高了TAF环氧沥青混凝土的韧性,与ChemCo环氧沥青混凝土韧性、疲劳性能接近,改进后的TAF环氧沥青混凝土具有良好的施工性能、高模量、高韧性、耐疲劳等综合优势。
自2004年TAF环氧沥青在我国应用情况表明,整体上表现良好,未出现发生严重病害情况,部分工程出现少数局部鼓包病害,病害原因基本清楚。在虎门大桥的高温、重载、薄钢板、大交通量等苛刻条件下TAF环氧沥青铺装表现出优良的材料性能。TAF环氧沥青铺装的施工工艺过程上也基本处于可控水平,当然其施工控制要求比一般沥青混合料严格。
ERS(EBCL+RA05+SMA)铺装
ERS(EBCL+RA05+SMA)钢桥面铺装自西陵长江大桥(2004年)开始应用,其后在杭州市江东大桥(九桥)(2008年)、SMA+ERS+RA铺装宁波庆丰桥(2008年)、广州猎德大桥(2009年)、宁波青林湾大桥(2010年)、宜昌长江公路大桥(2010年)、宁波大榭岛等钢桥面铺装中得到应用。
ERS钢桥面铺装典型结构由EBCL+RA05+SMA10三层组成。EBCL作为防水抗滑粘结层;RA05作为铺装整体化层、刚度过渡层、隔温层;高粘改性沥青SMA10作为表面功能层,各层分工明确。如下图所示:
ERS技术的基本原理是①利用改性环氧树脂耐高温、高强度和可追随变形的众多优点,在光滑的钢板上形成一层防水防腐的抗滑层EBCL,约束铺装层不产生水平滑动位移。②利用冷拌环氧树脂沥青混凝土技术,在EBCL层面上冷做施工成型一层高强度小孔隙率且耐高温和抗损坏的树脂沥青混凝土(RA05)整体化层,旨在保护EBCL层免受SMA施工损伤,有效的分散集中的车轮荷载以及增强整体的防水效果。③利用高粘度的复合改性沥青生产的高性能SMA混合料作为行车功能层,为桥面铺装提供优良的行车安全舒适性和外观,而且降低整个铺装的造价。当SMA分两层施工时,该桥面已具有了长寿命路面的设计理念。即一定使用年限后,铣刨去除已损坏的SMA上面层,在很短的时间内即可使桥面铺装恢复如新。
ERS(EBCL+RA05+SMA)钢桥面铺装在发展过程中也在不断完善,整体上工程应用时间较短,2008年后的部分ERS(EBCL+RA05+SMA)钢桥面铺装表现较好。
当前ERS(EBCL+RA05+SMA)钢桥面铺装相关的技术理论研究资料文献较少,ERS(EBCL+RA05+SMA)钢桥面铺装的可靠性、耐久性还有待时间和工程实践的进一步检验。
2 钢桥面铺装类型比较
根据钢桥面工程调研资料,通过以上分析和参考相似工程经验,MA(GA)+SMA铺装国内成功率较高,其次是TAF环氧沥青铺装,ERS钢桥面铺装有很好的设计理念,但可靠性、耐久性还有待时间和工程实践的进一步检验。
3 结论
不同的钢桥面铺装技术具有不同的特点,根据桥梁特点选择合适的铺装材料及技术是目前重点研究方向;同时,我国地域辽阔,气候多样,开发更多的铺装材料及技术具有重要的意义。
参考文献
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[2]李洪涛.钟建驰.江阴大桥浇注式沥青混凝土桥面铺装[J].东南大学学报,2001,31(3A):69-72.
关键词:钢桥面铺装;沥青结合料;SMA10;GA10
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:
概述
钢桥面板的结构特性给桥面沥青铺装材料提出了特殊的要求,而我国的特殊国情(重载等)又给钢桥面铺装提出严峻的挑战,加之交通量的飞速增长以及社会对路面使用要求的提高,现有的铺装沥青材料性能很难满足社会发展的需要,因此,越来越多的桥面出现了大面积的早期病害。
本论文主要在钢桥面铺装现状、研究成果及工程实例的基础上,结合厦漳跨海大桥当地的气候、材料条件,通过试验研究,形成厦漳大桥钢桥面铺装混合料专用沥青结合料,完善现有沥青混凝土桥面铺装材料及结构体系。
钢桥面铺装沥青材料性能试验研究
改性沥青SMA沥青及混合料性能试验研究
(1)沥青结合料性能试验研究
以韩国成品改性沥青(简称“SK沥青” )为参照,自研开发高弹体改性沥青(简称“GT沥青” )。结合厦漳大桥桥面设计要求,在此基础上对GT配方进行调整优化,以钢桥面特殊要求,形成适用于厦漳跨海大桥SMA铺装的专用改性沥青。在已有基础上,调整形成三种沥青,进行沥青性能对比测试,试验结果见下表2.1。
表2.1 SMA改性沥青配方调整试验
据上表,综合高低温性能,推荐采用配方二改性沥青作为最终选用配方。
(2)SMA沥青混合料性能验证
根据上述试验结果形成了厦漳大桥钢桥面铺装SMA混合料所用的专用改性沥青配方。在此基础上,参照马歇尔试验方法调整SMA混合料配方及油石比,对调整配方的沥青与原配方沥青成型混合料,进行了车辙动稳定度及低温极限弯拉应变对比测试,试验结果见表2.2。
表2.2 不同类型沥青SMA10性能试验结果
由上表试验结果看出,使用调整后的配方,SMA混合料高温性能得到进一步提高,同时低温性能影响不大,并且都满足设计要求。
浇筑式沥青混合料沥青材料及其混合料性能试验研究
(1)沥青结合料性能试验研究
选用聚合物改性沥青作为浇筑式沥青混合料GA用沥青,并根据厦漳大桥具体特点,进一步对其进行优化,对配方进行升级。表2.8为在现有聚合物改性沥青基础上对其配方进行调整后的试验结果。
表2.8GA改性沥青配方调整试验
根据试验结果,考虑厦漳大桥高温性能的特殊要求,选取配方二作为最终选用配方。
(2)浇筑式沥青混合料(GA10)性能验证
根据上述配方调整试验结果,推荐配方二作为浇筑式沥青混合料所用沥青。依照GA混合料试验方法及配合比设计方法,分别采用调整配方聚合物改性沥青与原配方聚合物改性沥青制备沥青混合料,进行混合料性能试验,试验结果见表2.4。
表2.4 不同类型沥青GA10性能试验结果
注:低温弯曲试验试件尺寸:300×100×50mm
从GA10性能试验结果来看:调整后的配方使得GA混合料油石比略有降低,施工和易性有一定的提高,高温性能得到较大改善,同时低温性能仍满足设计要求。
桥面铺装检测
按照上述研究结果,分别形成厦漳跨海大桥钢桥面铺装SMA10混合料和浇筑式GA10混合料专用沥青结合料,混合料施工图片见下图1和图2。
图1下面层浇筑式施工完毕
图2面层SMA施工完毕
施工过程中及施工完毕后,项目部对大桥桥面铺装进行现场检测。
(1)浇筑式沥青混合料GA10
决定浇筑式沥青混合料GA10品质的主要试验是贯入度试验和流动度试验,项目部对浇筑式沥青混合料GA10进行了一定频率的贯入度和流动度试验,由于贯入度试验检测结果与取样有很大的关系,在取样过程中难免出现波动,导致了试验结果出现正常波动,但平均值比较稳定,检测结果见表3.1。
表3.1贯入度试验和流动度试验结果
从上表结果可以看出,浇筑式沥青混凝土的流动度、贯入度及增量均满足设计要求。
(2)高弹沥青SMA10
项目部对高弹沥青SMA10取样进行马歇尔击实试验,检测结果见表3.2。
表3.2 SMA10生产过程马歇尔体积指标抽检结果
从上表数据可以看出马歇尔体积参数均符合设计和规范要求。
(3)钢桥面铺装面层现场检测
项目部对钢桥面铺装面层进行渗水系数、构造深度及平整度试验检测,检测结果均满足设计要求。
结论
本文在现有成熟技术基础之上,结合厦漳跨海大桥当地气候条件、交通条件、原材料要求等特点,通过一系列室内试验,分别对大桥钢桥面铺装SMA混合料和浇筑式沥青混合料所用的沥青结合料进行优化研究,形成了厦漳跨海大桥钢桥面铺装专用沥青结合料。
通过对原配方和调整配方的沥青结合料以及SMA10和GA10混合料试验对比分析,结果表明优化的高弹体改性沥青SMA10和聚合物改性沥青GA10混合料综合性能均优于原方案,提高了施工质量可靠度。
参考文献:
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【关键词】沥青混凝土;桥面铺装;病害;成因分析;防治措施
Disease Causes and Prevention Measures of Asphalt Concrete Deck
Zhang Hao,Li Mao-qi
(Tianjin Municipal Engineering InstituteTianjin300074)
【Abstract】Because large numbers of overweight vehicles, bridge deck in the long-term operation process, prone to cracking, goes, damaged and other diseases. In order to solve the bridge deck pavement diseases that occur during long-term operations, aiming at disease often appear bridge deck carried out a detailed analysis summary, and the corresponding control measures on the future design of deck pavement and conservation have a certain significance.
【Key words】Bridge deck;Asphalt concrete plant disease;Causes;Prevention measures
1. 前言
(1)桥面铺装在桥梁的运营中有着重要的作用,一方面可将车轮集中荷载进行扩散分布,降低作用在桥面板的应力;另一方面可以保护钢筋混凝土桥面板避免车轮的直接磨耗作用。桥面铺装的质量和结构性能对交通安全、行车舒适性以及桥梁功能的发挥至关重要。随着交通量和重型车辆的增加等多方面因素的影响,桥面铺装早期病害在全国范围内比较普遍。维修工作不仅需要再次投入大量资金,还会严重妨碍正常交通,甚至诱发交通事故。
(2)以唐津高速公路为例,自1998年开通以来,全线50%以上桥梁的桥面铺装出现不同程度的破坏,桥面的维修影响到车辆的正常通行,诱发交通事故。其它主要干道桥梁的维修过程中也都曾直接或间接的诱发交通事故,带来人民生命财产的损失。
(3)如何能防治桥面铺装层出现病害,国内外专家学者对此做了大量的工作,同济大学、东北林业大学和其他一些单位都曾对病害成因做过大量的研究,并取得了相应的成果[1~5]。还有一些专家对桥面铺装的设计理论和施工技术进行优化和控制,以求减少桥面铺装层出现病害的机会,也取得了一定的研究成果[6~7]。
2. 病害成因分析
2.1沥青层开裂。
⑴ 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,引起主梁和盖梁的混凝土腐蚀。桥面裂缝在汽车冲击下,进一步发展,导致混凝土压碎。
病害原因: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。
⑵ 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。随着病害的进一步发展,桥面将出现纵向沟槽。
2.2桥面沥青层推移。
某高速公路桥梁,桥面铺装维修通车后不到2个月再次出现沥青层严重推移,大面积水泥混凝土、开裂破碎,如图1所示。现场发现水泥混凝土铺装表面极为光滑,沥青层与混凝土铺装间的防水层失效。沥青层推移不仅严重影响行车的舒适性,还增大了汽车对桥梁的冲击,加速了桥面水泥铺装和主体结构的破坏。
图1沥青层推移情况图
2.2.1出现上述病害有如下原因:
⑴ 材料性能差异:沥青混凝土和水泥混凝土材料力学性质的巨大差异,特别是弹性模量相差很大(沥青混凝土的弹性模量1500MPa,水泥混凝土弹性模量为3×104 MPa),沥青混凝土为柔性结构,而水泥混凝土为刚性,在行车荷载的作用下两者间必然形成较大的界面应力。此外,沥青层的吸热性和上下两层热变形的不一致,使得两者间也存在因温度引起的剪力。
⑵ 两者间的粘结措施处理不佳。一般防水层的设置降低了水泥混凝土和沥青混凝土间的粘结性能,水泥混凝土表面的粗糙度不足也降低两者之间的粘结性。图4-7是某桥沥青层严重推移后铲除沥青层后水泥混凝土铺装的情景,水泥混凝土铺装表面极为平顺光滑,影响了沥青层与混凝土层间的接合,高速行驶车辆产生巨大的层间剪力,导致该桥沥青混凝土铺装出现了剪切破坏和推移现象。
⑶ 沥青混合料配比不合理抗剪强度低也是导致推移、引起不确定破坏面的剪切变形的重要原因。
⑷ 超载:以上是内因,如果加上外部的超载因素,桥面铺装的破坏将加速,特别是纵坡较大的桥梁,在上坡段,由于车辆自重产生的下滑分力加大了桥面铺装的剪切力,也成为桥面铺装破坏的重要因素。
⑸ 设计理论欠缺。
在以往高等级的桥面铺装设计中,沥青层的厚度大都为6cm,研究表明,在其它条件相同的情况下,沥青与水泥混凝土层间剪应力与沥青层的厚度呈反相关关系,即沥青层越厚,层间剪应力越小。
2.2.2长安大学张占军等人以弹性层状体系为理论基础,用三维有限元的方法对水泥混凝土桥面柔性铺装的层间剪应力进行了计算和分析[8]。通过对沥青类桥面铺装层的破坏现象的分析,即以桥面板与沥青铺装层之间的层间剪应力为控制指标,要求其不超过层间抗剪强度。用有限元的方法对设防水层的水泥混凝土桥沥青铺装结构的层间剪应力的计算进行了分析,讨论了防水层的厚度、模量、泊松比、沥青混凝土铺装层厚度和模量等参数对结构层层间剪应力的影响。结论认为层间最大剪应力主要取决于面层厚度和防水层模量;在防水层模量相同的情况下,增加面层厚度是降低层间剪应力的最有效手段。
2.3桥面坑槽、唧浆。
桥面坑槽、唧浆的现象在重载交通桥梁上极为普遍,桥面坑槽、唧浆的初期仅在很小范围内,若不及时处理,会导致范围越来越大,破坏程度也逐渐加重,不仅将水泥铺装砸碎,更会对主梁结构冲击破坏。
引起桥面铺装出现坑槽、唧浆的主要原因在于以下四个方面。
2.3.1水泥铺装强度不足。
沥青层摊铺于水泥混凝土上,作为基础的水泥混凝土强度不足,汽车作用下的应力超过其承载力,造成混凝土层破坏,从而引起表面沥青层也随之网裂破坏,最终形成坑槽、唧浆现象。
水泥混凝土强度不足表现在三个方面:
(1)其一水泥混凝土表面形成强度较低的浮浆或砂浆层。当混凝土的配比不佳、坍落度偏大、过振均导致骨料下沉,表层为砂浆,而砂浆的抗压强度偏低。在水泥铺装表面整平时,只看表面是否好看,盲目要求表面光滑平整,甚至表面洒水以至降低混凝土强度,此外还形成强度极底的浮浆。当桥面局部低洼采用水泥浆填补也是施工中常见问题,后补区域往往成为桥面薄弱环节率先破坏。
(2)其二,水泥混凝土整体强度不足,主要由包括混凝土设计强度等级不高,钢筋网较单薄,施工质量差等因素引起。桥面水泥铺装面积大而厚度薄,且在工程中由于是非主要受力部位,施工中常常重视程度不够,易产生厚度不匀,配比强度控制不严,养护不充分产生早期塑性裂缝或后期干缩裂缝等工程质量问题。由于钢筋直径偏细网格间距过大,加之施工时由于施工人员踏踩、机械的碾压及混凝土自重作用,造成钢筋网塌陷紧贴桥面,大大降低了钢筋网的增强作用。
(3)其三,水泥混凝土强度因裂缝的产生而降低,裂缝主要受早期干缩开裂和温度裂缝这两个主要因素影响。
2.3.2层间结合不良。
(1)水泥混凝土铺装层顶面清理不干净,凿毛不彻底等原因,都易在桥面沥青混凝土铺装层与水泥混凝土桥面间形成软弱夹层,粘结油撒布量不够或粘结强度不足,也将影响沥青混凝土铺装层与桥面成为一个连续的整体结构而降低承载能力。
(2)层间结合力不足不但表现在沥青混凝土和水泥混凝土之间,也表现在铺装和梁顶面之间,在桥面铺装裂缝、破碎处现场刨验发现,梁顶未清理干净,就直接浇筑铺装混凝土,这很大程度上降低了桥面铺装层与梁顶间的粘结力,混凝土的整体性差,通车后由于汽车的荷载和冲击力的作用,使桥面出现开裂、脱落。
2.3.3水破坏作用。
桥面排水设置的泄水孔只能排除桥面水,渗入沥青面层结构内部的水,只能滞留在沥青混凝土中或其下的界面上不能排出,行车作用下的动力水直接冲刷加上北方冬季频繁的冻融循环作用,使沥青混凝土桥面铺装更容易破坏。在行车荷载的作用下,沥青混凝土产生剪切变形,随后在轮迹带处沥青混凝土产生细小的裂缝,水从裂缝渗入,行车作用产生的动水压力逐渐使沥青剥落,最终导致严重的坑槽。
2.3.4超载的作用。
超载越严重,汽车作用在沥青层的垂直压力越大。沥青层与水泥混凝土间的粘结因材料问题抗剪能力有限,如今重型超载车辆比较作用频繁,对桥面产生剪切力随单轴载荷的加大而成倍增加,这就要求桥面铺装各层间提供更大的粘结力和抗剪能力,粘结力和抗剪强度不能满足受力要求时,就会造成各层分离,从而加速了桥面的破坏。
2.4沥青面层网裂。
桥面沥青层局部出现网裂的现象比较常见,网裂病害一旦形成往往发展比较迅速,特别是在雨季更加明显,很快发展为坑槽。
形成沥青面层网裂的因素有以下三点:
2.4.1沥青老化的影响。
在沥青路面施工及使用过程中,由于沥青轻组分的挥发,在空气中氧气、紫外线和热的综合作用下,随着时间的推移,沥青组分发生变化,低温抗裂性能大大降低,硬度增大,导致路面沥青性质发生变化,这种现象称为老化。老化一般可分为短期老化与长期老化两种,短期老化发生在施工过程中,混合料处于过热状态,可能引起老化的因素为挥发和氧化作用,长期老化则发生在混合料铺筑成路面之后,该过程要持续10年左右,主要是由于氧化引起的老化,紫外线的作用会加速桥面沥青的老化。最终就是沥青延度降低抗裂性较差出现桥面严重网裂。
2.4.2沥青层的密实度。
(1)沥青层的密实度主要受沥青混合料的配合比和施工控制影响。桥面沥青层一般采用密水性好的密级配沥青混凝土AC型,设计孔隙率控制在3%~5%,压实度提高到98%,现场孔隙率可控制在7%以内,混凝土的透水性能较小,可以减少沥青层的水破坏。施工压实度达到95%时,现场孔隙率往往大于12%,导致严重的水破坏。
(2)研究发现桥面网裂处的沥青层密实度偏小、渗水严重。由于施工时因碾压温度、碾压次数等没控制好引起桥面压实度不足,实际空隙率较大,水容易渗入并引起水破坏,雨水较多的季节坑槽唧浆等病害出现的速度明显加快。因此,施工中必须保证碾压温度和次数,钢轮加振碾压能有效提高桥面沥青层的压实度,由于桥梁结构的固有基频较低,而钢轮碾压振动频率较高,一般结构桥梁不用考虑碾压共振会带来的问题。
2.4.3水泥铺装层的影响。
当水泥混凝土因某种原因损坏,也会导致上层的沥青层出现网裂等病害。
2.5沥青层车辙、拥包。
(1)在一些重交通线路,桥面沥青铺装出现不同程度的车辙、拥包,行车道轮迹处下陷,轮迹以外拥起,车辙的存在容易引发交通安全事故。
造成沥青层出现车辙、拥包是由于主要由超载和沥青混合料配比或施工不佳引起。由于沥青层本身为弹塑性材料,在荷载作用下发生蠕变,逐渐形成车辙。超载作用加速车辙的形成。
(2)沥青混合料耐流动性差、热稳定性达不到使用要求及铺装层与桥面粘结不牢,或双层式铺装层的上、下层结合不良均会引起车辙、拥包。从沥青混合料的性能可知,沥青混合料的疲劳寿命随沥青用量出现一个最佳值,最佳沥青用量附近,沥青混合料中沥青与矿料之间的粘聚力最佳,从而表现出较强的抗车辙能力。而配合比设计不当时,将加速车辙的形成。
3. 病害防治措施
针对桥面铺装出现以上病害,为提高桥面整体使用水平,主要通过以下几方面予以控制:
3.1加强桥面铺装混凝土设计和施工质量控制。
(1)铺装层设计包括沥青混凝土的厚度、配合比和水泥混凝土铺装的设计。桥面铺装防水混凝土强度等级提高到C40,厚度增大至10~12cm,最薄处不得小于8cm,钢筋网的钢筋直径采用11,为提高铺装层的整体性和强度,桥面铺装宜采用焊接钢筋网。有条件时可以采用纤维增强技术,塑料纤维能有效抑制早期干缩裂缝的形成,在混凝土中掺加适量的有机纤维可以在混凝土中形成三维乱向分布结构从而抑制混凝土早期裂缝的形成和发展,并提高冲击强度和韧性及疲劳寿命。钢纤维能大幅度提高混凝土的冲击韧性,是改善桥面铺装混凝土性能十分有效的措施。
(2)为了保证桥面水泥混凝土铺装与主梁间连接良好,要求人工清扫梁顶,高压水冲洗干净,待桥面钢筋网铺设完毕浇筑混凝土前,再用空压机清除尘土。同时,在预制梁时要保证梁顶面一定的粗糙度。
(3)混凝土的坍落度控制宜在10cm左右,尽量减少泌水。应加强养护,尤其是表面修整和早期养护,避免或消除塑性裂缝,保证铺装的整体性,为防止施工缝处成为渗水通道,尽量整幅施工,保证两道伸缩缝之间没有纵向和横向接缝。水泥混凝土表面需要一定的粗糙度,应采用较粗糙的木抹进行最后工序的修整,以保证与沥青层的良好粘结。有条件时可增加凿除表面浮浆的工序,从京沪高速一期工程试用的情况看效果很好。
3.2选择适宜的防水层,并加强施工质量控制。
防水层除了防水功能外,还有增加沥青层与水泥混凝土间的连接的作用。防水层的种类较多,根据不同的使用环境选取不同的防水层材料。一般来讲,城市桥梁的重载不多,铺装层间剪力相对较小,可以采用防水性能良好的防水卷材;在重载交通的公路桥梁上,应采用改型沥青类和聚合物涂料作为防水层。
3.3优化沥青混凝土配比,并加强施工控制。
(1)对于沥青混合料矿料级配不合理,造成沥青混凝土的空隙率较大,而矿料颗粒组成不均匀使得局部空隙率更大,局部水破坏更严重。在沥青混凝土的配合比设计中,目标配合比和生产配合比同等重要,重视前者忽视后者的做法是目前沥青混凝土出现病害的一个重要因素。因此,进行合理的沥青混凝土配合比设计,并加强生产配比控制是防止水损害的重要环节。
(2)此外,加强施工控制也是保证沥青混凝土质量的重要环节,应主要通过控制摊铺油温、把握碾压次数等方面来保证压实度。
3.4合理设计桥面排水设施。
设置有效的排水设施,迅速排除路表水,避免雨水渗入铺装层内,可以大大减小层间水对桥面铺装的破坏。通过改变泄水孔的型式,可以使其既能排出表面水又能排出渗入沥青面层结构或滞留在界面上的雨水。泄水孔上口应低于水泥混凝土铺装层表面,并设置纵向排水盲沟,连接各个泄水孔。
4. 结论
根据以上分析可以得出如下结论:为了防止桥面铺装层出现病害,我们应该加强桥面铺装混凝土设计,选择适宜的防水层,优化沥青混凝土配比,合理设计桥面排水设施,加强施工质量控制,加强对已建桥梁的后期养护工作,及时发现问题,及时解决问题;严格控制超载车辆,加强交通管理。
参考文献
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【关键词】大跨径 钢桥 桥面 铺装
中图分类号:TU997文献标识码: A 文章编号:
前言
桥面铺装是大跨径钢桥建设中的关键技术之一, 它不仅应具备高速行车所必须的安全性与舒适性, 同时也应为钢桥面板提供可靠的保护。实践表明, 桥面铺装是一项与环境气候、交通状况、桥梁结构与桥面板构造等密切相关的系统工程。为保证桥面铺装的使用功能, 需对其使用条件、铺装用原材料与混合料、铺装结构体系、施工工艺进行系统研究, 制定合适的桥面铺装技术标准, 并设计出合理的铺装结构体系及可行的工艺与质量控制方案, 以切实解决不同气候、不同桥型及不同交通条件下桥面铺装的设计施工成套技术问题。
一、桥面铺装设计的内容
大跨径钢桥面铺装设计首先要选择铺装材料,要综合考虑铺装层沥青混合料的高温稳定性,剪切强度和变形协调性,然后通过前面计算得出的相关材料参数,对铺装设计研究进行分析,获得最为合理的选择;在控制铺装层表面最不利荷载的情况下,确定桥面铺装层的厚度及桥面铺装体系的结构参数,包括钢面板厚度、横向肋的间距、纵向肋的各种尺寸等,并回避车辙最容易产生的位置(即最不利荷载作用位置),设置车行道的时候要考虑在内。因此,铺装材料的设计和铺装结构的设计共同决定了桥面铺装体系的设计内容。
二、大跨径钢桥面铺装体系受力特性
正交异性钢桥面沥青混合料铺装不同于一般公路沥青混凝土路面,它直接铺设在正交异性钢桥面板(如图1所示)上,正交异性钢桥面板直接决定了钢桥面铺装的性能,由于正交异性钢桥面板柔度大,以及在行车荷载与温度变化、风载、地震等自然因素共同影响下,特别是还受到桥梁结构变形的影响,其受力和变形较公路路面或机场道面复杂得多,尤其在重型车辆荷载作用下钢桥面板局部变形更大、更复杂,位于各纵向加劲肋和横向加劲肋与桥面板焊接处出现明显的应力集中,这导致铺装层受力更复杂,更不利。同时钢桥面板的夏季温度高、防水防锈及层间结合等问题都使钢桥面铺装具有一般公路沥青混凝土路面所没有的特点 :
钢桥面沥青混合料铺装没有公路沥青混凝土路面具有的路基与基层结构,它直接铺筑在正交异性钢桥面板上。因此,桥面铺装处于变形大而复杂的钢板之上,正交异性钢桥面板本身的变形、位移、振动等都直接影响铺装层的工作状态。
除铺装层自身正常的温度变化之外,钢桥结构的每日和季节性温度变化都显著影响铺装层的变形。钢桥面板的导热系数要比其他土工材料大得多,所以钢桥面沥青混合料铺装在全年极端高温与低温环境下较一般沥青混凝土路面更易受大气温度的影响。并且,桥面的极端高温值要比一般沥青混凝土路面高得多,而极端低温值亦比路面低。
大跨径钢桥一般都建在大江、大河或横跨海峡之上,强风、台风及其他各种因素对其产生的振动作用,在一般沥青混凝土路面上是遭遇不到的。
正交异性钢桥面铺装层的受力模式与一般沥青混凝土路面的受力模式不同。由于加劲肋的加劲支撑作用,在车辆荷载作用下,加劲肋、横肋(或横隔板)、纵隔板顶部的铺装层表面出现负弯矩,铺装层最大拉应力或拉应变均出现在铺装层表面。因此,对于钢桥面沥青混合料铺装,疲劳裂缝从铺装层表面向底面扩展,而对于一般的沥青混凝土路面,沥青混凝土面层的最大拉应力或拉应变均出现在铺装层底面,疲劳裂缝是从铺装层的底面向顶面扩展。需要指出的是我国大跨径桥梁普遍采用钢箱梁形式,横隔板贯穿整个主梁截面,刚度很大,并且其间距超过3 m,而钢桁架桥的正交异性钢桥面板直接支承在空间桁架形成的网格上,网格的问距比钢箱梁横隔板小,并且桁架支撑构件的刚度比横隔板小得多。因此钢箱梁正交异性顶板的挠跨比较桁架梁顶板大,由于横隔板附近的刚度突然增大容易导致钢箱梁铺装应力集中,桁架梁铺装则由于桁架刚度分布比较均匀而相对均匀。
大跨径钢桥一般都是重要交通网路的枢纽,或者是某一地区过江跨海的主要通道,它的畅通直接影响到整个路网交通的正常运行。桥面铺装一旦发生破坏,对交通的影响要远大于公路路面损坏所产生的影响和危害,而且维修更加困难。
钢桥的最大弱点之一就是遇水会生锈,因此,钢桥面沥青混合料铺装的一个重要特点是要求致密性好,不能让雨水腐蚀钢桥面板。
目前钢桥面铺装从结构组合来分主要有单层铺装体系与双层铺装体系两种类型。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,最大限度地避免对同种材料矛盾的双向性能(高温稳定性和低温抗裂性)要求,越来越多的大跨径钢桥面铺装趋向于使用双层铺装体系。
三、大跨径钢桥面铺装设计步骤及流程
根据上述大跨径钢桥面铺装的受力特性和铺装混合料设计新的指标体系,并结合作者多年的研究成果,可以得到其设计流程,如图2所示。大跨径钢桥面铺装设计内容主要包括结构设计和材料设计两个方面。
图2 大跨径钢桥面铺装设计流程图
四、铺装结构组合
虽然目前大跨径正交异性钢桥面铺装的材料多种多样,但铺装方案只有两种类型,分别为单层铺装体系与双层铺装体系,并且以双层铺装为主导。
1.单层铺装体系
以英国的玛蹄脂混合料(Mastic Asphalt)为代表,在英国、法国、丹麦、瑞典等国应用较广,国内的江阴长江大桥与香港青马大桥也采用了这种方案。这种单层体系通常为4~5cm厚,对于高低温交替变化不十分明显的欧洲国家来说是适宜的。
2.双层铺装体系
以德国的双层浇注式沥青混凝土、美国的双层环氧沥青混凝土以及日本的本四系列联络桥方案为典型结构,国内新建的几座大桥则以双层改性SMA为主,同时对双层环氧沥青混凝土进行了全面系统的研究并成功地在南京长江第二大桥中实施。目前国内外对下层浇注上层SMA及其它组合方案的研究较少。双层体系的优点是可以对不同的铺装层材料分别设计,充分发挥材料潜力,最大限度的避免对同种材料矛盾的双向性能(高温与低温)要求,较好地反映铺装在高温与低温下的性能要求。在大跨径正交异性钢桥面铺装中应用更为广泛,各国在铺装结构厚度上存在较大差异。英国钢桥面多用浇注式沥青混凝土铺装,1952年英国道路研究试验室试验后得出结论,为了减轻自重,桥面浇注式沥青混凝土铺装最佳厚度为38mm,英国于1964年建造福斯桥时,即将38mm列入规范。1981年建成的恒文伯桥(Humber),桥面铺装也采用38mm厚。法国、瑞典、丹麦等国的大跨径钢桥也以浇注式沥青混凝土居多,其厚度一般不超过50mm。美国的钢桥面铺装中应用环氧沥青混凝土最多,其铺装多为双层体系,厚度在50mm左右。日本的钢桥面铺装是以“下层浇注式+上层改性密级配”为主的双层体系,早期铺装厚度为80mm,近年来修建的铺装则比较薄,为65~70mm,浇注式沥青混凝土为35mm左右。国内大跨径钢桥中双层SMA铺装结构多采用了65~75mm的厚度,而其它类型铺装则多为50mm铺装厚度受铺装材料性能、铺装材料最大粒径等因素影响,并且直接受铺装的受力模式与设计交通量、摊铺的最小厚度要求控制。不管采用何种材料与结构形式,薄层、轻质、高强、耐久的铺装材料与结构形式都是铺装研究的最终目标。
结论
我国大跨径桥梁普遍采用钢箱梁结构,钢箱梁桥面铺装比国外普遍采用的桁架梁桥面受力更加复杂,高温季节桥面温度更高,钢箱梁桥面铺装的工作条件更加不利。加之我国交通组成中超重车比例大,我国大跨径钢箱梁桥面铺装的难度更大,在设计和建设中应充分考虑我国国情和桥面使用的实际情况。
【参考文献】
[关键词] 桥面连续结构改进加强施工方案 施工工艺
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1 概述
在高等级公路桥梁工程的设计中,存在大量的梁板简支、桥面结构连续的设计形式。为研究桥面连续破损的实际情况,本文对某条高速公路 68 座桥左幅桥面破损情况进行了详细调查,其中:13 米钢筋混凝土空心板桥 31 座(其中有 15座为单跨桥),20 米空心板桥 22 座,16 米空心桥 10 座,10 米空心板桥 5 座。检查结果显示共有 21 座桥梁桥面连续处存在破损病害,破损病理主要为横桥贯通裂缝,严重者形成较宽的坑槽。
1.1 破损机理研究
为进一步研究分析各因素对桥面连续破损的贡献值,采用大型有限元软件 ANSYS 对桥面连续结构受力状态进行了计算分析。
计算时选桥梁单片梁纵向两跨计算。为了加速计算速度,同时也不影响计算的精度,T 型梁整体用 SOLID45 单元,但是其 1m 长的加强区段(包括沥青混凝土面层)用
SOLID65 单元。钢筋用 link8 单元,支座用 SOLID185 单元(模拟板式橡胶支座),为了防止接缝两端发生渗入,在接缝两对面上采用了面对面接触队单元 targe170 单元和
conta173 单元。
材料属性确定C40 混凝土:ft=1.71Mpa,Ec=3.25×104Mpa,p=2500kg/m3,v=0.2,热膨胀系数=1×10-5
钢筋: fy=360Mpa,Ec=2×105Mpa,p=7800kg/m3,v=0.25,热膨胀系数=1.2×10-5
通过以受力计算结果分析可知,桥面连续构造主要是长期处于弯拉或弯压的受力状态,其中影响最大的是主梁挠曲变形(即梁端转动)引起的弯曲应力。
1.2 工程概况
某公路沿线村镇密布,河渠交错,并跨过多条公路、铁路及水运等运输干线。在设计时,充分考虑了与沿线城镇规划、经济发展相配合,并尽量避免与原有道路和农田水利设施发生干扰的原则,大量布设互通立交、桥涵等构造物。本线各类中、小跨径的桥梁多采用:16m、20m预应力混凝土空心板简支梁或25m预应力混凝土T型简支梁,为适应高速公路的行车要求,每100m~160m设一道仿毛勒伸缩缝,其余的桥孔跨间作桥面连续。桥面铺装混凝土层厚10cm,上覆沥青混凝土层10cm。桥中心桩号为K14+096,其下部结构为钻孔桩基础,柱式墩台;上部构造为3-25预应力组合T梁,在桥台处设置RG-80伸缩缝,其余的桥孔跨间作桥面连续,桥面板纵向钢筋通长绑扎,梁段桥面连续构造钢筋与桥面板钢筋绑扎成一体。其桥面连续构造设计如图1所示。
此种桥面连续结构存在有设计缺陷,在桥面连续构造处出现的损害较多,并已影响了桥梁寿命以及行车安全。经过研究,鉴于该工程多数桥梁已完成梁板安装,若作设计变更为梁板结构连续,改变梁板结构型式、上部构造建筑高度或桥梁跨径,将会造成较大的经济损失,直接影响工期,影响工程投资控制。最后统一的意见是:不改变桥面连续构造的形式,所有需处理的桥面连续结构只在连续缝形式上给予加强和改进,并在施工工艺上加以严格控制。
图1:桥面连续构造示意图
2 连续缝形式的确定
本桥T梁的配筋及构造布筋均是按简支梁受力图式进行内力计算的,施工又是严格按照设计进行的,若现在只是通过增加钢筋等加强手段,将其改为刚性的连接缝结构型式进行施工(图2),将会造成:
1.梁体内力的变化—— 因计算图式的改变,内力发生变化,影响受力筋的配置,梁体上端部将产生负弯矩,原设计中是未考虑的;
2.梁体端部钢筋需要调整及加强—— 若现在在梁端上部增设梁与梁之间连接的纵向钢筋,因设计中末考虑该钢筋的连接构造要求及加强措施,无法形成整体的理想效果。
图2 桥面连续伸缩缝构造图
鉴于上述原因,为避免出现意想不到的其他不良情况,首先将刚性连续缝形式排除。
结合原设计,我们在施工当中采用了半刚性型式的连续桥面结构,即用φ20的滑动传力钢筋(失效处理)代替φ16连续钢筋,桥面铺装钢筋在一联长度内通长布置(在连续缝处不断开),梁缝处桥面铺装顶面设假缝,底面设断缝的结构型式。详见图3。
图3 半刚性桥面连续构造及连续钢筋失效处理示意图
此结构型式的优点在于类似铰的型式,不会形成较大面积的裂缝及破损情况,产生的裂纹亦将会在假缝内发生,且梁端部桥面铺装整体性较强。
3 施工方案
采用上述桥面连续缝形式,结合本桥实际情况,连同桥面铺装一并考虑,提出如下施工方案:
I方案:按现设计铺装类型及分层(即l0cm砼及10cm沥青砼),在梁端部2m范围(即连续缝处4m范围)内砼铺装改用钢纤维砼铺装。
II方案:沥青砼改为8cm厚,砼铺装加厚到l2cm,钢纤维砼铺装采用范围同I方案。
III方案:取消沥青砼铺装层。采用砼铺装20cm厚,钢纤维砼铺装采用范围同I案。
各方案优、缺点见下表
针对各方案的利弊,我们最后决定呈报本桥施工采用II方案,经主管部门批准后,决定该桥面连续构造的连续缝采用半刚性的形式,桥面铺装纵向钢筋通长布置,桥面铺装砼层为沥青砼8cm,砼12cm,连续缝处2m范围内砼铺装改用钢纤维砼铺装。
4 施工工艺
(一)施工工艺框图
施工工艺框图详见图4。
(二)施工工艺要求
1、清洗和修整梁端顶面,清除多余预埋件,如有起伏,用高标号水泥砂浆抹平。
2、清除梁端缝间杂物并用泡沫板塞缝。
3、在桥面连续范围内的梁端顶面上涂布 1-2毫米厚的沥青,并盖0.5毫米厚的镀锌
薄钢板。
4、注意做好滑动传力钢筋的失效处理。
5、注意保证钢筋的设计间距和砼保护层。
6、严格控制砼配比中粗骨料的规格(宜选用2.0cm以下的碎石)和砼的振捣均匀、密实;砼的振捣要人工结合机械,不可漏振。
7、砼的切缝要上、下对应,宜早不宜迟。建议控制在施工后24-48小时左右,沥青灌缝也要及时饱满。
8、指派专人加强砼养护工作,至少保证洒水养护7昼夜以上。
图4 桥面连续结构施工工艺框图
5 结论
公路桥梁桥面行车道板,起着直接承受作用于桥面铺装层上的荷载,并传递分配荷载的作用。桥面板与铺装层、伸缩缝一起,都直接承受汽车车轮荷载的作用,应力集中显著。随着过桥车辆的日趋大型化、重型化以及交通量的迅速增加,车辆对桥梁构件的冲击力增加,其应力超过的频率、疲劳的影响都将越来越大,这样就使得桥面板处于极其严酷的使用状态。要想彻底解决文中所提到的根本问题,建议由业主牵头,由设计和科研单位主办,制定出切实可行的方案。
采用这种处理措施,这是在设计已无法变更的情况下,通过对桥面连续结构进行改
进和加强,来避免桥面连续结构损害的出现。这是从施工方面解决桥面连续结构损害的
一种方式。但若想真正解决桥面连续发生损坏的问题,就必须找出发生情况的原因。针对桥面连续构造的受力情况十分复杂,施工单位又不宜单独出面变更的实际情况,应组织一定的人力进行详细的系统调研,查找出现损害的真正原因,才能制定出有针对性的对策,也可为今后的高等级公路的设计和施工积累宝贵的经验。
参考文献
[1] 何畅.简支梁桥桥面连续构造性能改善的研究[D]. 重庆交通学院硕士学位论文.2004
关键词:路桥工程施工;钢纤维混凝土;技术;
中图分类号:TU7文献标识码:A 文章编号:
一、钢纤维混凝土性能
将钢纤维均匀地乱向分布于普通混凝土中,经过硬化所得即为钢纤维混凝土。钢纤维混凝土与普通混凝土相比,其物理特性在各方面都明显优于后者:
(一)在质量相同情况下,钢纤维混凝土的强度远高于普通混凝土。
(二)钢纤维混凝土具有很高的抗弯、抗压和抗拉强度。将适量钢纤维掺入混凝土中,可以极大的提高其抗弯极限强度,一般提升程度在50%―150%,同时其单轴抗拉强度约有40%―50%的增幅。
(三)钢纤维混凝土具有优良的抗冲击性能。在钢纤维掺入量为0.8―2.0时,钢纤维混凝土的冲击韧性指标与普通混凝土相比,提高了50―100倍,有时这个数值会更高。
(四)抗裂性能有非常明显的提升,且抗疲劳性也有很大改善。
(五)与普通混凝土相比,钢纤维混凝土抗剪能力十分优越。
(六)极大地改善了混凝土主体的变形性能,对混凝土抗拉弹性模量有非常明显的提升。同时,普通混凝土块会在使用过程中逐渐收缩变形,在掺入钢纤维后,混凝土收缩率有了很大降幅,约为10%―30%。
(七)温度应力会导致普通混凝土产生裂缝并使之扩展,钢纤维混凝土对此有较好的抑制能力。
某高速公路空心板简支中桥建筑过程中,由于施工人员的失误,导致空心板梁顶厚度严重不足,造成了极大的安全隐患。各方技术人员对现场展开调查分析,最终确定使用C50钢纤维混凝土代替普通的C50混凝土对桥面进行铺装作为补救方案,而另一种在桥面增加D8带肋冷轧钢筋网片并增设铺装层以提高梁顶板抗弯强度的方案由于受铺装层厚度影响,效果不能充分发挥,因此被淘汰。以下是两种混凝土的性能对照表:
钢纤维混凝土与普通混凝土性能对照表(掺量为2%)
二、路桥工程中钢纤维混凝土的应用
(一)道路施工中钢纤维混凝土的应用
钢纤维混凝土具有诸多优点,如优良的冻融性和耐磨性能、横向缩缝好、纵缝少设或不设,还能降低路面的铺装厚度等等,对路面使用年限也有较大提升。因而,钢纤维混凝土在路面工程中的应用极为广泛。
新建全截面钢纤维混凝土路面
与普通混凝土路面厚度相比,全截面使用钢纤维混凝土的路面厚度降低了40%―50%,其中钢纤维的掺入量为0.8%―1.2%。对双车道的路面来说,其横缝间距约为20m―30m,极限值为50m,一般不设纵缝。
新建复合式钢纤维混凝土路面
复合式路面的建造可分为两种,即双层式和三层式。双层式路面通常是指在全路面板厚上层,约全厚的40%―60%处铺设钢纤维混凝土。三层式复合路面通常适用于机械化施工条件较高的区域,三层式复合路面中,上下两层为钢纤维混凝土层,中间则是普通混凝土夹层,这种结构相对合理,但是施工难度较大,过程复杂。
钢纤维混凝土罩面
在旧的混凝土路面损坏后,常采用钢纤维混凝土进行罩面层的铺筑。罩面层的铺筑分为分离式、直接式和结合式三种。分离式是指罩面层与旧路面各自独立,两者之间设置有隔离层;直接式顾名思义,即直接在旧路面上加设钢纤维混凝土罩面层,这种罩面层通常适合用于修复轻微受损的路面;结合式的罩面层通常与旧的混凝土路面粘结在一起,成为一个整体,进而恢复路面的结构强度。
碾压钢纤维混凝土路面
在碾压混凝土中掺入钢纤维,增强路面韧性和强度,对碾压混凝土在力学方面的性能也有很大改善。
(二)钢纤维混凝土在桥梁施工中的应用
1、桥面铺装
桥面铺装层采用钢纤维混凝土为材料,桥面的耐久性与抗裂性都有很大增强,同时,桥梁本身刚度和受力状况都得到较大改善,结构自重也明显降低,桥梁抗折强度随之增强。
2、桥梁墩台等部分的局部加固
收长期动载作用的影响,桥梁墩台和桥面板会出现表层剥落或裂缝的病害。为解决此类现象,应使用5cm ―20cm的钢纤维混凝土来满足结构的整体性与抗震性要求;为提高其早期抗裂性能,应使用TS型速凝剂和硫铝酸盐快硬水泥;为增加新旧混凝土的整体性,应在铺设新混凝土之前,在旧的混凝土表层进行凿毛或者喷砂作业。
3、桥梁上部承受荷载部位
在桥梁主拱圈部位或其他应力集中区,采用钢纤维混凝土对其进行局部加强,对其结构性能予以改善,能够实现对结构变形的有效控制,并减轻桥梁结构自重,推动桥梁向轻型优质化方向发展,造价成本也能有效降低,经济效益相应也有所提高。
4、钢筋混凝土桩加强
通常,施工人员会在桩顶和桩尖位置加设钢纤维混凝土做局部增强,以此来提高桩的穿透力,锤击次数减少而打击速度大大提高,还可保证桩在打入预设深度前不损坏,加大了桩尖的破土能力。
(三)钢纤维混凝土在隧道工程中的应用
在隧道工程中,隧道的支护和加固作业通常都会采用钢纤维混凝土来完成,这对其承载能力有很大提高,并对隧道的结构整体性进行有效的加强。与此同时,钢纤维混凝土在隧道工程中的使用,可以有效降低衬砌结构的厚度,使隧道在抗震方面的性能更为突出,并有效降低了隧道开挖量,削减了工程成本,提高了工程的经济效益。
三、钢纤维混凝土施工技术
(一)桥面铺装施工前的准备工作
1、对超过设计标准高度的浮浆混凝土予以凿除,并对桥面板标高进行复测作业,从而对桥面铺装层厚度做出保障。
2、将梁(空板)顶面凿毛,此项工作必须要彻底,为桥面板与铺装层充分结合创造条件。
3、桥面应展开彻底的清洗作业,保持桥面湿润,且表面干净无杂物。
(二)桥面铺装施工流程
1、准备工作:在铺装作业开始前,对生产资源进行合理调配,统筹安排机械设备、材料和施工人员等。
2、钢筋铺设:遵循固定牢靠、定位准确、捆扎密实的原则,严格依照设计要求对构造钢筋进行捆扎。
3、模板安装作业:按照设计要求对模板的高程和平面位置进行设置,模板接头应平顺紧密,支力稳固。
4、搅拌作业:在混凝土搅拌环节中,要对投料顺序、搅拌时间、搅拌方法进行严格控制,充分保证钢纤维均匀分布于混凝土中,不致在施工中结团。这是钢纤维混凝土区别于普通混凝土的关键所在,是施工中直接关系到施工质量的重要一环。在混凝土搅拌时为确保搅拌质量,应将水泥、钢纤维和粗细骨料进行1.5min的干拌作业,之后再加水进行3min的湿拌作业。
5、运输:钢纤维混凝土的运输时间不能太长,应采用卸料快捷的搅拌运输车,当钢纤维混凝土出现离析现象时,应考虑做二次搅拌。
6、铺筑:在铺筑过程中应注意均匀进行摊铺,对结团的钢纤维要及时将其剔除,同时拌合料卸出后,在浇筑作业完成前60min以内就应投入使用,若超出这个时限,拌合料会发生离析现象。另外,应采用振动梁和平板振捣器进行振捣作业,遵循不漏振、不过振的原则,保持振动密实,最后用刮尺刮平,进而收浆抹面。
7、表面拉毛:在桥面浇筑作业完成后,要保证钢纤维混凝土铺装层的紧实度,又要在桥面收浆后进行拉毛处理,保证其足够的粗糙度。
8、养护:钢纤维混凝土浇筑作业完成后应及时封闭交通,展开养护工作,其养护时间应≥7天。工程方应派出相关人员负责,若实际情况需要,可加盖塑料薄膜进行湿养,防止干缩和裂纹的产生。
四、结语
钢纤维自出现以来,在社会经济快速发展的前提下,广泛应用于桥面,道路、涵洞隧道和机场跑道等大型工程中,其社会效益和经济效益良好。钢纤维混凝土以其优越的物理力学特性推动了各种路桥工程的建设工作,并使道路路面与桥梁结构在始终能保证良好工作状态,并推动其结构设计不断发展、不断优化。目前,钢纤维生产技术不断进步,其基础理论也在不断地自我完善,相信在将来的路桥工程中,钢纤维混凝土的应用能得到更深层次的拓展。
参考文献:
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[4]金龙云.钢纤维混凝土在路桥施工中技术应用分析[J].商品与质量・科学理论,2011,(2)
[5]胡森林.钢纤维混凝土桥面施工技术要点[J].科技情报开发与经济,2004,14(7)
关键词:钢纤维喷射混凝土,配合比设计,耐久性能,“水泥裹砂”,“水泥裹石”
1.论文的目的和意义1.1本论文的研究目的:
1.1.1根据对各类围岩调查与分级,提出相应的临时性和永久性支护的钢纤维喷射混凝土的强度等级。
1.1.2通过一系列的室内试验和现场试喷试验来确定钢纤维的加入量和钢纤维混凝土的配合比。使其既能满足设计的各项指标要求,又能满足易于喷射施工的要求。
1.1.3对实验室的钢纤维喷射混凝土各种力学性能和耐久性能测试,为现场锚喷支护工艺的安全性和耐久性做出评价。
1.2本论文的研究意义:
钢纤维喷射混凝土是通过管道输送装置在高压作用下将掺入钢纤维的混凝土拌合物高速喷射到施工作业面的一项技术。钢纤维喷射混凝土首次于1973年在美国爱达州得到应用,其后,将其成功应用于隧道衬垫、斜坡稳定、涵洞、水库等其他结构工程。70年代,钢纤维作为一种新工艺是为了加固喷混凝土衬砌,它最显著的特点是大大降低了过去那种繁重耗时的钢筋网制作,而代之以机械化的连续的喷射混凝土施工。70年代末,瑞典曾对钢纤维喷射混凝土的加固作用进行了大规模的试验研究,包括钢纤维喷射混凝土加固与钢筋网喷混凝土加固效果的比较。70年代后期和80年代初期,加拿大广泛开展了钢纤维喷射混凝土工艺的应用和研究,并将干拌法钢纤维喷射混凝土工艺成功应用于岩石加固措施中。钢纤维混凝土是用一定量乱向分布的钢纤维增强的以水泥为粘结料的混凝土,属于一种新型的复合材料。由于其抗裂性特强、韧性很大、抗冲击与耐疲劳强度高、抗拉与抗弯强度高,广泛应用于道路、机场、桥梁、水工、港口、铁路、矿山、隧道、军事及工民建等工程领域。如佳密克丝钢纤维混凝土在国外的应用[1]及在大朝山水电站的应用[2],及在江口水电站地下洞室支护中的应用[3],1978年,上海市政工程研究所等单位对钢纤维混凝土进行了研究,并把它运用于城市的铺装路面工程取得了一定成果[4]。1982年9月,铁道部专业设计院和原武汉局共同协作,在襄渝线青徽铺隧道病害整治中,用钢纤维喷射混凝土加固隧道裂损拱圈的试验,初步取得成功[4]。1984年梅山铁矿在采用素喷射混凝土失败后改用钢纤维喷射混凝土加固巷道,也取得了成功[4]。
2 钢纤维喷射混凝土原材料、检测方法及结果2.1、混凝土的标号及原材料的选择2.1.1、混凝土的标号混凝土的设计标号为250号和300号,即C25和C30。
2.1.2、原材料的选择钢纤维喷射混凝土的原材料包括钢纤维和其他原材料:水泥、水、骨料、外加剂以及混合材料。
(1)水泥:选用产量大、质量稳定、早期强度较高的天宇水泥厂生产的P.O 42.5级水泥。
(2)硅灰:选用挪威埃肯硅灰公司生产的比表面积为645m2/g。减少混凝土干缩和徐变,降低水化热,减少喷射混凝土的回弹,提高混凝土的后期强度。
(3)钢纤维:钢纤维的类型对加固效果有着很大的影响,为达到较好的加固效果,通过钢纤维喷射混凝土试验,采用武汉新途工程纤维制造有限公司生产的CW03-05/30-600和CW-05/30-1000型钢纤维,两端弯曲。长度在30mm,直径在0.50 mm,长径比为60。抗拉强度为600和1000 MPa。所用钢纤维符合美国标准ASTMA820的要求。
(4)骨料:用于喷射混凝土的骨料应有良好颗粒级配。
(5)速凝剂:选用湖北大冶 JS-2型高效速凝剂,减少回弹防止砼脱落。
(6)抗渗剂和高效减水剂:选用蒙城生产的UEA低碱型高效减水剂(聚羧酸系),减少收缩和回弹,降低水灰比。
3.钢纤维喷射混凝土速凝剂掺量的选择喷射混凝土为浇筑和振捣合一的施工工艺,不需要模板,能在临空或狭小工作面上制成薄壁结构,是地下工程和岩石支护工程中的一项重要措施。论文大全。由于使用湿喷工艺和速凝剂时作业环境好、混凝土裂缝少、表面质量好、混凝土性能可以同不掺速凝剂混凝土一样正常发展,因而掺速凝剂湿喷工艺的应用越来越多,成为喷射混凝土的发展方向。
3.1、速凝剂的实验方法我国行业标准《喷射混凝土用速凝剂》(JC477-2005)提出的速凝剂试验方法为:先将400g水泥与计算加水160ml搅拌到均匀后,再按推荐掺量加入速凝剂,迅速搅拌25~30s,立即装入圆模,人工振动数次,削去多余水泥浆,并用洁净的刀修平表面。从加入液体速凝剂算起操作时间不应超过50s。用此方法测得的速凝剂初凝时间不大于5分钟,终凝时间不大于12分钟。
3.2、速凝剂对水泥砂浆凝结时间的影响按照锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001),JS-2型高效速凝剂掺量分别为1%、2%、3%、4%、5%,分别测试水泥净浆的初凝时间、终凝时间和28天抗压强度和砂浆抗裂性,表7为JS-2型高效速凝剂的掺量与水泥凝结时间的关系。
表1、速凝剂的掺量与水泥凝结时间
关键词:环氧沥青;防水粘结料;热固性;粘结强度;固化反应
中图分类号:U448文献标识码: A
Cement Concrete Bridge Deck Experimental Research On Material Performance Of Epoxy Asphalt Adhesive
ZHANG Quan-min1,HUANG Xi-cun2,ZHANG De-cai3,WANG Zhan-lu2,
YAO Hui-shan2,TIAN Ye2,WANG Xiang-yuan1,ZHAO Zhi-shuai3
(1. Shanxi Luxiang traffic science and Technology Consulting Co., Ltd.,Taiyuan 030006;2. Chongqing Road and Bridge Construction Fucheng FengShi Highway Overall Contracting Units,ChongQing 401147;3. Beijing Hualuxiang Mr Traffic Technology Co., LTD,Beijing 100062)
Abstract:Waterproof and cohesive layer is an important connection between the structure of bridge deck asphalt concrete and cement concrete pavement, has a great influence on the performance of the service life of the bridge deck pavement; compared with other common waterproof materials, waterproof adhesive of epoxy asphalt material performance advantages;Through indoor epoxy asphalt waterproof bonding material on growth law of bond strength test study and strength the basic characteristic, obtains its performance advantage and material, on the evaluation of material properties and the later application provides the basis and method.
Keywords:Epoxy asphalt; waterproof adhesive material; thermosetting; bond strength; curing reaction
中图分类号:U444 文献标志码:A
1桥面防水粘结层的功能
桥面防水粘结层作为桥面沥青铺装层和水泥混凝土铺装之间的连接结构,其功能对桥面铺装的使用寿命有很大影响。防水粘结层功能的丧失,将导致层间剥离现象的产生,从而使桥面铺装工作状态的迅速恶化。在行车荷载和外界水等不利因素的作用下,桥面将产生松散或坑槽等病害,如不及时养护维修,任之发展,将会波及桥面结构的损坏以及钢筋的锈蚀,导致桥梁的承载力下降、使用寿命缩短。
除此之外,防水粘结层还可用作防水层、应变吸收层、分层铺装层之间的粘结层。不仅可以防止水分下渗到水泥混凝土中;还可以吸收沥青铺装层和混凝土板之间部分相对位移,从而减小铺装层内应力;同时在分层铺装中形成铺装层之间的粘结作用。
2常见的防水粘结材料分类
目前国内防水粘结材料可分为防水卷材和防水涂料两大类。
2.1防水卷材
防水卷材多应用与房建工程,在道桥工程中,因为使用性能差(强度及耐久性)及施工质量难以控制(同时施工进度缓慢)等原因,基本已被淘汰。
2.2防水涂料
防水涂料种类相对较多,总体来说可划分为乳剂型、热熔性、热固性三种类型。
(1)乳剂型粘结料一般多指乳化沥青、乳化改性沥青和JS复合防水材料等。
乳化(改性)沥青粘结层在常温下具有一定的变形适应能力和粘结能力,同时,具有施工简单、价格低廉等优点,但其高温下极易软化,粘结力下降。因此,其防水性能极为有限。
JS复合防水材料又称聚合物水泥防水涂料,具有较佳的防水性能,可增强混凝土的抗压性能,同时具有施工简单等优点,但由于JS复合防水材料是一种刚性防水材料,不能在变形较大的工程中使用,因此,在应用过程中受到一定的局限。
(2)热熔性粘结材料由沥青掺加各种高分子聚合物(如SBS、PE等)或橡胶材料组成,即聚合物(或橡胶)改性沥青。
此种粘结材料的变形能力和防水性能均较乳剂型粘结料有一定的增强和改善,能够适应在交通荷载作用下由于局部变形而引起的拉应力的反复作用。但是,其最大缺点就是高温情况下材料容易变软,粘结性能减弱;在行车荷载剪切作用下,极易产生桥面推移现象。不能从根本上解决热熔性粘结防水材料遇高温变软、粘结力减退的本质特性。
(3)热固性粘结材料主要指环氧沥青。
所谓热固性,就是指材料在高温状态下仍表现为固态形式,不会因为温度的升高而变软、变稀。环氧沥青粘结材料在300℃的高温下仍然不会变软,同时,其粘结能力、变形能力和热稳定性较以上两种材料均具有明显的优势。因此,近年来在国内得到了较为广泛的推广和应用。
3环氧沥青粘结材料的性能研究
优质的防水粘结层性能是确保桥面铺装良好服务状态的根本。防水粘结层在承担沥青铺装层与混凝土桥面板之间的粘结功能的同时,亦与桥面铺装共同承受车辆荷载的垂直力和水平力的综合作用。评价粘结层性能最常用的指标是剪切强度和拉拔强度,二者都是反映材料粘结力的力学指标。评价环氧沥青粘结强度的标准主要包括:
一是环氧沥青材料自身的粘结强度,通过测定它与钢板之间的粘结力来评价;
二是它在混凝土和沥青混合料之间的粘结强度,需要采用专门制作的粘结力试件来检测评价。
3.1抗剪切性能
粘结层材料抗剪切性能试验是通过模拟铺装层与桥面板之间的受力状态进行试验;根据桥面铺装的实际使用条件,车辆在桥面行驶时对铺装层和粘结层施加了水平剪切力,尤其是重型载重汽车行驶在较大纵坡的下坡路段时,水平剪切力很大,最不利的情况是在高温环境条件下的行车作用。图1为抗剪试验装置。
图1 抗剪试验装置
表1环氧沥青粘结层剪切试验结果
试验温度
(℃) 固化条件 试件
编号 破坏荷载
(kN) 抗剪强度
(MPa) 平均值
(MPa) 破坏面位置
20 自然固化* 1 2.94 0.60 0.59 全部在SBS改性沥青混合料界面
2 2.90 0.58
完全固化** 3 3.79 1.17 1.16
4 3.72 1.15
35 自然固化 1 0.72 0.15 0.155
2 0.78 0.16
完全固化 3 6.2 0.28 0.27
4 5.2 0.26
* 试件成型后,自然温度(约20℃)下固化10天。
** 120℃温度下固化12h。
在常温条件(20℃)和高温条件(35℃)下,环氧沥青粘结层剪切强度分别为1.16MPa(完全固化后)和0.27 MPa(完全固化),剪切破坏面均出现在沥青混合料界面上。因此抗剪强度值并未真是反应粘结料粘结强度,而是真是的反应了沥青混合料的强度。在一定的温度条件下,沥青混凝土铺装与水泥混凝土铺装间受到层间应力作用,环氧沥青粘结料可提供比沥青混合料更高粘结强度,因此,环氧沥青粘结层材料在用于环氧沥青铺装层时,有足够的抗剪切能力。
3.2抗拉拔性能
抗拉拔强度试验通过检测水泥混凝土与沥青混合料之间的粘结力来进行。试验原理及装置见图2、试验结果见表2。
图2 混凝土与沥青混合料拉拔装置及过程
表2粘结层拉拔强度试验结果
试验温度 20℃ 35℃
材料名称 环氧沥青 改进SBS 普通SBS 环氧沥青 改进SBS 普通SBS
拉拔强度(MPa) 0.94 0.74 0.65 0.29 0.28 0.08
破坏面位置 均处于沥青混合料界面。
在常温条件(20℃)和高温条件(35℃)下,环氧沥青粘结层拉拔强度均高于其他粘结材料,尽管改进型SBS改性沥青在20℃时拉拔强度达到0.74MPa,但随着温度的升高,拉拔强度便急剧下降。在35℃温度下环氧沥青粘结强度与改进型SBS粘结强度相当,但实际上检测到的是沥青混合料的强度,而非粘结层的粘结力。因此,环氧沥青粘结层材料在用于环氧沥青铺装层时,有足够的粘结力。
4环氧沥青粘结材料的强度增长规律研究
环氧沥青的固化过程是一种化学反应过程,需要一定的温度和时间条件下进行。在较高温度下反应速度较快,温度降低则速度减缓。室内试验通过在自然温度、60℃和120℃温度条件环氧沥青粘结料强度变化规律进行。表3为不同温度条件下环氧沥青粘结料强度变化规律。
表3 不同温度条件下环氧沥青粘结料强度变化规律
固化养生温度 粘结强度(MPa)
自然温度 时间(天) 1 3 5 7 9 11
拉拔强度 0.2 0.43 0.97 1.11 1.10 1.11
剪切强度 0.15 0.23 0.34 0.52 0.71 0.8
60℃ 时间(天) 0 2.5 5 7.5 10 12.5
拉拔强度 0.55 0.72 0.94 1.0 1.13 1.11
剪切强度 0.52 0.68 0.83 1.02 1.14 1.27
120℃ 时间(h) 1.0 1.5 2.5 2.5 3.0 3.5
拉拔强度 0.50 0.98 1.12 1.21 1.31 1.38
剪切强度 0.66 1.10 1.28 1.38 1.50 1.53
备注 1.试验温度20℃;
2.自然温度与60℃数据为水泥混凝土与SBS改性沥青混合料之间的环氧沥青粘结强度;破坏断面在沥青混合料上。
3.120℃数据为钢板之间的环氧沥青粘结强度。
通过表1可以看出,在同一温度条件下环氧沥青粘结强度随时间的推移而不断增加,温度越高粘结强度增长速度越快;在当养生温度为自然温度和60℃时,试件的破坏断面在沥青混合料上,说明此时检测到的强度是混合料自身的强度,因此,粘结强度最大值仅在1.2MPa;而120℃下钢板之间的环氧沥青粘结强度可达1.5MPa以上,说明环氧沥青粘结料的自身粘结强度远高于沥青混合料的自身强度。
5综述
环氧沥青防水粘结料的广泛应用,一方面可在混凝土铺装层和沥青混凝土层之间形成一层防水薄膜,有效的阻止空隙水的渗入水泥混凝土铺装层,消除空隙水对铺装混凝土及钢筋的侵蚀与破坏;另一方面可将混凝土铺装层和沥青混凝土层牢牢的粘结在一起,即使在高温下,也能有效的提供远高于沥青混合料自身强度的粘结力,防止因温度过高层间粘结料粘结性能丧失所引起的层间剪切破坏。从而,大大的提供桥面铺装的耐久性能。
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