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水泥砼桥面沥青铺装裂缝防治技术探讨
UPDATE:2016-6-21 来源:路达伟业

水泥砼桥面沥青铺装裂缝防治技术探讨

桥面铺装不仅影响了行车速度和行车的舒适性,甚至会导致交通事故。桥面铺装不同于普通的高等级路面,桥面铺装体系在行车荷载、梁体变形和环境因素的复合作用下,与一般沥青混凝土路面相比,受力及使用条件要复杂得多。由于桥面非桥梁的主要承载部位,往往未引起设计与施工人员的足够重视,设计的不完善、施工环境的局限、施工质量的粗糙等导致了旧桥加宽后通车不久局部出现裂纹,影响了桥梁的正常使用。本文过对沥青混凝土桥面铺装层出现裂纹的观测、试验、理论探讨,分析裂纹产生的原因,对桥面裂纹的防治技术措施进行探讨。

 

桥面铺装的损坏形式及其原因

 

损坏形式

 

沥青混凝土桥面铺装层属于柔性铺装层,大大缓和行车对桥面板的冲击,与正常路面和水泥混凝土桥面铺装层相比,其损坏形式有所不同。

 

(1)因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂缝,在车辆荷载及渗入的水作用下产生表面松散和坑槽破坏。

 

(2)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,抗剪切能力水平较弱,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。

 

损坏原因

 

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,基变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关,一方面可分散荷载并参与桥面板的受力,另一方面起联结各主梁共同受力的作用;桥面铺装层应具有足够的强度和良好的整体性,并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。现在工程规范中对桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构,所以在设计和施工中不是很被重视,从而使桥面铺装层容易被损坏。

 

桥面铺装层裂纹的防治措施

 

土工格栅

 

采用土工格栅,增强沥青混合料的抗拉应力。由于沥青路面在温度变化下,本身模量的变化下层模量的变化,使沥青面层底部在行车作用下产生较大的弯拉应力,就会发生开裂,丧失稳定性,为了防止裂纹,对沥青面层造成破坏,铺设土工格栅防止裂纹的发生。

 

同步碎石桥面防水粘结层

 

同步碎石技术是指由同步碎石车将碎石与粘结材料在同一时间内同步的铺撒在路面上,通过轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石层。同步碎石作为沥青路面封层应用较广,但作为桥面铺装防水粘结层尚处于研究发展阶段。同步碎石层依靠嵌锁作用与沥青铺装层结合,使水泥混凝土桥面与沥青铺装层牢固粘结成为整体,可以有效地避免纵向与横向剪应力破坏。

 

聚酯纤维改善沥青混凝土

 

在沥青混凝土中掺加聚酯纤维后,纤维在混合料中以三维的分散相存在。纵横交错的纤维所吸附的沥青,增大了结构沥青的比例,减少了自由沥青,使沥青膜处于比较稳定的状态。纤维将增加沥青和矿料的黏附性,通过沥青油膜的黏结作用,提高集料之间的黏结力,进而提高了沥青混凝土的水稳定性能。纤维均匀分散在集料之间,使沥青矿粉不能形成胶团,减少油斑出现的机率。同时,在夏天高温季节,纤维内部的空隙还将成为一种缓冲的余地,不致成为自由沥青而泛油,也有益于沥青混合料高温稳定性。纤维会提高沥青矿粉胶浆的黏结力;增加沥青与矿料的黏附性、握裹力;通过油膜之间的黏结,提高集料之间的黏结力,保证沥青路面的整体性,不易发生裂纹。

对各种裂纹防治措施的试验研究

在某高速公路的连续梁桥桥面上针对三种裂纹防治措施进行试给。采用3种防治方案各铺设30m的桥面沥青铺装层。在桥梁通车2年后对3种方案的防治裂纹的效果进行统计。

 

结论

桥面铺装层上产生的裂纹主要分布形状为纵向裂纹和横向裂纹,纵向裂纹多发生在桥面半幅的中央地带,横向裂纹的形式则多样,有横向未贯通的。3种裂纹防治措施对桥面沥青铺装层早期裂纹的防治均有一定的效果,相对于未采用裂纹防治措施的常规状态,裂纹的总长度均有所减少。实践证明:采用聚酯纤维改善沥青混凝土的效果较好,且聚酯纤维加强的热拌沥青混合料的生产和施工工艺比较简单:聚酯纤维只是简单的掺加,而不用改变矿料级配设计;对沥青粘结料和矿料无特殊要求;生产、施工工艺与不掺纤维热拌沥青混合料基本相同,也不需要大量增加设备和人力,施工完全能达到技术要求。桥面铺装层的裂纹是较为常见的病害,只要提高认识、准备充分、积极预防,桥面的裂纹是可以防治的。由于人建设过程中出现了交通量增大、轴重增加等新问题,这就对桥面铺装提出了更高的要求,桥面铺装层裂纹的防治对桥梁的使用功能和使用年限起着举足轻重的作用

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