【摘要】隨著我國高等級公路通車里程的不斷增長,為保證高速公路行車的安全、快捷。必須及時對高速公路橋面鋪裝早期病害進行處治。本文通過對當前高速公路橋面鋪裝容易發生早期破壞的現狀,從橋面鋪裝的設計理論、設計指標、施工質量、后期養護及管理等方面分析導致其破壞的原因,并就如何預防病害的發生,從設計、施工、養護管理、法規建設等方面提出具體措施和建議。
【關鍵詞】高速公路;橋面鋪裝;破壞原因;預防措施
【中圖號】U416.2【文獻標示碼】A【文章編號】1005-1074(2009)03-0074-01
1橋面鋪裝病害的類型
1.1裂縫瀝青混凝土面層出現開裂,以橫縫、縱縫、網狀裂縫的形式出現,將面層除去后,發現橋面水泥混凝土鋪裝層上也出現裂縫。
1.2擁包橋面鋪裝中的瀝青面層在位于行車道位置發生縱向擁起,有時擁起部分向兩側隆起,對行車的舒適性、安全性影響較大。
1.3坑槽一般在雨后容易形成,隨著病害的發展,橋面唧漿、松散在得不到及時維修處理的情況,受雨水沖刷和行車的作用下,導致粗集料脫落,形成坑洞,面積在0.5~1.0m2之間,對行車的安全造成嚴重隱患。
1.4縱向通縫由于橋面鋪裝的滲水,在雨雪鹽水的侵蝕和反復凍融作用下,水泥橋面鋪裝強度不足,在超重荷載作用下橋面鋪裝損壞,進而滲水進一步侵蝕絞縫致使絞縫損壞,從而反射到瀝青路面表面層上。
2病害產生原因分析
瀝青混凝土表面層,有粗骨料集中等不均勻現象,路面滲水在重荷載車輛作用下,局部風化層脫離或破壞,使透水性進一步加大。使路表水(雨雪水、鹽水、油水等)較易浸人橋面鋪裝中。橋面鋪裝局部出現病害后,透水性進一步加大,嚴重的發展到整個橋面鋪裝層內蓄水,致使橋面鋪裝大面積破損。總之,橋面鋪裝過早破損產生的原因是大量重荷載車輛作用下的水損害,鹽水的浸入加速了橋面鋪裝破壞的過程。
3橋面鋪裝破壞的預防措施
3.1重視對橋面鋪裝結構理論的研究橋面鋪裝混凝土是澆筑在行車道板上的一種厚度很小、面積較大的薄層結構,無論從混凝土拌和物塑性的喪失速度,混凝土表面水分的蒸發速度、還是鋪裝混凝土本身受力特點、受到的約束限制、承受變形等方面,都與普通結構的混凝土有很大不同,應該說是一種特殊結構的混凝土。理論研究工作者應對此進行專門研究,提出更適合于橋面鋪裝混凝土自身特點的理論計算模型,供設計人員使用。
3.2改進設計指標
3.2.1增加橋面鋪裝層厚度隨著經濟的發展,過薄的橋面鋪裝層已不適應車輛發展的需要,尤其是伸縮縫和橋頭附近的橋面鋪裝層受到的荷載沖擊更大。因此,在設計時應適當提高橋面鋪裝層厚度,并針對因梁板預拱度的不均可能出現的影響,提出明確的最小厚度要求。
3.2.2提高混凝土的設計強度由于鋪裝混凝土與一般的路面結構不同,其受力較復雜,且不利因素多。因此,在設計時應提高其強度,建議將其標號提高至C40,同時,適當提高混凝土的抗滲等級,并應在設計中進一步明確。另外,對橋面鋪裝鋼筋建議作雙層鋼筋網設計,或加大鋼筋直徑至12,以適應日益增長的車輛荷載。
3.2.3強化行車道板間聯接設計目前橋面板間聯接多采用預埋鋼筋錨固的方式聯系,在鋪裝層及企口縫混凝土上未做專門的補強設計,導致橋面系整體性不好,容易形成單板受力。而單板不同的位移應力全部由橋面鋪裝層來承擔,導致產生貫穿橋面鋪裝的縱向裂縫,加劇了橋面鋪裝的損壞,也不利于橋梁整體分散受力。
3.3改進施工工藝,保證鋪裝混凝土質量
3.3.1層間粘接與梁體表面混凝土的處理橋面鋪裝施工前應先鑿除梁體表面浮漿,并均勻鑿毛梁體表面,同時,還應對鑿后的混凝土松散顆粒、砂石、泥污等清除干凈,確保聯接面干凈、粗糙。為進一步提高粘結能力,還可采取在鑿毛的梁體上涂抹界面粘結劑(如環氧樹脂液等),或采用植筋的方法,即在梁體上植入錨筋,并將其與鋪裝層鋼筋網連結等,以增強橋面鋪裝與梁板的整體性,共同地參與受力,提高整體剛度。
3.3.2選用合適的原材料和配合比由于混凝土具有抗壓強度高、抗折(拉)強度低的特點,因此,如何提高其抗折強度是保證混凝土在剪切應力和溫度應力作用下,有較好的抗疲勞能力的重要保證。在施工中應注意粗骨料的粒徑,有實驗表明,隨著粒徑的增大,混凝土的抗折強度降低,作為鋪裝層的粗骨料最大粒徑不能超過2cm。
3.3.3準確定位鋼筋網施工中可采取設置定位鋼筋的方法,以保證鋼筋網定位準確。定位鋼筋可埋設于梁板中,并與鋼筋網連結。施工時采用鋪設墊板等措施,避免施工人員和機具在鋼筋網上直接碾壓,以防止鋼筋網出現較大的變形。
3.4適當摻入其它材料,改善混凝土結構性能
3.4.1摻粉煤灰粉煤灰不僅可以改善混凝土的工作性能,還可以利用石灰吸收效應減少混凝土中的氫氧化鈣的含量,從而提高混凝土的耐久性。粉煤灰的內比表面積和燒失量對水泥混凝土的干縮影響大,而且粉煤灰的加入可降低混凝土水化熱,降低混凝土出現拉應力的起點溫度,減小混凝土降至環境溫度時溫差,有效防止溫度裂縫的發生。
3.4.2摻入鋼纖維鋼纖維能有效抑制干縮的發展,在混凝土中摻人1.5%左右的鋼纖維,可以在混凝土中形成亂向分布的三維網狀結構,從而抑制混凝土干縮。
3.4.3摻外加劑適當的膨脹劑和引氣劑對于提高混凝土抗干縮能力和抗折強度有十分明顯的作用,這對于減少因混凝土自身性能產生的各種裂縫十分有利。