0.引言
橋面鋪裝即行車道鋪裝,是橋面的保護層,它不僅直接承受車輛荷載的作用,而且還要承受各種環境的考驗,保證橋上全天候通車。因此要求橋面鋪裝有足夠的強度、穩定性、平整度、抗滑性和不透水性。由于鋪裝層是在主題工程結束后進行的,且工程量較小,往往在設計和施工中得不到應有的重視,從而造成了在使用過程中橋面鋪裝出現諸多弊病:如平整度造成行車不舒適、表面粗糙度差和耐磨性差導致車輪打滑釀成事故等等。為了提高橋面鋪裝的抗滑能力,減少滑移事故,增加橋上行車的安全性,非常有必要對其抗滑性能進行研究。現分析產生滑移的原因,并提出了一些行之有效的預防、改進措施。
1.影響橋面鋪裝抗滑性能的因素
目前,在公路橋梁中,橋面一般采用水泥混凝土和瀝青混凝土兩種鋪裝,無論哪種鋪裝形式其抗滑性能主要取決于車輪與鋪裝層間摩擦系數的大小。
1.1水泥混凝土橋面鋪裝
1.1.1溫度對摩擦系數的影響
通過交通事故的調查結果分析表明:交通事故(尤其是惡性交通事故)大多發生在下雨和潮濕得得天氣,此時附著于鋪裝層集料表面的水膜使道路的摩擦系數降低。
1.1.2路面粗糙度對摩擦系數的影響
大量實驗證明,輪胎和鋪裝層之間摩擦系數的大小取決于鋪裝表面的粗糙度。粗糙度決定于鋪裝層的微觀構造和宏觀構造。微觀構造是指鋪裝層石料本身的微觀粗糙度,宏觀構造是指鋪裝層集料凹凸形成的宏觀粗糙度。前者提供抗滑力,后者則是通過迅速排除輪胎與鋪裝層界面的積水而增大附著力,使微觀構造所形成的抗滑力在高車速下得以保持。
1.1.3其他因素的影響
鋪裝層的滑移性污染,也是不容忽視的因素。氣候長期干燥開始下雨時,積聚在鋪裝層面的塵土、車輪橡膠磨損下來的粉末、漏油點與工業粉塵間形成的天然潤滑劑薄層,均會大大減少輪胎與鋪裝層間的摩擦力。另外,冬季橋上的冰雪、運輸車輛撒砂等附著物使橋面鋪裝的抗滑性能明顯降低。橋梁橫坡度大、坡陡、彎急、超高不足等都易產生滑移的問題。
1.2瀝青混合料橋面鋪裝
影響瀝青混合料橋面鋪裝抗滑能力的因素除上述潮濕狀態、粗糙度和滑移污染等外,還有一個不容忽視的關鍵因素—瀝青面層材料。
瀝青混合料面層因使用瀝青結合料,增強了礦料間的粘結力,提高了混合料的強度和穩定,若瀝青材料選擇不當,瀝青用量過多,鋪裝層就會出現泛油現象,形成光面,降低路面抗滑能力。
瀝青混合料鋪裝層的礦料,若采用堿性的石灰巖,它與瀝青的粘附性能好,但它的硬度低、耐磨性差,在長期車輪荷載作用下,抗滑性能較差,若選用玄武巖、石英巖等酸性材料,雖其強度和耐磨性都優于堿性石料,不如堿性石料,易產生剝落,游離的瀝青將導致抗滑能力的降低。
2.預防、改善措施
2.1水泥混凝土橋面鋪裝
提高水泥混凝土橋面鋪裝抗滑能力的主要途徑有兩個,(1)合理選擇材料,確保集料的抗磨光和抗磨耗能力。由于砂礫的硬度對抗滑起著重要的作用,因此要求硅質砂或石英砂的含量不少于30%~40%,水泥砂漿磨光值PMV?45。對混凝土的配合比,應選用低水灰比,并在滿足水泥混凝土強度的前提下,盡可能采用較低的水泥用量,以提高水泥砂漿抗磨光的能力。(2)通過有效的表面處理工藝,形成粗糙耐久的宏觀構造。常采用的措施有:a拉毛。拉毛是在攤鋪混凝土后,用麻袋或重掃帚將橋面鋪裝表面拉毛,這種做法工藝簡單、耗能少,但耐久性差,只適用于交通量不大的道路橋梁。b塑性刻槽。塑性刻槽就是在混凝土處于塑性狀態時,用齒靶、滾壓器等工具,在鋪裝層表面上拉(壓)成槽。塑性刻槽深度一般為3~7mm,槽寬3~5mm,槽間距為15~30mm。
溝槽可采用橫向和縱向兩種方案。橫向溝槽可迅速排水,具有較好的縱向抗滑能力,但滾動噪音較大。縱向溝槽可提高行車方向控制性,防止高速行車的漂滑,是減少事故(尤其是發生在曲線橋上)的有效措施,但排水性能不如橫行溝槽。具體施工時,在人口密度高、交通量大以及曲線橋上應采用縱向溝槽,在雨量充沛地區應采用橫向溝槽。
2.2瀝青類橋面鋪裝
橋面鋪裝層的集料直接承受車輪荷載的沖擊和磨損作用,集料的抗磨光和抗磨耗以及抗沖擊能力,是影響抗滑能力及其耐久性的關鍵因素,設計是要采用砂巖、玄武巖、石英巖等酸性石料,其抗磨耗性和抗沖擊性都較好。同時還應注意以下問題。
(1)在設計和施工中都要嚴格控制規定的油石比,不得隨意改變用油量的標準。(2)加入適量的抗剝離劑。抗滑性能好的集料大多數屬于酸性石料,同瀝青的粘附力不如堿性石料,為提高瀝青和石料間的抗剝離性能,應添加一定數量的抗剝離劑:a用干燥的磨細的消石灰或生石灰作為填料的一部分,其用量為礦料的1%~2%。b在瀝青中加入表面活性劑(陽離子型),一般摻加瀝青用量的0.4%。c將集料用石灰漿處理后在使用。
另外,無論是水泥混凝土還是瀝青混合料橋面鋪裝,施工中要嚴格按規范要求進行操作,進行養護工作。在使用過程中,水泥混凝土鋪裝層不滿足抗滑要求時,可采取鋸槽和瀝青表面處治,恢復其抗滑性能;瀝青混合料橋面鋪裝可采用乳化瀝青稀漿封層法,這種封層法不僅表面色澤均勻,不產生泛油現象,而且還能形成較好的粗糙度。
3.結束語
橋面鋪裝抗滑是實現重交通道路橋梁安全、舒適、高速行駛的關鍵技術問題之一。因此,必須認真分析產生滑移的原因,找出對策。從設計、施工和養護等方面著手,確保橋面鋪裝具有良好的抗滑性能。 [科]
【參考文獻】
[1]公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004).中華人民共和國交通部發布行業標準.
[2]公路工程集料試驗規程(JTG E42-2005).中華人民共和國交通部發布行業標準.
[3]公路工程瀝青路面施工技術規范(JTG F40-2004).中華人民共和國交通部發布行業標準.
[4]公路橋涵施工技術規范(JTJ 41-2000).中華人民共和國交通部發布行業標準.