金宇晨
(重慶交通大學 重慶 400074)
淺談公路橋面鋪裝早期破壞成因及防治措施
金宇晨
(重慶交通大學 重慶 400074)
在公路橋梁建筑結構中,橋面的鋪裝直接關系到橋梁能否正常的使用。它的質量好壞直接關系到整個橋梁的安全性。本文就當前公路橋面鋪裝的主要情況進行了分析和總結,并探討了相應的解決措施。以此來提高橋面鋪裝的使用壽命
公路;橋面鋪裝;早期破壞;原因;治理
公路交通制約著我國經濟的發展和人民生活水平的提高。隨著公路交通的基礎設施不斷的建設,也凸顯出了一些問題,公路橋面在鋪裝運營后,在使用過程中總是容易出現開裂、坑槽等破壞,給交通帶來了安全的隱患。因此,我們要加大對這方面的認識和理解,從根本上治理公路橋面的鋪裝破壞。
從現階段公路路面鋪裝情況看,橋面剛度太小、鋪裝層與橋面板粘結度不夠以及負彎矩等構造因素,鋪裝層厚度不足、混凝土質量等施工因素都會造成公路橋面鋪裝的破壞。本文將重點說明幾種常見的比較有代表性的破壞的成因。
1.1 施工因素
盡管橋面鋪裝設計人員可能擁有足夠的鋪裝設計經驗,但是如果不曾在施工現場做好詳細的考察調研,在設計制作中可能會忽略實際的施工因素,導致設計規劃不能實現應有的作用。其次,在施工過程中,也有相當一部分因素會導致鋪裝路面質量的不合格。例如所使用的原料;實際的配合比與設計配合比不符;在壓路機碾壓時導致石子脫落,粘結度下降;路面不平整等。這些往往都會導致橋面鋪裝的抗沖擊能力,抗壓抗剪能力不夠。再者施工澆筑時操作工序不合理,沒有在一定的溫度范圍下進行鋪裝,沒有對橋面和鋪裝面間進行徹底的清潔,導致了混凝土層和鋪裝層之間的粘合性下降,承載力不夠。
1.2 構造因素
構造設計不合理也往往是導致公路橋面板鋪裝破環的原因之一。第一,整體鋪裝結構的不科學導致使用過程中容易產生鋪裝層裂縫。如果路面積水嚴重,積水容易對鋪裝層產生水損壞。第二,設計時橋面板布筋過多導致其剛度不夠,在長期活載的反復作用下,橋面板結構產生了嚴重的變形,進而引起鋪裝層的開裂。第三,橋面板在長期作用下產生下撓,橋梁的形狀改變了,在荷載的作用下,橋面將產生不利的負彎矩,鋪裝層因此被拉裂。第四,橋面板與鋪裝層各自的強度不同,而中間的柔性夾層則會相應增加板底拉應力。在這樣的條件下,防水層將可能產生裂縫,最終造成橋面破壞。
1.3 外界環境和運營方面
惡劣的天氣條件,高溫天氣和降雨天氣的反復交替,橋面板鋪裝層不斷經歷冷熱交替,應力不斷增大減小,加重鋪裝層的疲勞作用,因而路面產生起伏、裂縫。車輛的超載和超速行駛,使鋪裝層長期處于超負荷承載,尤其是重型卡車的超速對鋪裝層的沖擊影響很大,加重了早期的各類破壞,加快了路面的破壞程度。過早的通車,鋪裝面未完全的定型,晾干。管理者為了追求效益而過早的允許通車,混凝土的強度未達到一定的標準。在荷載作用下,混凝土路面開裂、裂縫車轍、坑槽等問題相應的凸顯出來。
目前我國橋面鋪裝破壞的最大特點是早期破壞較為普遍且嚴重。橋面鋪裝層的破壞形式主要有以下幾種:
2.1 鋪裝層坑槽
在上述因素的作用下,鋪裝層受損后,沒有及時的引起管理養護方的注意。在雨天和超載的荷載的影響下,造成局部受損擴大,慢慢的發生網裂,松散最后形成坑槽。對于瀝青路面,行駛車輛排放或漏出的油等有害物質侵蝕了路面,使完整的瀝青混合料發生有害的化學反應,造成瀝青膜剝落,路面松散,形成坑槽。
2.2 開裂
設計年限內的累計當量軸次是路面設計的依據。在實際運營中,公路在很短的時間(1到2年)就已經達到了設計年限內的累計當量軸次。因此,路面會產生開裂。在設置橫向縮縫時,切割時間,切割縫深度和接縫料的設計不合理也會造成路面開裂。在氣溫的變化條件下,路面對混凝土因溫度產生的形變進行了約束,結構內部積聚了大量的應力,當應力過大的時候,鋪裝層開裂,即產生了溫度裂縫。
2.3 推移、擁包和車轍
橋面瀝青混合料鋪裝層,在車輛運行過程中,不僅受到較大的車輪豎直荷載的作用,還受到水平荷載的作用,使鋪裝層產生相對滑移。由于滑移受到約束,導致了鋪裝層表面的波形起伏,產生鋪裝層的推移、擁包。在車輛活載的作用下,鋪裝層表面出現沉陷和車轍。
2.4 橋面鋪裝層脫落
在活載、溫度等共同作用下。鋪裝層與橋面之間產生了很大的剪應力,引起鋪裝層的剪切變形。若此時,在其它因素的影響下,界面的粘結力降低了,水平抗剪能力減弱。兩者之間就會產生相對位移,從而使橋面鋪裝脫落。
3.1 提高設計水平,加強鋪裝施工質量
首先,要做好橋面鋪裝設計工作。設計者應當在制定施工規劃之前做好施工實地考察工作,熟悉施工現場的溫度變化、交通條件等因素。對橋面鋪裝的細節設計方面,要有長遠的視野,以此保證路面的實際承受壓力能在設計的最大荷載范圍之內。在進行橋面鋪裝之時,不斷的優化施工工藝,提高施工技術。一方面要不斷的提高施工人員的施工水平,提高其安全意識和質量意識,認真落實每個環節的施工。另一方面要積極做好檢查工作,在施工中嚴格的保證施工質量,確認好混凝土的配合比,避免配合比不合理而造成的裂縫。
3.2 修補及更換鋪裝層
對于橋面鋪裝層出現開裂,脫落等現象后,必須馬上進行維護修復。修復時,先要把受損害的部分進行鑿孔,清除,同時避免對鋼筋造成損壞。鋼筋在有路面積水的情況下,容易發生銹蝕,應先對鋼筋進行除銹等。若鋼筋受損嚴重,必須重新換用鋼筋進行焊接,且在受損部分進行適當加密鋼筋。對于路面受損特別嚴重的,必要時,采取重新澆筑新的橋面鋪裝層。
3.3 合理路橋使用
嚴格控制路橋的使用,在鋪裝符合了一定標準后再投入使用,避免過早的使用造成的破壞。加強載重控制,大型貨物運輸車和超載車輛是導致路面破環的重要元兇,應當嚴格的控制,從源頭上降低橋面鋪裝受損。除此之外定期進行維護和檢修工作。在雨雪、大風等天氣條件下,應當及時的監測鋪裝的受損情況。
對橋面鋪裝層早期破壞的原因的分析,可以很好的幫助我們對公路橋梁進行更加高效的使用,從而促進交通運輸的更好更快的進步和發展。
[1]任立云 商品與質量:房地產研究-公路橋面鋪裝早期破壞原因及治理方法2014
[2]尚云付 科技致富向導-淺析公路橋面鋪裝早期破壞原因及治理 2012
[3]孫廣恩 內蒙古水利-水泥混凝土路面裂縫產生原因分析 2012
[4]董煒 科技與企業-橋面鋪裝病害原因分析及養護對策 2013
U45
B
1007-6344(2016)07-0052-01