沥青混凝土桥面铺装病害成因分析及防治措施研究.pdf
《沥青混凝土桥面铺装病害成因分析及防治措施研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沥青混凝土桥面铺装病害成因分析及防治措施研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、9 4 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 4 年 l 2 月第 1 2 期 沥青混凝土桥面铺装病害成因分析及防治措施研究 张昊, 李茂奇 (天津 市市 政工程 研究 院 , 天津市3 0 7 4) 摘 要 : 由于超重车 辆的大量 出现 , 桥 面铺 装在长期 的运营过程 中容易 出现开裂 、 推移 、 水毁 等病害 。为 了解决桥 面铺 装层在 长期运 营过程中出现的病害, 针对桥面铺装常出现的病害进行了详细分析总结 , 并提出了相应的防治措施 , 对今后桥面铺装层的设计和养 护有一定 借鉴意义 。 关键词: 沥青混凝土; 桥面铺装 ; 病害 ; 成因分析; 防治措施 中图分类 号
2、: U 4 4 3 3 3 文献标 识码 : B 文章编号 : l o 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 4 ) 1 2 0 0 9 4 0 4 0 引言 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,
3、 甚至诱发交 通事故。 以唐津高速公路为例 , 自 1 9 9 8年开通以来 , 全 线 5 0 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 接或间接地诱发交 通事故 ,造成人 民生命财产 的 损失。 如何 防治桥面铺装层病害 , 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 。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
4、一定 的 研究成果6 7 1 。 1 病 害成 因分 析 1 1 沥青层开裂 ( 1 ) 横 向开裂 桥面横向开裂主要是在连续缝处开裂, 连续缝 收 稿 日期 : 2 0 1 4 0 7 1 7 作 者简 介 : 张吴 ( 1 9 8 0 一) , 男 , 天津 人 , 助 理工 程 师 , 从事 道 路 工 程技术咨 询工作 。 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,
5、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 。 ( 2 ) 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。 病害原 因: 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
6、槽 。 1 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 裸 露 、 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 。 出现上述病害有如下原 因。 ( 1 ) 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 1 5 0 0 MP a , 水 泥混凝 土弹性模量
7、为 31 0 4 MP a ) , 沥青混凝土为柔性结 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年 1 2 月第 1 2 期 城 市道桥与 防洪 桥梁结构9 5 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。 1 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
8、坏程度也 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。 ( 2 ) 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 1 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 间的结合 , 高速行驶车辆产生 巨大的层问剪力 , 导致该桥沥青混凝 土铺装 出现 了剪切破坏 和推移
9、 现象 。 ( 3 ) 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。 ( 4 ) 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 。 ( 5 ) 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 6 e m, 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
10、越 小 。 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 】 。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 引起桥 面铺装 出现坑槽 、唧浆 的主要 原因在 于以下 4个 方面。 ( 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
11、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 3个方面 : 第一 ,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 。 第二,
12、水泥混凝土整体强度不足, 主要由混凝 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 。 第三 , 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
13、) 层间结合不 良 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。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 6 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 4 年 1 2 月第 1 2 期 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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 沥青 混凝土 桥面 装病 成因 分析 防治 措施 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【fus****123】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【fus****123】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。