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新闻资讯:
目前城市立交桥桥面铺装普遍采用沥青混凝土铺装由于沥青混凝土铺装与桥梁自身水泥混凝土在材料物理性质各方面的差异,城市桥梁结构结合面上易发生早期破坏
其破坏的原因不仅与设计不足、原材料质量存在问题有关,而且很大程度上取决于现场施工工艺和关键质量环节的控制
因此防止桥面铺装早期破坏成为桥面铺装施工技术的一个重要问题
关键词:桥面,铺装,早期,破坏 为提高车辆在桥梁上的行车舒适性,目前城市立交桥桥面铺装普遍采用沥青混凝土铺装
由于沥青混凝土铺装与桥梁自身水泥混凝土在材料物理性质各方面的差异,城市桥梁结构结合面上易发生早期破坏
其破坏的原因不仅与设计不足、原材料质量存在问题有关,而且很大程度上取决于现场施工工艺和关键质量环节的控制
因此防止桥面铺装早期破坏成为桥面铺装施工技术的一个重要问题
1.桥面早期破坏的原因 桥面铺装破坏以后,不但有损桥梁的整体形象,而且行车不舒适甚至易出现交通安全事故,社会影响极大
论文参考
桥面早期破坏的原因很多,但施工原因主要有三个方面
1.1桥面铺装抗剪强度不足 桥面抗剪强度不足主要是因为沥青混凝土桥面铺装与水泥混凝土结合不好,粘结力较小,抗剪强度较低
在行车荷载作用下,由于沥青混凝土与水泥混凝土弹性模量不同,桥身混凝土与沥青混凝土铺装弯曲变形存在差异,从而产生反复的剪切作用,降低结合面的抗剪疲劳强度
一旦抗剪强度不足处刹车过于频繁或者有车辆紧急制动产生较大剪切力时,将会造成桥面铺装破坏
1.2桥面铺装积水 当混凝土桥面平整度不是很好时,桥面上积水经沥青混凝土面层渗入后,易在低洼处积存,在重力作用下无法沿横坡渗出
此部分积水受车辆荷载作用时,水压力增加数倍,对防水层与梁体顶面、沥青与集料之间起到剥离作用;此部分积水蒸发时,对防水层和沥青会起剥离老化作用,从而引起桥面铺装的破坏
在冬季即使没有外部荷载,桥面积水的冻胀也能造成桥面铺装的破坏
1.3桥面铺装透水 为保证高速行使的车辆在雨天的安全性,桥面铺装都要求具有一定的抗滑性能,提供表面的构造深度和降低空隙率是沥青混凝土配合设计的一对矛盾,在桥梁上使用沥青混凝土时,规范要求不开强振,因此压实度很难提高
由于以上因素,即使优化配合比设计和完善压实工艺,桥面沥青混凝土铺装也难以完全杜绝雨水渗入
由于桥面铺装内水的存在,将极大地减弱桥面抗剪强度,使桥面铺装产生波浪、拥包、裂缝、坑槽等破坏
2.防止桥面混凝土早期破坏的施工技术 要想防止桥面早期破坏,主要应从桥梁施工和沥青混凝土施工两方面着手:一是要做好桥面清浆工作,选择适当的防水材料,以增大桥面混凝土与沥青混凝土铺装的粘结力和提高抗剪疲劳强度,完善桥梁排水设施,提高桥面平整度,减少桥面长时间积水的可能性;二是从原材料和施工工艺上确保桥面铺装的施工质量
2.1提高梁体混凝土顶面平整度的技术 提高梁体混凝土顶面平整度是防止桥面积水的重要措施,只有顶面平整度提高了,桥面积水的概率才会降低
因此,在现浇梁施工中应采用以下技术措施,提高桥面平整度
1)提高平整度标准,增大平整度保证率
一般规范中要求混凝土桥面平整度3米直尺不超过1,桥面积水概率相应减少
2)完善施工控制措施,提高平整度
以钢丝线作为控制桥面高程及平整度的参照标准,这种方式较为简便,但对施工有一定影响易受破坏,而且钢丝固定在两侧模板上,受模板变形及支架不均匀沉降影响较大
3)防止内模上浮
现浇连续梁易出现内模上浮现象,因此,浇筑前必须采取措施防止内模上浮,一般可将内模固定下穿底板固定在支架上,也可采取压重等措施防止内模上浮
在浇筑施工中采取纵向分段、水平分层的浇筑方式,减少内模上浮的可能性
4)强化桥面收面工艺控制
现浇梁混凝土浇筑完顶板后,进行人工收面不应少于两次
第一次应在顶板振捣完进行,收面时应注意不平整的地方进行摊平或补料,第二次应在顶板初凝前进行,采用木板搓板对桥面进行提浆和抹平,对混凝土初凝产生的裂缝进行处理,并防止局部离析
2.2防水层的施工技术与工艺 防水层应根据桥梁结构形式及力学特征进行选择,一般连续结构的桥梁宜选择柔性防水材料
因为柔性防水材料一般属于高聚物沥青基涂膜类材料,遇冷不脆,遇热不变性,整体防水效果好
桥面防水效果与防水层施工质量密切相关,应着重控制桥面凿毛及其清理,喷涂防水层前后作业面要求的湿润或干燥程度和喷洒均匀程度
除此之外还应把施工作业前后工作面的保护作为重点,在铺筑混凝土前防水层不得有破坏、污染
论文参考
2.3保证桥面渗水排出的施工技术 桥面铺装的渗水的排出涉及盲沟和泄水管两个方面
2.3.1固化盲沟的设置 盲沟应设在低侧防撞墙边,使桥面水和面层内渗水在此汇合后通过泄水管排出
(1)固化盲沟的施工工艺 ①中面层施工时,在梁体较低的一侧留5-10不铺; ②上面层施工时,对中面层施工所留缝隙用上面层沥青料补齐,碾压时只进行轻压; ③上面层施工后,对边部沥青料进行修整,使整齐美观
(2)伸缩缝的渗水处理 在伸缩缝处,由于伸缩缝混凝土不透水,盲沟不连续
因此在梁体施工时,在伸缩缝混凝土后高程较高的一端留竖向排水管,管口与桥面混凝土齐平,以排除桥面渗水和盲沟汇集的水
2.3.2竖向泄水管的设置 竖向泄水管适用于连续结构,将泄水管盖和泄水管主体分开设置,泄水管主体自梁体水泥混凝土表面向下安装(顶部宜略低于梁体表面0.5-1),生铁泄水管盖铺设在其上面顶层,不与泄水管主体发生接触,对桥面铺装表面水及面层内渗水的排出不产生任何阻碍作用,较在泄水管上部打孔或打槽能更大限度发挥排水作用
2.4改进桥面铺装层性能的施工技术 2.4.1选用提高混合料性能的材料 (1)选择粘度更大、温度敏感性低、有较好热稳性能和低温抗裂性能的SBS改性沥青,以提高沥青混合料粘结力和高低温性能
实验证明相同级配使用SBS改性沥青抗车辙能力提高100-150%,尤其是SBS改性沥青具有良好的弹性恢复性能,具备抵抗重复荷载作用下的变形能力
论文参考
(2)选择表面粗糙、有棱角、质地坚硬的矿料,提高桥面铺装抗磨、抗滑性能
(3)掺加专门生产加工的适量生石灰粉,进一步提高石料与沥青的粘附性能
2.4.2提高混合料性能的技术要点 (1)集料的集配组成 根据Supperpave对集料集配的要求,在级配曲线某些特定的粒级规定通过范围,明确控制点和禁区
这些控制点或禁区与规范的控制粒级和范围由较大的区别,控制点位于最大标称尺寸,通过级配偏离该区域,而提高混合料抵抗永久变形的能力
(2)以空隙率(Va=4%)为设计标准 根据Supperpave的设计思路,并同时规定矿料间隙率WMA等相关指标,这是从路面耐久性考虑,这相当于路面沥青混凝土铺装经一段时间行车压实后达到稳定状况的应有要求
以往研究已经表明,随着空隙率的增大,沥青易老化,路面使用寿命缩短
若完全Supperpave4%进行配合设计,在当前商品料的情况下,难以实现避开禁区
(3)注重于水损害及耐久性有关指标的控制 Supperpave对沥青混合料水损害试验、疲劳开裂、低温开裂等实验,规定以成型空隙率Va=7%作为标准
因为随着空隙率的逐步增大,水损害破坏程度即进入敏感区域,此时再经过气候因素作用破坏程度最大,当空隙率继续增加时,就相当于沥青碎石结构,水损害破坏程度反而降低
(4)灵活运用规范允许的偏差 根据桥面铺装施工的易失温、难以保证压实度的具体特点,在现场施工要求控制时,摊铺厚度和混合料油石比都利用规范规定偏差的上限,从而保证实际压实度和空隙率目标的实现
3.结论 桥面铺装早期破坏的发生,与桥梁的结构型式、沥青混凝土铺装的性能及施工质量密切相关,完全杜绝早期破坏是不现实的,但通过对其发生概率的研究,可采取有效的施工措施,尽量减少其发生的可能性
直接影响了路面的使用性能的行车安全性
因此,在施工中应掌握控制沥青混凝土施工质量的关键因素
本文结合施工经验,对沥青混凝土摊铺施工技术的情况进行了阐述
关键词:沥青混凝土;路面;摊铺施工 前言 随着高速公路及等级建设的发展,沥青混凝土路面在公路中占有直越来越大的比重,沥青混凝土施工也逐步引起了广泛的关注
它作为路面工程最后的结构层,直接承受行车荷载的作用
因此影响沥青混凝土摊铺质量的因素具有系统性,任何一个环节发生问题,都会影响铺层质量
1起步前的准备工作 1.1路基质量 路基对沥青铺层的平整度起着决定性的作用
由于路基的较大凹陷和凸起无法通过摊铺机自动找平系统一次性消除,特别是当凸起接近或高于以标高为基准的铺层厚度时,熨平板因其具有浮动作用被凸起抬高,使平整度产生较大的超差
因此除以专用摊铺机完成的稳定层外,应对路基进行测量
当局部与基准标高差距较大时,必须进行处理,凸起不得大于铺层厚度的1/2
1.2摊铺起步 根据铺层厚度乘以1.1~1.3的松铺系数制作若干合适的木板,起步前应垫于熨平板下,初步确定铺层厚度及横坡度(有些熨平板可根据水平尺预垫出横坡度)
按照测量架设好的钢丝准线及所要求的横坡,将纵坡仪安装在布料器的轴线略向前的位置上,打开并初步调好自动找平仪的纵坡仪及横坡仪;初步确定层厚标尺高度
由于预定标尺高度涉及到牵引臂的长度、熨平板的尺寸及本身调定的初始仰角角度、调平液压缸的速度、摊铺层厚度等多种因素的影响,而各制造商的产品设计又有所区别,因此这些参数不可能相同
如两台牵引臂长度不同的摊铺机,如果调平液压缸提升同样的标尺高度,则牵引臂长的机器的熨平板产生的仰角小,所形成的铺层薄;反之,牵引臂短的机器的熨平板产生的仰角大,铺层厚
因此,对不同的摊铺机标尺高度与实际形成铺层厚度的关系应通过试验确定
由于自动找平系统检测到的是一个相对值,其绝对值是通过测量确定的,此时先将其设置于手动状态
约摊铺1m后,在不停机状态下及时进行厚度、横坡度及平整度的测量
根据测量结果及时对横坡仪及纵坡仪进行调节,对于伸缩熨平板必要时还要进行伸出部分的高度调节以满足平整度要求
之后,再次重复测量、调节,直至使各个参数达到设计要求后,将自动找平系统设置到自动状态进行连续摊铺
自动找平系统将按照依此确定的新的相对位置进行调节,就能使整个路段的摊铺达到规定的厚度及平整度要求
2摊铺速度 2.1摊铺速度对密实度的影响 在使用高密实度熨平板时,摊铺速度将对其获得的密实度产生影响,特别是摊铺厚层时会产生较高的密实阻力,较高的摊铺速度将使所需的密实度降低
因此,在摊铺过程中一旦确定了摊铺速度就应保持不变,以保持纵向密实度的均匀一致
2.2摊铺速度对平整度的影响 在摊铺过程中,速度恒定对平整度是非常重要的
如上所述,改变摊铺速度会产生不均匀的密实度,从而使碾压产生不均匀沉降,最终将导致平整度不均匀
即使未改变预选的摊铺速度,但由于生产组织及设备等原因会使摊铺机暂时停机
在热铺层状态下,未加防沉降锁的熨平板会因其浮动作用和自重形成沉降压痕
而一旦暂停时间较长,将使未加防爬升锁的浮动熨平板因铺层变凉变硬被抬起形成凸痕
由此产生的压痕或凸痕无法通过压路机碾平
因此应选用具有防爬和防降双重功能的熨平板,以尽可能避免这种情况的发生
3搭接 由于混合料会产生离析等原因,施工规范中已明确提出了限制性条款,大宽度铺层不允许一次摊铺成形,因此搭接摊铺技术的应用将越来越广泛
3.1接缝的产生 沥青混凝土摊铺施工中,接缝分为纵向接缝和横向接缝
纵向接缝通常由于两幅或多幅摊铺形成,有两台摊铺机梯队作业时热料对热料的“热接缝”和一台摊铺机作业时热料对冷料的“冷接缝”之分
横向接缝产生于暂停铺筑的地方,横向接缝一般为冷接缝
纵向接缝应尽可能采用热接缝,由于梯队作业时两幅的混合料温度相差不大,铺层接缝处材料尚可挤压并能较好粘结,只要选择合适的搭接量即可获得良好的搭接质量
万不得已采用冷接缝时,应使用熨平板的平端板或冷却后用切割机切齐,使其形成平接缝以使后来的搭接易于控制
3.2纵向冷接缝的施工 接缝施工的许多错误发生在摊铺第二幅时,在接缝处选择的搭接量太大,见图1
要获得好的效果,搭接量应为2cm,最大3cm
然而,实际操作中6cm、8cm甚至超过10cm的重叠并不少见
从图1中可清楚的看到搭接过大会对整个铺层及接缝造成的两种负面影响
一是由于碾压会产生沉降,尽管沉降量小于沥青混凝土的粒料,但搭接过大将导致粒料破碎并可能使冷层边缘的组织结构受到破坏
二是熨平板的浮动将受到干扰,熨平板在这一侧不是由沥青混合料支撑而是由搭接区域的高度迫使其抬高
显而易见,即使经过碾压,此区域的密实度也必然降低或出现压痕
因此,接缝的正确摊铺方法应当是将搭接量控制到尽可能最小,而不是过去普遍认为的10cm以下
图1搭接量对铺层质量的影响 3.3搭接量自动控制 在实际施工中,用人工控制使搭接量均匀一致非常困难
目前,国外已经研究出一种称为边缘跟踪仪的自动控制装置
它的跟踪臂由第一幅铺层的边缘引导,摊铺过程中与跟踪仪预置的搭接量进行比较,产生偏差时,跟踪仪发出电脉冲信号调整液压伸缩熨平板,实现搭接量的自动控制
4表面粘结料的过度集聚 4.1粘结料集聚的形成 在使用高密实度熨平板摊铺耐磨层时,如果获得的马歇尔密实度超过98%时,将会在铺层表面发生粘结料的过度集聚
由于表面析出的粘结料主要为沥青或改性沥青,使其中骨料极少而导致强度不足
4.2消除粘结料集聚的方法 降低铺层密实度可通过降低高密实度熨平板的夯锤与振动器的频率来实现,同时也就消除了表面粘结料的过度集聚
要获得铺层表面良好的组织结构,高密实度熨平板实现的马歇尔密实度平均应控制在95%以下
摊铺耐磨层时,应降低摊铺时熨平板的压实能量以完全避免粘结料的集聚
5离析 5.1离析产生的原因 混合料在运动当中,如拌和、装料、卸料、分料等过程中,各种粒径级配骨料的滑落速度不同,粗粒料相对细粒料因粘结面积小而粘结力较小,同时粗粒料又因其重力大于粒料之间粘结力的机会较大,而较细料更快滑落,从而产生离析,这是离析发生的内因
搅拌分料过程中,粒料受力方向和大小的改变是离析发生的外因,内外因的共同作用使混合料形成离析的倾向
离析使铺层产生不良结构,整体强度和稳定性降低
粗料集中时,铺层的粒料间沥青粘结面积小,而使粘结力减小导致粒料相互易于脱离,并使道路的防水功能大大降低
细料集中时,由于缺乏骨料,而使铺层的强度不足,弯沉偏大,易于产生泛油及拥包等现象
5.2避免混合料离析的方法 (1)减少混合料在运动过程中的下降高度和时间是减少离析的关键,自卸车接料时应分堆接料,切忌一次完成; (2)摊铺过程中,自卸车向料斗中卸料应一次举升完成,同时要求混合料进入料斗前进行一次拌和; (3)在布料仓内,由刮板输送带输送的混合料的高度应稳定地保持在螺旋叶片的2/3处; (4)在满足材料供给量的条件下,尽可能降低螺旋布料器的高度; (5)螺旋布料器要保持连续稳定地向两边分料,使混和料再次得到均匀拌和; (6)在条件允许的情况下,应尽可能采用大直径叶片; (7)在自卸车能够连续送料时,尽量减少收料斗的收料次数; (8)尽可能不采用超大宽度的一次摊铺成型的施工方法
上述所有方法均能有效地降低混合料在运动中的下降高度和时间,这是避免离析的有效方法
结束语 影响沥青路面平整度因素很多,沥青混凝土路面施工的关键是人员、材料、设备的合理配置
在施工过程中要善于总结,以数据指导生产,注重引进新技术、新材料、新工艺、新设备
对整个施工过程实施有效的动态管理,严格控制各种试验及检测
施工当中发现问题及时处理,只有加强管理,精心组织施工,才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面,创造优良工程
洛阳西苑国投债权资产项目