高速公路桥面混凝土铺装层病害及处置措施(共10页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上高速公路桥面混凝土铺装层病害及处置措施来源：交通科技与经济07-06   发布时间：2007-11-30   作者：娄忠应 韩正波 方继涛    摘要：桥面铺装质量的好坏是保证高速公路运行质量的关键因素：结合宁宿徐、乍嘉苏、常张和杭州湾大桥北接线等高速公路的工程实践，就高速公路混凝土桥面铺装的病害成因进行简要分析，并提出相应的处治措施，为设计、施工和监理提供参考。    随着高速公路的快速发展，高速公路桥梁结构型式得到了不断的创新，桥梁跨度也越来越大，但就目前桥面铺装的情况来看，设计与施工大多沿用传统的习惯做法，已不能满足重载、重交通的发展要求，使得通车不久后的桥面铺装层逐渐产生起皮、泛砂、剥落、露骨、空鼓、开裂、松散和破碎等现象，严重影响了行车安全和舒适性以及桥梁的使用寿命。因此，如何采取有效措施，例如优化设计、采用抛丸处理工艺、滑模摊铺等施工方法来提高高速公路桥面铺装的耐久性，保证高速公路桥面铺装的工程质量，是工程建设者必须长期努力解决的问题。现就高速公路混凝土桥面铺装的病害成因及处治措施进行探讨。 1 混凝土桥面铺装病害产生原因     1)厚度不足。由于梁场预制和支架现浇、挂蓝悬浇桥梁空心板及箱梁上部构造时，梁板的预拱度、支架的沉降及预应力反拱均无法准确地预测，如果再加上施工控制不到位，施工中要达到主梁顶面标高与设计值相符是相当困难的。况且设计预应力梁起拱高度时，也未考虑到对桥面厚度的影响，尤其大跨径梁起拱高度加大后，就会相应减少桥面铺装层的厚度，又由于设计桥面铺装厚度普遍较小，一般为812 cm，施工自下部构造的标高累计正误差和梁板施工正误差必然会使桥面铺装厚度减小。在梁板施工过程中，若各环节验收把关不严，会造成成型的梁板尺寸过高；支座的标高控制不严，高于设计高程；梁板的倾斜度过大，或者由于调整桥面纵横坡等因素均可能造成梁板顶面高程高出设计值，而使得桥面铺装层厚度局部过薄，削弱了桥面铺装层的刚度和承载力。     2)配比不严。桥面铺装的施工有采用小型拌和机现场拌制的，这样的施工变异性大，难以保证质量。一些施工单位为成型方便，加大混凝土的坍落度，当采用泵送混凝土时，为满足泵送混凝土坍落度较大的要求，将混凝土配比中水灰比加大，造成混凝土干缩性增大，强度降低，导致混凝土表面开裂。混凝土的原材料质量不均衡、砂率偏大、水灰比控制不好、砂石级配差、混凝土拌和物和易性差以及施工时振捣差、模板漏浆等因素都会使混凝土出现蜂窝、麻面、气孔过多、强度降低等质量缺陷，破坏铺装层的整体性、降低抗裂、抗冲击及耐磨的能力。     3)强度不够。配合比设计不当或者施工控制不严，钢筋网垫高位置不对，无法发挥钢筋网的抗裂作用，引起强度不够；新浇砼时有桥面积水、遭到雨淋和表层浮浆未进行处理的，使砼性能受到影响或厚度不足而引起强度不够；混凝土桥面铺装较薄，振捣不密实或养生不良引起强度不够；冬季施工，防冻剂使用不当，混凝土受冻，导致强度不够。在车辆荷载的作用下，使得桥面铺装较快地出现泛砂、开裂、松散和破碎等病害。     4)排水不畅。如果桥面排水系统设计考虑不周，特别是超高或者反坡段；桥面平整度差、横坡度达不到要求；桥面泄水孔设计数量少或者孔径小，设置位置不合适(如：不在凹曲线、超高段内侧的最低点处设置等)，泄水孔堵塞；桥面防水层施工质量差或者损坏等都会造成桥面排水不畅而积水，使得层间结合力下降，特别是在“动水压力”作用下，会使桥面加速出现病害。     5)粘结不牢。在桥面铺装施工前，没有将梁顶面的松散砂石、泥污等清除干净，主梁表面未凿毛或凿毛的密度和深度不够。有的主梁顶面由于在组织施工中作为堆料场利用或临时通车造成污染，在施工中清理工作执行不力，只是采用高压水冲洗，没有用钢丝刷刷洗，无法保证彻底清理，加上凿毛效果差，浇筑时不先洒水润湿梁顶，浇筑后出现空鼓等，这些都大大降低了桥面铺装层与梁面之间的结合力，破坏了水泥混凝土层的整体性，通车后车轮的剧烈冲击和荷载的作用使桥面出现起皮、裂缝、剥落等现象。     6)定位不准及成因。一般设计要求桥面铺装钢筋网的保护层厚度为3cm，即位于铺装层的中上部。但在实际施工过程中，采用的支垫措施不到位，或贴于梁顶面、或位于中下部，钢筋定位不准确；在浇筑混凝土过程中，常受施工人员人为踩踏、运输机具碾踏和混凝土的自重等因素影响，导致钢筋网变形，向下移位，削弱了钢筋网的抗裂能力，尤其是负弯矩区的桥面铺装层，更容易因此而出现桥面裂缝等病害。     7)接缝不当。桥面铺装应力求少设施工缝，桥面不宽时以全幅一次性浇筑为好，桥面宽度大的，采取以标线位置为分界面，分道施工。但不少施工单位在进行桥面铺装时随意设置施工缝，或不按规定设置施工缝，且不按规范凿毛，并在浇筑混凝土过程中出现的间歇时间过长(一般不宜超过1 h)等，这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。     8)养生不好及成因。桥面铺装若赶在大风天气施工，或施工完成后不及时进行覆盖保湿养生，或刚施工完成后，踩踏外露钢筋等因素，都易出现早期裂缝，裂缝深度多在520mm之间。目前普遍存在忽视混凝土养生现象，这更加促使温缩和干缩裂缝的发育，造成桥面过早出现病害。目前大桥桥面铺装多采用泵送混凝土施工，泵送混凝土坍落度一般为1216 cm，除掺入外加剂外，还加大了水泥用量和水灰比，这样混凝土干缩将大大增加。     9)管制不力及成因。有些建设单位为了达到提前通车或其他外因的需要，过早通车。在桥面铺装完成几天后就要求开放交通，造成桥面在强度不高、变形未稳定的情况下过早承受重载，这也是造成桥面病害的成因之一。高密度、重交通以及超载车辆的增加，加重了桥面铺装层的负荷，并且轴载的大型化会产生更大的冲击，在桥面不平整或者桥面伸缩缝等有高差的地方，冲击则更大，出现的病害也更严重。     10)设计不佳。为了减轻恒载，设计人试图用增加钢筋用量或采用高强度钢筋来减薄桥面板的厚度(如某些顶板偏薄的箱梁结构)，这种桥面板由于刚度不够，在重荷载的作用下引起较大的变形。随着车辆的不断冲击震动，容易使桥面板及铺装层较快地出现疲劳裂缝且易迅速发展。连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等由于荷载的作用而产生负弯矩，上部受拉，使桥面铺装层受到拉应力的作用而产生裂缝，从而产生桥面铺装病害。 2混凝土桥面铺装病害处治措施 21完善桥面系的结构设计     1)抓好前期设计工作，保证最小设计厚度(不小于8 cm)，设置厚度均匀，达到较为理想的受力状态；在梁体顶层应设计与桥面牢固结合的预留钢筋；预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑对桥面厚度的影响，施工时一般按墩台、支座设计高程进行控制；适当增加桥面混凝土厚度和钢筋网格密度，加大钢筋直径；对于需要调整横坡的桥梁，应在墩台帽处及梁板顶面进行调整，不宜最后在桥面铺装内一次调整，这样不利于桥面厚度控制。     2)在进行梁体及行车道板设计时，对于外悬桥面板、连续梁等结构的负弯矩处，以及桥面分缝处各板块角部等位置，桥面铺装层受到了拉应力的作用。为此，设计时对这些部位除了桥面板考虑负弯矩配筋外，在桥面铺装层内增设负弯矩的受拉钢筋，以防桥面在此出现病害。优化桥面排水系统的设计，确保桥面排水畅通，不积水。 22增强桥面砼与梁顶面的层间结合力     1)桥面钢筋绑扎前必须对梁顶彻底清理，凿除表面的水泥砂浆、松软层、浮渣和浮浆，清除梁板顶面的松散混凝土、油污、张拉槽内的杂物等，对梁体顶面进行凿毛处理，露出石子，清扫后用气泵或高压水冲洗干净。凿毛采用抛丸处理工艺，效果较好：抛丸处理工艺能够一次将混凝土表面的浮浆、杂质清理和清除干净，最重要的是同时能对混凝土表面进行打毛处理，使其表面均匀粗糙，大大提高了混凝土层面间的粘结强度。而且在此过程中，抛丸处理工艺还能充分暴露混凝土的裂纹等病害，以便提前采取补救措施。     2)浇筑混凝土前应洒水湿润梁顶，但不得有积水；桥面全宽施工时应一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇筑横坡较低的一幅，避免养生水二次污染。第二幅浇筑混凝土前对粉尘杂物还必须进行清除，特别对接缝处更应细致。     3)检查各种梁间接缝是否符合设计要求，桥面连续处梁端预留钢筋或预埋钢板的位置与数量是否符合设计规定；凿除缝内杂物，按照设计要求做好桥面连续处的处理工作。另外用水准仪普遍测量梁面高程，将梁面超高部分的混凝土用人工全部凿去，并用水冲洗干净。     4)桥面混凝土的中间施工缝必须是垂直立面的竖接缝，并在下次浇筑混凝土前凿毛处理合格。桥面铺装若分幅施工，应对纵横向工作缝进行防渗水处理。桥面铺装浇筑混凝土时单幅宜全幅或应分两幅浇筑，纵缝的位置要避开轮迹带，宜留在梁的中心线上或标线位置处。浇筑混凝土时应顺桥向推进。施工横缝禁止留在负弯矩区内，在施工横缝处桥面纵向钢筋不得断开。混凝土开始浇筑前要对桥面再次清理和洒水湿润，使梁板顶混凝土充分湿润，保证能与新浇筑的混凝土充分粘接。上料应使用泵车或吊车，禁止料斗车、罐车等直接在钢筋上行走，防止破坏桥面铺装的钢筋网。当第二条混凝土铺装浇筑时，两条混凝土中间的纵接缝处要按照施工缝进行处理，必须清除砂浆、杂物，凿成垂直面，凿毛，洒水充分湿润。当浇好混凝土后，接缝处要二次抹面，二次收浆，精心施工，此处桥面横向钢筋不断开，以加强两次浇筑混凝土的有效结合。桥面铺装层浇筑好后若发现有空鼓现象的，必须查明原因，进行返工处理。 23保证桥面砼的厚度     1)桥面铺装施工前，应认真检查梁板顶面的高程，以免出现桥面铺装层厚度不一致，造成过薄或厚薄交界处成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂；特别应注意齿块混凝土的高度，不能影响桥面砼厚度。梁板顶面的高程必须满足桥面铺装的厚度要求，对超高的部分、负弯矩张拉齿块处多余的混凝土、不密实的混凝土必须提前进行凿除处理。要严格控制梁顶面平整度，抹面时应用脚手板搭于两侧滑道上，木板数量、刚度要足够，工人站在木板上进行抹面，边抹边用3 m直尺，纵向、横向校核平整度，保证桥面铺装具有良好的大面平整度，严禁出现坑洼积水现象。防止梁顶面不平整而增加其与混凝土界面的摩擦阻力，致使薄弱桥面开裂。     2)严格控制混凝土的施工质量及梁板的几何尺寸，特别是梁高。要保障同跨梁板的上拱度基本相同，从而保证桥面铺装层厚度基本一致。 24确保桥面砼的强度     1)严格控制混凝土配合比，使用级配良好、各项质量指标均达标的砂石材料，严把水泥检验关，确保砼的强度合格。桥面混凝土冬、夏季施工应有相应的质量保证措施，桥面如有积水应清除后再浇筑混凝土，混凝土应有良好的和易性，坍落度应控制在3-5 cm。使用泵送砼时，应掺加减水剂，坍落度在满足施工机具和规范要求的同时应尽量减小到下限。混凝土应振捣密实，大桥宜使用三辊轴提浆机组、振捣棒、平板振捣器，并尽量配合使用真空吸水，抹面机抹平；中小桥可使用振捣梁振捣，使用滚杠配合整平，振捣时发现低洼处应及时用混凝土找平，严禁事后用水泥砂浆找补。     2)正确的钢筋网定位能增强桥面的抗裂性能，提高砼的整体强度。桥面铺装的钢筋网过去常用混凝土垫块定位，因垫块强度低而造成质量隐患。采用短钢筋支撑定位法可克服这一缺点。钢筋长度为铺装层厚的80左右，双向间距均约50cm。定位筋一端与钢筋网焊接，另一端竖立支撑在梁面之上，对钢筋网实行多点支撑。钢筋绑扎完毕经检验合格后，应尽快进行桥面混凝土的浇筑，浇筑混凝土前，禁止一切车辆和闲杂人员在绑扎好的钢筋上通行，以避免钢筋扭曲变形和移位。 25做好养生工作，减少砼的干缩和温缩裂缝     1)桥面铺装浇筑后，应加强养生。一是要确保养生期足够，避免过早通车受力；二是要确保全湿养生，要保证达到混凝土设计强度之前，始终处于饱和水养生状态。     2)要控制好施工时间，错开大风、阴雨天气，夏季时错开中午炎热时间。在收浆抹面完成后，待表面混凝土已基本失去塑性达到一定强度后进行刷毛处理，刷毛要将表面浮浆全部刷去，露出小石子尖为宜，边刷毛，边清扫，用塑料薄膜或透水土工织物全覆盖，并及时洒水养生，防止水分蒸发过快，砼产生干缩和温缩裂缝，降低混凝土强度。在施工期7 d内要做到覆盖保湿养生，若采用自动喷淋养生技术，则效果更好。 26加强交通管制。做好成品保护工作     1)应加强交通管制，尊重科学，不能人为地提前开放交通。混凝土未达到设计强度以前，禁止任何施工机械在上面作业或通行，同时，还应对超载车辆进行严格的控制。     2)应对桥梁各结构部位进行定期检查，发现病害及时处理，病害发现得越早、处理起来就越容易。发现裂缝后应采用凿v形槽环氧砂浆或沥青等化学补强剂嵌补法、钢筋网混凝土补强加固法、钢纤维混凝土桥面补强法、混凝土粘结剂或环氧树脂表面封涂修补或浇筑涂层修补法等尽早处理，保证施工质量。 3 结束语     桥面铺装层是车轮直接作用的部分，其作用是防止车轮直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轴载起分布作用；桥面铺装的这种特殊作用，要求它必须具有一定的厚度和强度，并能满足抗裂、抗冲击、耐磨性能等要求。桥面铺装层的质量如何，关系到桥梁整体的寿命和使用年限、行车安全及舒适性。只有不断创新铺装施工工艺，采用新材料、新技术、新工艺，从设计、施工、养护等方面采取综合措施，才能更好地消除桥面铺装的病害，保证桥面铺装的质量。参考文献 1中华人民共和国交通部JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范S北京：人民交通出版社，2000 2中交规划设计院JTG D602004公路桥涵设计通用规范s北京：人民交通出版社，2004 3中华人民共和国交通部JGT 80-2004公路工程质量检验评定标准s北京：人民交通出版社，2004 4彭效援最新公路与桥梁工程一级施工实用技术与管理M吉林：吉林人民出版社，2003 5张新天，周建宾，吴育琦道路与桥梁工程概论M北京：人民交通出版社，2006 6刘国杰特大桥梁沥青铺装层层间稳定性试验研究J公路交通科技，2007(6)：69 沁园春·雪北国风光， 千里冰封， 万里雪飘。望长城内外， 惟余莽莽； 大河上下， 顿失滔滔。山舞银蛇， 原驰蜡象， 欲与天公试比高。须晴日， 看红装素裹， 分外妖娆。江山如此多娇， 引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武， 略输文采； 唐宗宋祖， 稍逊风骚。一代天骄， 成吉思汗， 只识弯弓射大雕。俱往矣， 数风流人物， 还看今朝。 克专心-专注-专业