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公路桥面维护施工工艺和改进措施

时间:2021-11-06作者:宋钢 宋军
本文导读:这是一篇关于公路桥面维护施工工艺和改进措施的文章,高速公路桥面和梁板中最容易出现的病害是裂缝现象。所以,在处理裂缝时要结合裂缝的实际状况,然后选择合适的裂缝修补措施来施工。

  摘    要: 在国民经济快速发展的大背景下,我国的交通运输业也步入了快速的发展轨道。高速公路桥面建设为人们的交通出行带来便利的同时,由于车流量过大,公路桥面损耗会加快,严重时会造成交通事故。面对这种情况,必须要对高速公路路面进行定期维护,以延长道路桥梁的使用寿命,从而更好地保障人们的出行安全。鉴于此,本文分析了高速公路桥面常见病害问题,并对高速公路桥面维护施工工艺进行了论述,以期对同类高速公路养护项目提供一定的参考价值。

  关键词 :     高速公路;桥面维护;施工工艺;

  Abstract: In the context of rapid development of national economy,China's transportation industry has entered a rapid development track.Highway bridge deck construction brings convenience for people's transportation.At the same time,due to the excessive traffic flow,the loss of highway bridge deck will accelerate,and even cause traffic accidents.In the face of this situation,it is necessary to maintain the highway pavement regularly,so as to extend the service life of roads and bridges,so as to better protect people's travel safety.In view of this,this paper analyzes the common diseases of highway bridge deck,and discusses and analyzes the construction technology of highway bridge deck maintenance,in order to provide certain reference value for similar highway maintenance projects.

  Keyword: expressway; bridge deck maintenance; the construction technology;

  1 、高速公路桥面常见病害问题

  高速公路桥面常见的病害问题之一是公路桥面的混凝土破损。混凝土破损主要体现在混凝土出现孔洞凹陷、铺装层裂开、桥头跳车和伸缩型钢断裂变形等情况,出现这种情况的原因是混凝土的强度较差,混凝土浇筑后出现了早期裂缝,受到干缩和温缩等因素而裂开。

  1)橡胶条破损或老化

  由于高速道路周围环境恶劣,长期遭受各种车辆的碾压,例如大型货车、重型车辆等,所以高速公路的橡胶条就会破损甚至老化,出现裂缝。当遇到雨天时,雨水渗入到桥梁结构内,腐蚀了桥面铺置的钢筋和梁端墩台,损坏公路桥面的耐用性,降低了其使用寿命。

  2)伸缩缝型钢断裂变形

  一方面对钢筋计算跨径较大,钢材料不符合相关强度变化和变形的规定,另一方面施工人员焊接工作不严谨,公路混凝土伸缩缝伸缩时受到来往的车辆挤压,这些情况都会导致伸缩缝出现断裂或变形等严重问题。

  3)桥头跳车

  由于软土地基沉降、填料时不充分造成塔板悬空,公路桥面受到重型车辆荷载的作用,渐渐地塔板就会出现严重的断裂。

  以上列举的病害问题都直接影响着高速公路桥面,不但影响公路桥面的整洁美观,并且产生的孔洞凹陷和裂缝逐渐扩大,限制公路桥面的承载能力。当车辆行驶在有这些病害的路面上时,公路桥面会受到剧烈的震动和车辆跳车,易发生交通事故。
 

公路桥面维护施工工艺和改进措施
 

  2 、公路桥面维护施工工艺

  2.1、 维护工作准备

  在进行高速公路桥面维护工作前,需要进行以下工作准备。

  1)清理原桥面剖层

  可以借助一些小型的设备进行桥面清理工作,选择合适的施工单位进行施工作业,严禁使用不符合规定的大型设备清理而损坏公路桥面。清理结束后用运输车将废物残渣及时运送到废料场。

  2)高程的控制工作

  将破损的桥面清理完后,按照相关规定要求测量公路桥面的高程,桥面沥青混凝土铺装控制在4cm~5 cm,钢筋混凝土铺装控制在7 cm~8 cm。若无法满足以上要求,施工人员要及时对坡度进行调整,保证铺装层厚度达到标准。

  3)检查破损缝隙及企口缝

  完成破除工作后,施工人员对原来的裂缝及企口缝进行认真检查,若发现有混凝土松散,填充不实的现象,需要将其全部清理去除,再进行浇筑工作,注意不要损坏企口缝。

  2.2、 混凝土浇筑工艺

  首先将混凝土搅拌均匀后用专用车辆运送,然后进行浇筑施工作业。在浇筑施工时,严格控制混凝土铺装层的标高和厚度,利用振捣棒将企口缝和伸缩缝振捣严实,不能有空隙,并且混凝土表面要整洁干净,不能有浮着的混凝土浆,所以施工人员要认真做好振捣的工作。

  在浇筑企口缝时,要做好这2方面的工作:(1)塔板间隙浇筑时,板间隙宽度需要控制在1 cm~2cm,再浇筑40号环氧树脂砂浆,若板间隙宽度>2cm,可以借助40号细石混凝土浇筑工作。浇筑完成后,用振捣棒完成振捣作业,加强企口缝的紧实性。(2)日常的养护工作时,可以采取洒水覆盖和覆盖草袋膜等方式进行养护工作,确保混凝土的湿润度,待其凝固后强度性高,耐用性久。

  2.3、公路桥面铺设钢筋网片

  在高速公路桥面铺设钢筋网片时,一般采用搭接的形式来焊接钢筋,施工人员按照相关技术规范要求严格施工作业。首先合理铺设短钢筋,在钢筋网上垂直方向焊接,接着再铺混凝土铺装层的中间,注意避免施工时钢筋网出现下垂问题。其次,铺设钢筋网片,注意施工时钢筋网片不能出现弯折的情况。

  2.4 、公路桥面伸缩缝维护工作

  目前,由于私家车辆的增加,高速公路桥面使用频率增加,每条高速公路都承担着过大的交通流量,这就导致公路桥面伸缩缝损坏严重。所以需要相关工作人员及时做好道路维修工作,而将交通封闭后进行混凝土修复,这种方法难度太大,不能确保道路修复的质量,而且也不易执行。

  对于这种状况,可以把碎石掺加到BJ-200高分子聚合接缝材料(产自英国),之后缩成无缝伸缩。这一方法需要进行如下操作:(1)将原有的钢筋混凝土进行凿除清理后,在其底部位置铺设厚度为1 cm左右的钢板,加热粒径为6 cm~20 cm的碎石,之后进行摊铺工作,注意摊铺的厚度控制在3 cm~5cm。(2)将加热后的BJ-200高分子聚合接缝材料浇筑在碎石上面,接着进行夯实作业,之后再二次摊铺,直到填满为止。在最后一次铺设工作时,注意铺设要超过路面约6 cm,再撒上粒径为4 cm的小碎石子,夯实后,可以保证车辆正常的通行。(3)施工过程中,如果发现伸缩缝胶条出现裂缝或老化,要及时修补和更换,减少缝隙掉进杂拌物的风险,可安排养护人员定期清理缝隙间杂物,确保梁板能正常伸缩、稳定运行。

  2.5、 桥梁栏杆维护方法

  桥梁栏杆和桥面护轮带是高速公路上的一种防护性措施,若其出现严重损坏的问题,将会对人们的安全造成威胁。因此,若发现桥梁栏杆有损坏等问题,相关工作人员要及时修补和更换,减少交通安全事故的发生。针对桥梁栏杆的破损不同,分为以下3种情况:(1)桥梁栏杆是钢筋混凝土建造的,其出现较轻的裂缝时,可以用环氧树脂进行修复,若桥梁栏杆严重受损时,就要将损坏的部分去除掉,再进行修复;(2)桥梁栏杆是钢制材料时,容易受到腐蚀的作用,所以养护人员需要定期刷漆防锈;(3)桥面护轮带损坏,需要立即完成修复工作,施工时需要设置闪光灯和警示牌等安全标识,保证施工能安全稳定进行。

  2.6 、公路桥面裂缝维护措施

  高速公路桥面和梁板中最容易出现的病害是裂缝现象。所以,在处理裂缝时要结合裂缝的实际状况,然后选择合适的裂缝修补措施来施工。例如:当出现细小裂缝的宽度<0.2 mm时,采用表面封闭性较好的环氧胶泥等材料来修复;当裂缝宽度范围在0.2 mm~1.5 mm时,采用具有高强度裂缝修补胶泥,准确注射封闭后修复;当裂缝宽度>1.5 mm时,采用U型槽,之后填充环氧树脂和玻璃纤维布,再封闭修复。

  2.7 、桥梁承载能力提高办法

  为了提高公路桥面的承载能力,可以采用外加钢板的方法。但钢板加固的方法有很大的操作难度,不仅需要装可以支护的设备,而且还需要施工人员定时进行修补维护工作,所以这种方法在公路桥面建设中应用并不广泛。因此,在桥梁日常维护中,相关工作人员要定期检查桥梁,采取预防性措施,根据实际情况提高桥梁的承载能力,从而提高高速公路桥面的使用年限,保证人们的安全出行。

  3 、桥面铺装改进措施

  在高速公路桥面维护过程中,主要是要保证桥面铺装的高质量,可以从以下这几种方法进行预防和改进。

  3.1 、加强桥面铺装理论知识学习

  桥面铺装混凝土是指在行车道板上面铺设一种厚度小、面积大的薄层结构,也是一种具有特殊结构的混凝土。与普通结构的混凝土相比,这种薄层结构表面水分蒸发速度较快,拌合物的塑性丧失速度快,铺装的混凝土自身受力、承受变形能力等性能方面都不同[1]。因此,相关理论研究工作人员要针对这些特点进行专门的学习研究,建立一种适合桥面铺装混凝土特点的理论计算模型,设计人员能将这种模型应用到公路桥面建设中。

  3.2、 设计工艺指标的改进

  3.2.1 、提高铺装层厚度

  若桥面铺装层铺的过薄,在伸缩缝和靠近桥头的铺装层就会遭到更大的冲击力作用,不适合公路桥面的要求,不能保证车辆安全通行。所以,需要将桥面铺装层厚度适当的提高,由于梁板预拱度不均匀,要确定合适的最小厚度,施工人员按照此要求规范作业。

  3.2.2 、增加混凝土设计强度

  与普通的路面结构相比,铺装混凝土受到的力更复杂,容易产生各种不利于施工的因素。所以,需要提高混凝土的设计强度,可以将混凝土强度标号增加到C40,在设计中增加混凝土的抗渗等级。此外,还需要将桥面铺装成双层钢筋网,为了能承担车辆的荷载,也可以把钢筋的直径增加到12 mm[2]。

  3.2.3 、加强桥面板间联结

  在桥梁建设中多采用预埋设钢筋锚固法联结桥面板间,由于铺装层和企口缝混凝土没有专门进行加强设计,所以桥面整体性能较差,造成只有单板受力的情况。桥面铺装层承担了单板上不同方向全部的应力,使得桥面铺装在纵向出现裂缝,而且桥面整体不能分散受力,加快了桥面铺装的损坏。

  3.3、 铺装混凝土质量改进工艺

  3.3.1 、铺装层粘接和梁体表面处理

  在进行桥面铺装工作前,首先将梁体表面浮着的混凝土浆去除,使梁体表面保持平整。其次将去除后的混凝土松散颗粒和泥污等清理整洁,保证联结面干净和粗糙。为了更好联结,可在梁体表面涂以界面粘结剂,例如环氧树脂液,从而提高其粘结力,也可在梁体上植入锚筋,将铺装层钢筋网与锚筋联结在一起,这样做的目的是增加桥面铺装和梁板整体结构,可以共同承担外力作用,加强其整体的刚度[3]。

  3.3.2 、原材料和配合比的选用

  混凝土的特点是抗压强度高但抗拉强度低,为了确保混凝土在温度应力和剪切力作用下能较好的抵抗疲劳,那么就应该提高混凝土的抗拉强度。(1)控制铺装层粗骨料粒径。实验证明,随着粗骨料粒径的增大,混凝土抗拉强度随之降低,所以铺装层粗骨料粒径一般不能>2 cm。(2)尽量增加粗骨料的含量。粗骨料可以有效降低混凝土收缩,防止产生收缩缝隙。(3)强度要高于石灰岩。(4)添加适量的花岗岩、玄武岩或安山岩。由于骨料弹性模量高,混凝土干缩受阻,而花岗岩、玄武岩、安山岩的弹性模量、拉伸强度较高且断裂延伸率较适宜,导致混凝土温度胀缩量降低,所以较适合作为骨料来铺装混凝土。(5)由于桥面铺装混凝土独特的薄层结构特点,在配合比时,不适合用较早成型和硬化速度快的水泥,也不适合添加高效的减水剂。(6)添加适当的水泥量和砂率,可以预防混凝土拌合物渗水和干缩,使其容易搅拌。

  3.3.3 、钢筋网定位

  为了确保钢筋网能准确定位,在公路桥面建设中,采用布置定位钢筋的办法。定位钢筋是一种埋在梁板中,用来和钢筋网联结的一种钢筋。在实际施工时,需要铺垫板等防护措施,一方面可以防止钢筋网被施工人员和设备反复踩踏,另一方面可以避免钢筋网出现变形严重等问题。

  3.3.4 、早期养护的温度和湿度选择

  混凝土出现干缩裂缝现象一般是相关工作人员养护不当引起的,再加上混凝土受到温度和湿度的影响,就会出现早期裂缝。具体影响如下:(1)随着环境中相对湿度的增加,混凝土干缩会随之减小,所以较高的湿度能预防混凝土干缩。若工作人员养护时相对湿度达不到要求,混凝土表面就会出现干缩的缝隙。(2)温度和湿度的相互作用,温度越低,相对湿度要求也低。

  因此,在进行初期养护期间,不仅要保证混凝土周围湿度达标,还要选择昼夜温差较小,同时风力也小,气候凉爽的时间段进行施工,防止早期干缩和温缩裂缝对混凝土的影响,延长公路桥面的使用寿命[4]。

  3.4、 其他材料的掺加以改善裂缝

  3.4.1 、粉煤灰的添加

  粉煤灰的内表面积和烧失量影响混凝土的干缩裂缝,首先粉灰煤能将混凝土的水化热降低;其次能将混凝土拉应力起始温度降低;最后能减少混凝土温度降低到环境温度所形成的温差,所以能起到防温缩裂缝的作用。此外,粉灰煤中的石灰有吸收效应,可以降低混凝土中Ca(OH)2的量,将混凝土的耐受性提高,并且粉灰煤能将混凝土的工作性能改善。

  3.4.2 、膨胀剂和引气剂的掺加

  为了改善混凝土抗干缩和抗拉性能,可以掺加适量的膨胀剂和引气剂,这些外加剂能有效减少各种裂缝的出现。

  4 、结语

  综上所述,为了保证高速公路行车的安全性和舒适性,需要对公路桥面进行定期维护保养。高速公路桥面常见的病害有混凝土破损、桥面裂缝、桥头跳车等,所以在对高速公路进行保养维护时就要重点检查这些问题,对公路桥面施工时需要更加注重施工的规范性,对这些病害问题进行分析和改进,采取有效的措施提高桥梁承载力,降低桥梁混凝土损耗,延长公路桥梁的使用寿命,为人们在高速公路上提供更加安全、舒适的行驶环境。

  参考文献

  [1]朱羚君公路桥梁养护管理的现状及对策[J]交通世界, 2019(22):120-121.
  [2]贺晓高速公路桥面铺装早期病害产生原因及养护技术研究[J]山西建筑, 2018(16):151-152.
  [3]杜宪.高速公路桥梁养护常见病害分析[J].交通世界, 2015(25):54-55.
  [4]陈正清高速公路桥梁养护管理探讨[J].价值工程, 2017(9):125-126.

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