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浅析公路桥面铺装早期破坏原因及治理方法

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【摘 要】我国现有桥梁的桥面从设计到施工,铺装做法还是在一直延续使用着传统的方式。而随着交通压力的不断增加,在造成桥面承受能力负担的同时,使得桥面的局部出现了损坏,这既影响桥面的美观还会增加交通事故风险,为此,有必要研究公路桥面铺装早期破坏原因治理方法

【关键词】桥面铺装;破损;治理

前言

公路桥面铺装的破损早已被列为影响公路使用功能及引发交通事故的一大危害。为此,要重视和发展桥面铺装技术,尤其是要从结构机理的损坏及设计理论探索研究入手。

1、公路桥面铺装层构成和功效

1.1公路桥面铺装层构成

沥青混凝土层、防水层及混凝土找平层构成了公路桥面的铺装层。通常沥青混凝土层的厚度是5—8厘米。常选取1—2层的沥青混凝土配以密级。不但具有较好的应变形能力、稳固的抗热及对低温环境的抗裂能力,而且有防止渗水及可长久耐磨防滑功能。防水层厚度依防水材料不同,考虑桥梁承受能力及环境气候等外因,选择3—8毫米、有较高抵抗拉伸强度、可耐高温环境及不会渗水性质的防水材料。混凝土找平层大多数会选择防水水泥混凝土,使得基面平整,防止渗水。

1.2公路桥面铺装层的功效

1.2.1服务功效:合理设计、优质施工的公路桥面铺装层,在使用年限内,可充分发挥自身作用,最大限度地削减潜在的安全隐患,也可减少日常维修、护理费用,为道路交通投资带来可观效益。

1.2.2承受能力:(1)对车辆荷载有承受的功效。(2)车轮与桥面的摩擦可防范车轮对桥面的磨损。(3)桥梁的主梁有相应的承受能力。(4)直接承受着雨水、大雪、风力、太阳的曝晒等自然外因作用,防止桥梁内部结构混凝土的破损和钢筋的锈蚀等等。

2、桥面的铺装层所承受的作用

2.1桥面的防水层

以柔韧性为主的防水层的延展模量和上下层次的混凝土的不同而变成一个有着延展度的夹层,影响结构层次传递的连续性。车轮移动会在上下表面防水层中产生水平剪应力及非直接的拉应力。如材料的伸展度、粘连度不达标,防水层不仅起不到应有的作用还会轻易被破坏,进而导致铺装层的松散。而车辆的紧急刹车、超重负荷等等都会加快防水层的损坏。

2.2桥面结构层

公路桥梁一般由钢筋混凝土建成,除却人为行驶车辆作用外,桥本身还要接受自然环境的外在影响,比如雨水的腐蚀等等,会造成桥梁承受能力和使用年限下降。桥面铺装层的沥青混凝土层面,虽然经过压实,但还存在孔隙,下雨或下雪时,小孔中就会蓄积水。车辆经过蓄有水的小孔会产生声音,这会对桥梁的铺装层有很大破坏作用。

3、桥面铺装层早期破损的原因

车辆的超重行驶及自然界中存在的各种外界因素,是公路桥面铺装层早期破损的原因,主要是指剪切破坏。剪切破坏造成沥青混凝土表层横向上出现鼓包和裂痕,纵向出现破坏性撕裂,撕裂后便出现凸凹不平的坑,直到最后沥青层分裂破坏,这些都十分常见。桥梁跨度大、交通车辆流通次数繁多、超载超负荷的车辆流经现象频繁等都会造成桥面铺装层早期破损。

3.1设计与实际的原因

3.1.1设计和实际的交通运行量不符:随着交通运行量的逐年增加,使得设计桥梁的承受能力及使用年限与实际通行量不符。逐年的交通量递长趋势,必将损害桥面铺装层。

3.1.2设计和桥面铺装层结构不符:桥梁多种层次结构材料组成的铺装层结构层相互之间不连续。行驶车辆及自然因素都会使桥面铺装层发生扭动、出现错位现象。

3.1.3厚度的设计与实际的承受能力不符:在车轮的作用下结构层发生竖向的正应力,就会出现水平剪应力,结构层厚度超出标准范围时竖向的正应力和水平的剪应力就相应减少,沥青层面被破坏的最为重要的原因就是水平剪应力。

3.1.4不合理的防水层:由于防水层材料种类、厚度不同,所以对水平剪应力有着可以区分的效果。当下最为标准的防水层厚度是3—5毫米。厚度过大会造成沥青层面撕裂。

3.2施工的原因

3.2.1主梁和桥面铺装层之间不牢固:施工时可能存在未按标准对梁(板)进行处理,致使铺装层单方面承受车辆运行压力,铺装层就会轻易被破坏掉。

3.2.2施工时找平层不符合标准:找平层的材料混凝土不符合标准、干性大、水灰比例不对、维护不到位等都会使找平层发生裂痕。车辆在经过这些裂痕时会扩大裂痕面积,从而使沥青混凝土发生大范围破裂。

3.2.3沥青混凝土质量不达标:沥青混凝土原料不符合标准要求,比如搅拌不均匀、碾压不合格等现象都将导致沥青混凝土层面的破裂。

3.2.4防水层施工时未达标:当前国内市场防水层材料种类繁多,材料的选择如与规定不符则会成为公路桥面铺装层前期出现破损的隐因。

3.2.5结构与结构之间不合理:施工中,混凝土的防水层和找平层之间未良好地结合、粘结,就会在受力时,层与层之间产生移动造成沥青混凝土层面的裂痕。

3.3交通管理原因

交通运输量的增加使得桥梁要承受设计者当初设计桥梁承受范围之外的力量。车辆超载、重型车不断往返、司机不限速地行驶、交通管理人员管理不到位等等原因终将成为公路桥梁铺装层潜在或直接的破坏因素。

4、公路桥面铺装早期破坏治理方法

4.1设计上的解决方法

4.1.1成立专门的研究部门:成立专门的研究部门可以相对集中、深入地研究桥面铺装层的承受能力、结构等问题,以解决铺装层早期破坏这一基本问题。

4.1.2适时增加铺装层上的沥青混凝土:依照桥面铺装层的现实受力情景,恰当地增加沥青混凝土厚度。

4.1.3桥面防水层应选择防水涂料:为减少自然中的风、沙、雪、雨等现象对桥面的腐蚀,应使用防水涂料。

4.1.4适度增加主桥梁刚度:因桥梁刚度较小,在车辆超重负荷下,整体上会变形扭曲,所以设计时要增大桥梁刚度。

4.2施工上的解决方法

选择有效手段保证铺装层和主桥梁的完好结合。施工中不但要注意天气的不利影响,而且还要注意选材因素,每一步都要认真贯彻执行条例规定。

4.3管理方法

4.3.1桥面的排水要增强。可更好地使铺装层应对自然环境。

4.3.2增加日常维护修养。铺装层出现裂痕要及时修补,平时也要定期对桥面进行维护修养工作。

4.3.3对超载、超重的、快速行驶的车辆要及时、有效地限制。

结束语

设计上运用合理的方式、选材精心达到标准、施工时严谨把好选择材料的关口、施工后及时、定期对桥面维护修养、使用时对超载、超重车辆予以限制,这样可避免公路桥面铺装层的早期的破坏。