汉宜高速桥梁无缝伸缩缝实用技术探究
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摘要：根据汉宜公路的实际情况，通过比较无缝伸缩缝技术和毛勒伸缩缝技术，提出采用无缝伸缩缝处理桥梁的伸缩缝破损修复。
关键词：无缝伸缩缝 性能 施工工艺
汉宜路建成年代较久，原设计小桥伸缩缝均采用D40毛勒伸缩缝，其施工质量相对较差，加之早期高速公路养护管理不成熟，造成其病害加剧，形成路面安全隐患，增加了工程和社会成本，且毛勒伸缩缝维修养护施工周期长，后期维修费用高。鉴于此情况，在汉宜高速公路上进行毛勒伸缩缝改无缝伸缩缝试验。
1 无缝伸缩缝的综合性能与适用范围
无缝伸缩缝粘接料是一种沥青填充式高弹缩体桥梁伸缩缝，是高弹性特种沥青与石料的混合物，它适用于水平位移小于50mm，竖向位移小于3mm的桥梁伸缩缝的破损维修。
2 病害原因初步分析
因汉宜公路建成年代较久，原设计小桥伸缩缝均采用D40毛勒伸缩缝，其施工质量相对较差，经过近20年的通车运营，病害逐渐加剧，形成路面安全隐患。
无缝伸缩缝的优点：可以吸收由于温度和交通负荷作用产生的桥面板位移，而保证表层不会开裂损坏，运行平整； 能够同时兼顾高温和低温、渗透和粘性这些对立的性能要求，弹性恢复力好；能适应不断重复的温度和荷载位移，且能吸收各方面的变形和振动，对桥梁的减震有利；可满足弯桥、坡桥、斜桥、宽松的纵、横、竖三个方向的伸缩与变形；其低温柔性、高温稳定性、高温粘附性好，能在-40℃不会变脆，在70℃时不会滚动，施工时可与现有桥（路）面牢固粘结；可以在不阻断交通的情况下半幅施工，铺装冷却后即可开放交通，施工简便、灵活，使用寿命较长，经济效益好，不易损坏。
与传统的毛勒伸缩缝之间的比较：见下表1。
4 施工工艺
无缝伸缩缝的基本作法是将接缝两边宽约60～80cm范围的桥面伸缩装置替换为一种高弹性的特殊沥青混合料。
4.1 材料由粘结料、集料、搭接钢板和填塞料四要素组成。各种材料的主要技术指标：①橡塑沥青粘结料：针入度：86℃，流值：
4.2 主要机械设备：（一班制）见表2。
4.3 施工方案及流程。无缝伸缩缝总体施工顺序：凿除原毛勒缝钢筋砼清缝清理烘干槽口填塞衬垫嵌条界面涂刷TST弹性层及铺垫钢板分层铺设TST弹性层修整，找平冷却、开放交通。
①凿除原毛勒缝钢筋砼。采用空压机配备风镐对原毛勒缝进行凿除钢筋砼施工，凿除深度为8～15cm（根据原毛勒缝施工深度确定），并对结合面进行凿毛处理，施工时不得损伤梁板、背墙及路面沥青砼，凿除后的废渣应及时清运。
②清缝。用风镐配合自制掏钩清除原梁板与背墙间的填塞物，如砼碎渣，泡沫板等，然后将碎渣清运，并用空压机吹净泡沫及灰尘。③清理烘干槽口。a清除沟槽四周及接缝处的砂石、钢筋等杂物，随后对周边进行除尘。b用喷火器（火枪）反复烘干沟槽，使之充分干燥。
④填塞衬垫条。局部砼修补后，应根据梁板与背墙间的缝宽，填塞将衬垫条，填缝后将表面多余部分切除。
⑤界面涂刷TST弹性层及铺垫钢板。界面涂刷TST弹性层：填缝后在沟槽表面均匀充分地涂一层溶化的粘结料，槽的两侧面也刷上一层。注意要将整个槽底密封，要看不到先前的槽底。在清理干净后要立即密封槽底，如果要推迟密封槽底则应在再次施工前用热喷枪进行再次清理，目的是清理灰尘和烘干水分。铺垫钢板：将搭接钢板（220mm*6mm*L）平稳置于接缝当中。钢板的标准长度为1米，某些情况下钢板可以减少到300mm长。钢板一定要铺置，这样才能支撑上面的料，使其不会掉进桥缝。用钉子将钢板固定以防止移动，确认固定的间隔位置准确无误。
⑥分层铺设TST弹性层。为充分发挥密封胶的粘接性能，所有的操作都要具有连贯性。接缝料要实行分层施工，每段长度为3到3.5m，进行下一段的施工时应把两段的连接处加热至TST弹性材料熔化，否则两段间会出现连续性不好的情况，可能会导致裂痕的出现。
使用TST弹性材料进行施工的基本原理就是要保证有足量的石料且石头均被TST弹性材料覆盖住，确保石头间充满TST弹性材料，没有间隙。具体施工如下：a分层倾倒TST弹性层。每次倾倒后用耙子将石料刮成不低于20mm不高于40mm的厚度，然后再在石料上倾倒TST弹性材料。用刮板将TST弹性材料均匀的覆盖在石料上，要使每个石头间没有空隙，石头不外露。几分钟后，TST弹性材料会将石料间气泡排出。然后按一层石料一层TST弹性材料的步骤层层铺盖，直到倾倒的接缝料离路面只剩下20到30mm。b填顶层混合料：在表层倾倒TST弹性材料和石料的混合料，槽中央倾倒物要略微凸起（约10mm高），这样压实的时候才不会出现凹陷。将细石料和快速加热到推荐温度的TST弹性材料加入到旋转着的油石混合搅拌机里混合，继续加入TST弹性材料直到所有的石头都被包裹住，快速将混合料倾倒于接缝处，刮平，比相邻的路面要高出约5～10mm。
⑦修整，找平。a面层填补修整，找平TST弹性体。在顶层混合料填充完毕后约1个小时，表层的TST弹性体会渐渐渗透至石料的空隙之中，局部表面如同砼麻面状，此时再加热TST弹性体覆盖表面，保证表面平整美观即可。b与路面接缝处压条。在离切割线4到5cm的路面上覆盖两条胶带，用于表面防水、防污染物，保证接缝处与路面接合均匀。
⑧冷却、开放交通。常温下在铺设完TST伸缩缝后应保证3小时以上的冷却时间方可开放交通，特殊情况下可采用表面洒水快速降温后半小时通车。
⑨施工注意事项。a整个施工过程是热操作，一定要严格控制材料加热和槽口温度。TST温度控制在185～210℃，温度太低防碍粘结效果，温度太高易使TST分解和老化。碎石温度控制在160～190℃。b槽口内的碎石一定要填筑紧密，TST充满孔隙略有富余即可，无论伸缩缝内部或表面均不可堆积TST，以免形成软层，与成形不利。TST熔化后渗透力极强，因而不必担心碎石填筑紧密后会影响TST饱满度。c砼槽口的预留宽度最好不要一次到位，可比实际要求窄50～100mm，待施工时再将槽口切割至需要的宽度，新鲜的砼切面更能保证TST与砼的粘结。d伸缩缝施工完毕后，要清除桥面散落的石子和其它坚硬杂物，以免行车时石子等硬物压坏伸缩缝。
5 后期相关观测
5.1 无缝伸缩缝开放交通后，最快的17天、最慢的约半年，现场发现与原沥青路面间的横接缝明显出现，安排灌缝封水；初步分析施工温度和工艺操作的不同导致横接缝出现时间不一致。
5.2 无缝伸缩缝开放交通1个月后，现场测试发现伸缩缝有碾压沉降现象，主要集中在渠道化行驶产生的车辆轮迹带内，沉降量在1-3mm之间，多数沉降量在1-1.5mm；无其他病变。初步分析行车荷载与施工工艺（主要是压实度）的不同导致沉降量不一致。
5.3 伸缩缝开放交通3个月后，碾压沉降进一步加大，沉降量在1.5-4mm之间，多数沉降量在1.5-2.5mm，有1处发现有轻微拥包并伴随有推移现象但不影响使用。
5.4 开放交通半年后，碾压沉降量与3个月时相差不大，多数沉降量在2.0-2.5mm之间，轻微拥包推移处也变化不大，表明沉降速率已经较小；无其他明显病变。
5.5 开放交通1年后，观测结果与半年观测类似，表明伸缩缝已基本稳定。
通过几次的观测表明：无缝伸缩缝的碾压沉降一般发生在头3个月，沉降量一般在1-3mm之间；无其他明显二次病害。
6 结论
采用无缝伸缩缝处理小桥（涵）的伸缩缝破损修复，除了解决毛勒缝砼初凝过程中的内部毛细裂缝外，还能减少对社会车辆的影响、提高行车安全，并大幅降低后期的养护工程量。因为1/4幅施工时不能避免行车振动干扰的传递，毛勒缝砼初凝过程中总回产生内部毛细裂缝，即使添加钢纤维也不能完全抵消，这样浇筑的砼多数在较短时间内又会发生二次破损；而1/2幅施工时，改道封闭时间较长，对车辆行驶和社会影响较大，不宜长期实行。而采用无缝伸缩缝修补，它能避免砼因小范围修补引起的强度不均而导致的挤压破损，同时它不需要养生时间，在温度低于50℃后就可放行，大大减少封道对社会车辆的影响。
无缝伸缩缝的造价比毛勒伸缩缝略高，考虑使用年限和社会成本，全寿命周期内无缝伸缩缝的整体养护费用还是低于毛勒缝。通过这几年的试验及观测，无缝伸缩缝对汉宜路13m跨径以下的小桥（涵）有较好的使用效果。
参考文献：
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[2]陈建新，陆涛，陈飞.桥梁无缝伸缩缝与无缝桥梁的适用性分析[J].公路交通科技，2010.
[3]李扬海，程朝阳等.公路桥梁伸缩装置.人民交通出版社，1999.
作者简介：黄正远（1978-），男，湖北武汉人，本科，工程师，研究方向为工程监理。