桥面铺装与防水论文

桥面铺装与防水论文（精选10篇）

桥面铺装与防水论文 第1篇

1 桥面铺装防水粘结层存在的问题

长期以来,我国对桥面防水没有足够重视,表现在两个方面:一是全国性的设计与施工技术规范中,对桥面铺装的防水没有详细的设计原则,如桥面防水设计年限的规定、材料的选择原则、施工工艺以及桥面防水层与桥面板间粘结力和抗剪切强度的一些要求等;二是在大规模的高等级公路建设中,仅重视桥梁结构强度的设计,而没有对桥梁建成以后的使用耐久性问题进行强制性规定。因此,我国在桥面防水设计方面还较落后,缺少规范性指导意见,呈现一种杂乱无章的状态[3]。

目前在防水粘结层的应用上也存在许多问题,主要表现在防水粘结层技术本身、与之相邻的铺装层的性能、工程外部环境等。

1)粘结力低。防水粘结层与桥面之间粘结力的不足会最终导致防水粘结层的失效。粘结力下降的原因很多,如防水材料本身的粘结力差、防水层偏薄、桥面处理不合格(有浮浆、杂物、灰尘等)、混凝土桥面含水量大、防水粘结层有气孔等。防水粘结层与面层之间的粘结力低,往往是沥青铺装产生早期破坏的根源。

2)剪切力低。在交通荷载作用下,弯道、坡度大的桥面处存在较大的横向和纵向剪切力作用,这些位置最易发生铺装层剪切破坏。

3)缺少保护层,防水粘结层被硌破。沥青混凝土铺装过程中,运料车辆、履带摊铺机及沥青混凝土的高温作用、压路机碾压的过程均会对防水层造成一定的破坏,使防水粘结层的不透水性降低,致使一些桥面在未通车时就出现透水现象。

4)沥青混凝土铺装层过薄。车辙、剪切力集中在防水粘结层部位,铺装层厚度越薄,防水粘结层所受拉应力越大,越容易被破坏。

5)沥青混凝土铺装层空隙率大。此种情况下,沥青混凝土铺装层易透水,动力水压力重复冲刷防水层,致使防水粘结层与沥青混凝土铺装脱离,此时防水粘结层成为承受交通荷载的重要结构层,远远超出防水粘结层的功能和受力范围,最终防水粘结层产生破坏。

6)超载和重型车辆多,防水粘结层所受到的剪切力就大,此时防水粘结层易产生剪切破坏。

2 防水粘结层力学分析

桥面铺装层结构体系由沥青混合料铺装层、防水粘结层及水泥混凝土板组成,进行力学分析时,可将桥梁整个上部结构简化为一块纵向的板体结构。为了研究方便,可以把这一纵向的板体结构分为两层:第一层为桥面铺装(厚度为hs),第二层为主梁、桥面板等简化成的板,在此称为主板(厚度为h)。这样桥面板和铺装层整个结构变为叠合板体[4,5,6],如图1所示。

根据假设可知,上(铺装层)、下(梁板体)交界面既没有剪力连接,也无摩擦作用,因此交界面上只有法向分布力,设为ω(x)。由于梁板体的刚度远远大于铺装层,因此上层铺装层的变形受下层梁板体的制约,其挠曲形状与下层梁相同,即有f1(x)=f2(x)=f(x)。根据主板的受力及变形特性将其简化为正交各向异性小挠度弹性薄板,符合弹性薄板理论的有关假设和要求。根据板壳理论,其弯曲的基本微分方程为:

同样根据铺装层的特性可知,该板属各向同性大挠度薄板。其弯曲的基本微分方程为:

通过以上分析,整个桥面上部体系可按双层体系进行分析,即具有一定厚度hs的大挠度弹性薄板的上层,连续地支承在一个厚度为h的小挠度弹性薄板的面上。为了获得双层体系中桥面铺装层结构的基本微分方程,根据设计可以假定:两板之间是可以相对滑动的,完全无摩阻力且没有脱空现象。据此,采用静力学中的截面法,可得下面的微分方程:

式(3)反映了桥面铺装结构在荷载p(x,y)作用下的本构关系,可认为是桥面铺装弯曲面的基本微分方程。桥面防水粘结层设置的目的就是将沥青铺装层与桥面板粘结成一个整体,二者能够共同承受路面荷载产生的协同变形,充分发挥复合作用,改善铺装结构的受力情况。

3 防水粘结层的作用

桥面铺装中的防水粘结层结构是桥面铺装与普通路面结构一个较大的不同之处,是桥面铺装的应力、应变过渡层。现有研究结果表明,防水粘结层不仅降低沥青混凝土铺装层的内部应力,也降低桥面板内部各节点的应力,是桥面铺装结构体系的关键环节。

沥青混合料铺装层的物理与力学性能同桥梁结构相比有着明显的差异,即一柔一刚。这一特性导致二者在温度变化及荷载作用下应力与位移的不连续性,尤其是水平剪应力往往主要由铺装层承担;铺装层在车轮荷载及其冲击下,部分参与了主梁的变形,要承受由于协同变形产生的内力;由于桥面系加劲部件的存在,使得刚性铺装层体系的受力状态更为复杂,使用条件更为苛刻。随着桥梁跨度的增加及桥面的加宽,桥梁的柔度变大,连续梁桥和箱梁等桥面的特定部位在荷载作用下会产生负弯矩;桥面铺装所承受的变形及应力、行车与风载的振动、铺装温度等条件,较公路路面及机场路面复杂得多,更需要桥面板与铺装层协同作用,共同承受荷载作用和温度变化作用,充分发挥铺装与桥面板的复合作用,减小铺装层和桥面板的应力、应变[4]。

防水粘结层就是这样一个能起到承上启下过渡功能、保证铺装层与桥面板能组成一整体共同受力的结构层次。铺装层与桥面板间的粘结作用对保证整个桥面铺装体系的复合作用以及在交通荷载作用下铺装层与桥面板的协调变形至关重要。在荷载作用下,铺装层与桥面板的复合作用不仅降低了沥青混凝土铺装层内部的应力,也降低了桥面板内部的应力,因此这种复合作用对整个铺装体系各部件的受力均是有利的,并且水泥混凝土板的弹性模量与沥青混凝土铺装层模量的比值(定义为模量比系数n,无量纲)越小,这种复合作用的效果越强,铺装体系各部件内部的荷载应力就越低。因此,粘结层的完好对改善桥面铺装层的受力条件非常重要。

另外,防水粘结层的破坏不仅会降低铺装层和桥面板的复合作用,增加铺装层内部的应力,加速铺装面层的破坏,同时给修复工作带来极大困难。当防水粘结层与桥面板之间丧失粘结力发生剪切破坏时,沥青铺装面层可能仍保持一整体,并未发生严重破坏,但目前对层间剪切破坏的修复方法只能将粘结层破坏区域的沥青混凝土铺装层(无论破坏与否)全部铲去,重新施工粘结层和沥青混凝土铺装层,这样大大增加了工程费用,且修复时会妨碍交通正常运行。因此,必须保证防水粘结层的使用要求,降低粘结层剪切破坏发生的概率。

4 防水粘结层的功能要求

理想的防水粘结层可以简单地概括为:在设计年限内不透水,并能承上启下将水泥混凝土铺装层与沥青混凝土铺装层联为一体抵抗交通荷载的作用,且是经济的。从桥面铺装的结构组成来说,不但要求防水粘结层具有良好的粘结性能,使得整个桥面系统在行车荷载的作用下保持良好的整体性,不至于因为行车荷载的水平剪应力而造成层间滑移,引起桥面拥包、坑槽等病害;还要求防水粘结层具备优良的不透水性能,以保证在桥梁的使用期限内外界水分无法渗漏到桥面混凝土内。这就要求防水粘结层不仅要保持良好的完整性,而且还要具有一定的抵抗外界破损的能力[7]。一方面,防水粘结层施工过程中,防水粘结材料要承受沥青混合料高温和压路机碾压的作用,应该保证在经受可能的施工损伤后仍保持良好的不透水性。另一方面,作为与桥面板粘结为一体的防水材料,要经历应力变化的整个过程,不仅要承受拉区的弯拉变形,在裂缝处还要协调与梁体之间的变形关系,抵抗混凝土裂缝造成的破坏。同时在防水粘结层的使用过程中,在动荷载压力环境下保持不渗漏,这也是对材料性能的基本要求。具体来说,鉴于水泥混凝土桥面防水粘结层的重要性,对防水粘结层的性能应作如下要求:

1)要求桥面防水粘结层与水泥混凝土板具有良好的层间粘结力。

水泥混凝土板在温度应力和行车荷载作用下,混凝土板和沥青铺装层都要发生一定程度的挠曲变形,桥面防水粘结层提供足够的粘结力是桥面沥青混合料铺装层与水泥混凝土板成为整体的保证。一定的层间粘结力,可防止桥面铺装出现层间滑移、沥青铺装层剥离、拥包等病害,确保桥面铺装具有优良的使用性能。

2)要求桥面防水粘结层具有良好的抗渗性能。

桥面防水粘结层不仅要抵抗雨水的渗透,阻隔雨水渗入桥面板,还要防止孔隙中的水分在车辆荷载的挤压作用下,产生很大的脉冲动态水压作用而穿透防水粘结层。因此,要求桥面防水粘结层具有良好的抗渗性能,抵抗在动水压力下的渗透作用,保护桥面板。

3)要求桥面防水粘结层具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和抗腐蚀的能力。

虽然全国各地气温高低不同,但某些地区极端最高气温可以达到43.2℃,桥面温度更是可以高达70℃,因此必须要求防水粘结层在高温下不流淌,并能提供足够的层间结合力及抗荷载剪切能力。

4)要求防水粘结层具有良好的耐久性。

防水粘结层材料多为有机材料或高分子改性沥青材料,而有机物的缺点是容易老化,老化后材料会丧失原有一些优良的性能,比如老化后弹性、韧性、强度、防水性能都会降低。因此,还应要求防水粘结层具有优良的耐老化性能,保证使用年限内抗剪能力不丧失,不会早期破坏。

5 结语

本文通过对混凝土桥面铺装中防水粘结层的研究,在对桥面铺装层进行力学分析的基础上,探讨了混凝土桥面铺装层的设计理论,分析了防水粘结层在桥面铺装中的重要作用,结合防水粘结层常出现的问题对防水粘结层应满足的功能要求提出了建议,以期延长桥面铺装层的使用寿命。

摘要：混凝土桥面铺装层破坏已成为影响高速公路使用功能发挥以及诱发交通事故的一大病害,成为当前迫切需要解决的重要问题。究其原因,主要是对桥面铺装防水粘结层的重要性认识不够。本文在对国内防水粘结层设计存在的问题进行整理的基础上对桥面铺装层进行力学分析,研究防水粘结层在桥面铺装中的作用,并对防水粘结层的设置提出了一定的功能要求。

关键词：混凝土桥面,铺装层,防水粘结层,力学分析,功能要求

参考文献

[1]刘红斌,唐智伦.我国沥青桥面铺装的病害及其原因分析[J].公路交通技术,2007(2:)123-126.

[2]魏星,高波.速公路混凝土桥梁桥面铺装的病害及防治措施[J].公路交通技术,2004(6):43-45.

[3]吴玉辉,杨彬.桥面防水层技术探讨[J].北方交通,2007(2):62-65.

[4]王京元.水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析和结构设计方法[D].大连:大连理工大学.2003.

[5]罗立峰,钟明,黄成造.桥面铺装设计理论的研究[J].华南理工大学学报(自然科学版),2002(4:)91-95.

[6]钟明,黄新元,等.防水层混凝土桥面铺装设计方法的研究[J].广东公路交通.2000(增刊1):55-59.

桥面铺装与防水论文 第2篇

【关键词】预应力混凝土箱梁；桥面施工；维修；防水

施工人员在进行桥梁工程建设的过程中，需要对混凝土箱梁桥的桥面加强重视。一般来说，结构类型主要由三个部分组成，包括调平层、防水层和铺装层。从这三个层面上看，铺装层所用的材料主要是以沥青混凝土为主。在桥梁工程投入使用之前，施工人员需要对铺装层的防水功能进行控制，促进桥梁功能的发挥。在实际的施工过程中，操作人员需要从全面的角度来进行分析和探讨，在延长使用寿命的基础上，保证桥梁工程施工的整体质量。

1.桥梁工程防水功能下降引起的质量问题

从现如进的桥梁建筑工程建设的现状上看，出现渗水的现象时比较常见的。渗水问题不仅会严重地影响到混凝土的质量，严重的还会造成桥面钢筋结构的腐蚀现象。为了对桥梁工程的防水问题进行深入分析和探讨，笔者主要对具体的桥梁进行分析，从实际的施工情况入手，对病害问题形成的原因进行探讨。

病害形成的原因：本次研究中主要选择的是某市的桥梁工程，在工程进行之前，设计人员对沥青混凝土以及水泥混凝土的调平层的厚度进行设定，将厚度控制在4㎝左右。从现如今桥梁施工的相关规定中可以看出，水泥混凝土设置的厚度比较薄，需要施工人员采取切实可行的加固措施。但是，在这一桥梁建设工程中，施工人员并没有对桥体进行加固处理，最终使得桥面出现了严重的裂缝现象。另外，工作人员对建筑工程的养护工作没有加强重视，直接造成了裂缝的长度和宽度的加剧，同时降低调平层的防水功能。由于施工人员没有假设一定厚度的钢筋保护层，也会直接影响到建筑的稳定性。

从材料类型和应用程度上看，在沥青混凝土铺装层施工的过程中可以看出，施工材料和施工工艺并没有达到防水的要求。桥梁工程的施工年代比较久也无法进行防水，雨水就可以从其表层进入到其中，最终严重地影响到钢筋的锈蚀，直接影响到桥梁工程的整体质量。

2.沥青混凝土铺装层的维修和防水

在本次研究工程中，施工人员所采用的施工材料是沥青混凝土，在维修方案的设定中，主要可以根据不同的方式来进行。可供选择的方式大致有两种，第一是按照原有的结构来进行维修，第二是采用水泥混凝土来代替铺装层。从这两种方式的应用效果上看，如果仍然采用原有的结构来对铺装层进行施工，不会对铺装层的防水功能产生任何影响。因此，需要将沥青混凝土材料转变为水泥混凝土材料，这样不仅可以提升材料的防水功能，还可以对病害问题进行治理。为了做好这一工作，需要从以下几个施工环节入手：

2.1准备工作

在施工工作进行之前，施工人员需要将铺装层中的杂物和垃圾进行清理，然后将铺装层上的破碎结构和浆液进行及时地清除。这样才能够为施工工作奠定基础。同时，操作人员还需要对箱梁顶板上的混凝土进行清理，保证结构顶板上没有任何的泥沙和积水。

2.2桥面植物钢筋

本工程在设计的过程中，箱梁顶板的预应力管道数量比较多，而且密集程度也比较高。在施工的过程中，需要凿除混凝土层。同时还应该对预应力管道的位置进行明确，减少钢筋对管道的破坏，提升植筋的总体水平。另外，某些部位是无法进行钢筋植入的，施工人员应该加强对钢筋的绑扎工作的重视。

在钢筋植入的过程中，其规格应该尽量符合施工的标准。一般来说，植筋规格为Φ12，孔径为1厘米。在钻孔的过程中要以冲击钻为主，钢筋的植入深度为12厘米左右。如果顶板的钢筋在不断移动，就应该在钢筋的植入部分涂上植筋胶。钢筋材料需要及时地清理，在去除胶泥的情况下才可以应用到实际的施工中。

2.3桥面内铺设钢筋网

桥面铺设钢筋直径为12mm，间距为10cm×10cm的钢筋网，放置在植筋上面。钢筋网采用现场制作，钢筋网以绑扎为主，并辅以焊接固定。钢筋网要保证定位准确，设置在混凝土层中部，钢筋保护层厚度不得少于4cm，同时不允许出现钢筋网有局部下沉现象。

2.4浇筑桥面混凝土

新浇筑的桥面铺装层厚度为8cm（主要考虑到铺装层自重对桥梁结构的影响，理想厚度为10cm），采用能达到W6的抗渗等级要求，具有防水功能的C55混凝土。混凝土配合比为水泥：砂：石：水：粉煤灰：矿渣：减水剂：阻锈剂为1：1.72：2.99：0.423：0.352：0.155：0.048：0.034，同时在混凝土中掺入增强混掺型聚丙烯纤维，掺量为2.7kg/m。水泥选用P.I42.5（R）珠江水泥厂旋窖生产的粤秀牌高强度硅酸盐水泥。细骨料采用级配良好的西江砂，细度模数为2.9，含泥量为1.0%；粗骨料为质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量为0.5%。采用插入式振捣器振捣混凝土。使用时，振捣器移动间距不应超过振动器半径的1.5倍，与侧模应保持50～100mm的距離，每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒。施工时注意振捣时间，保证混凝土振捣密实。振捣时以拌和物停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦泛浆为准，但不宜过振。

2.5混凝土的养护

混凝土桥面施工完毕，应在收浆后尽快覆盖和洒水养护。混凝土的养护采用麻袋或用塑料薄膜覆盖洒水的方法养生，经常保持潮湿状态。混凝土板在养护期间禁止一切车辆通行。混凝土养护由专人全天24h进行，混凝土养护时间暂定为5d。养护5d后，对混凝土试块进行试压以决定开放交通时间。

3.结论

（1）对于沥青混凝土铺装，防水层至关重要。桥面防水涂料的关键是与水泥混凝土及沥青混合料都有很好的亲和性，能牢固地粘结在一起，并且能够在沥青混合料的高温下，只软化，不流淌。目前高性能的聚合物改性沥青防水涂料可以满足这一要求，可以广泛采用。

（2）水泥混凝土桥面铺装的平均厚度不能小于8cm，为了减少混凝土的开裂，在其中加钢纤维或聚丙烯纤维，而且对混凝土的配合比设计和浇筑质量严加控制。钢筋网钢筋直径不宜小于10mm，间距不能大于15cm。

（3）对于连续箱梁来说，铺装层防水能力不足是一个致命的缺陷，直接威胁到负弯矩区的预应力筋。应该在设计、施工、养护的各个环节都加以重视。如果能彻底解决这一潜在病害，不仅能延长桥梁的使用寿命，而且还能带来经济效益。 [科]

【参考文献】

[1]郎喜梅.预应力混凝土箱梁桥桥面铺装维修与防水[J].河南科技，2010（16）.

[2]张弢.浅析桥面铺装病害的原因及防治措施[J].山西科技，2012（05）.

[3]张广玉，刘盼盼.桥面铺装设计探讨[J].科技致富向导，2012（05）.

[4]姜瑞峰.浅谈公路桥面铺装早期破坏原因及治理方法[J].科技致富向导，2013（05）.

桥面铺装与防水论文 第3篇

近年来我国西部地区高速公路建设快速发展, 道路车辆日趋大型化、重型化, 高速公路因其对交通流的吸引效应而使交通量迅猛增长, 使桥梁经受的冲击力、荷载疲劳程度及应力超过频率不断提高。目前全国各地对于沥青混凝土桥面铺装层的使用已经非常普遍。对于水泥混凝土桥这种特殊路段的沥青路面铺装系统来说, 其耐久性和使用功能的保证除具有较好的铺装路面结构外, 还应具有良好的防水功能, 以保证桥面上的雨、雪水不能通过铺装层渗透到桥面板, 侵蚀桥面板或桥梁结构的材料。混凝土桥面铺装常见的病害主要有:①推移、拥包和车辙;②松散、坑槽;③开裂;④桥面铺装层脱落。

这些常见的病害所形成的原因是多种多样的, 但它们都有一个共同的原因即是桥面铺装防水黏结层的破坏。当铺装层与桥面板层间结合面黏结力差, 抗水平剪切能力就会降低, 在水平方向上就会产生相对位移而发生剪切破坏;由于沥青混合料层与桥面板间黏结能力较弱, 行车荷载产生的垂直向上的引力导致铺装层与桥面板脱离;由于防水层的强度与桥面板和铺装层的强度有差异, 变形特性也不同, 中间柔性夹层的存在会造成铺装层底的拉应力增加, 在车轮的动力荷载作用下, 彼此间的缝隙会越来越大, 直到松散脱落。总之, 防水与黏结层是不可分割的两个方面, 在考虑到铺装防水要求的同时, 必须重视防水层与下部混凝土桥面和上部铺装层的黏结问题。由于我国现行规范中对于桥面铺装的防水黏结设计还是空白, 所以对于水泥混凝土桥面铺装防水黏结技术的研究具有重要的经济意义和工程实用价值。本文旨在对混凝土桥面铺防水黏结层的性能研究方面指出一套可行的试验方案, 并对防水黏结层的综合性能提出评价指标。

1 原材料基本性能试验

(1) 水泥混凝土。

确定水泥混凝土配合比的过程严格按照图1所示的步骤来完成。水泥混凝土基底块所用材料为普通硅酸盐水泥 (32.5) 、中砂和5～10 mm碎石。制作成300×300×50 (mm) 的水泥混凝土块 (配合比为1∶1.15∶2.95, W/C=0.44) 。将水泥混凝土块振动压实后抹平, 30 min后模拟实际情况 (人工处理、喷砂处理、精铣刨处理) 进行表面处理, 得到不同的纹理。在标准条件下 (20±1 ℃) 进行养护28 d后取出擦干, 放置4 h备用。

(2) 沥青混合料。

沥青混合料试件采用AC-16I级配, 所用沥青为重交通道路石油沥青AH-90, 沥青相关技术指标符合规范要求。沥青混合料试件尺寸为:300×300×50 (mm) , 通过计算确定各组分的用量。所用到的沥青混合料级配如表1所示。将处理好备用的水泥混凝土试块放入试模内, 加入准备好的沥青混合料, 用轮碾仪在防水黏结层上成型沥青混凝土试块。碾压时, 控制温度在165～175 ℃, 碾压方向必须与拉毛的坑槽方向垂直。试件成型12 h后, 从试模中取出试件, 用粉笔表示出轮碾压方向。

(3) 防水黏结层材料。

在防水黏结层方面采用几种不同的方案实施, 以便作对比试验。所用到的防水黏结层材料主要有:SBR乳化沥青, 重庆市某道路路面、桥面铺筑公司所生产的环氧树脂, 固化剂和溶剂型黏结剂, 以及粒径为0.6 mm的碎石等材料。具体的试件防水黏结层铺筑方案如下:

方案一:反应性树脂下封层 +撒布0.6～1.18 mm碎石 +溶剂型黏结剂;

方案二:溶剂型黏结剂 +撒布0.6～1.18 mm碎石+乳化沥青稀浆封层类;

方案三:溶剂型黏结剂 +反应性树脂涂层 +沥青砂胶层。

2 试验步骤

在进行了上述原材料的准备及各种基本性能试验完毕之后, 即可以进行试件的制备。整个试验的具体步骤见图2, 需要着重强调的是在制作水泥混凝土试件时严格按照规范中所要求的步骤进行, 若因为混凝土的膨胀导致最后脱模时的不便, 可在模具不能拆卸的两侧添加硬泡沫板。待水泥混凝土初凝以后, 沿一个方向对其进行拉毛;沥青混合料碾压时荷载为900 kN, 碾压时先沿拉毛方向碾压两次, 再换成另一个方向碾压12次。

3 防水黏结层路用性能试验

(1) 剪切试验。

本试验拟采用图3所示的试验方法进行剪切试验, 测定防水黏结层的层间剪切强度。原理是通过对固定好的铺装组合结构试件施加竖直和水平两个方向的力, 直至试件从防水黏结层处破坏, 来测定层间的剪切强度。利用该试验同时可分析防水黏结层对铺装组合结构层间抗剪切性能的影响。本试验主要选取以下几个主要影响因素来考察:①防水黏结层的种类、用量;②垂直荷载大小、剪切速率;③水泥混凝土表面构造深度;④温度环境;⑤沥青混合料铺装面层厚度。

(2) 拉拔试验。

本试验拟采用如下图4所示的试验方法进行拉拔试验, 测定防水黏结层的层间抗拉强度。原理是通过对固定好的铺装组合结构试件施加竖直拉力, 直至试件从防水黏结层处破坏, 来测定层间的抗拉强度。本试验着重考虑以下三个主要因素:①防水黏结层材料性能;②试验温度;③水泥混凝土板的表面特性, 用构造深度表示。

试验方案如下:①在最佳用量下, 其它外部条件相同时, 比较这几种防水黏结材料的黏结强度;②其它参数不变, 变化试验温度, 考查各防水黏结材料在不同温度下的黏结强度;③在最佳用量、常温下, 其它试验参数不变, 考查水泥混凝土表面构造深度对黏结强度的影响。

(3) 渗水试验。

1) 渗水试验目的和渗水原理。

当桥面防水黏结层上铺筑沥青面层时, 压路机碾压热沥青混合料, 可能导致防水黏结层在高温骨料的作用下产生刺破损坏, 从而失去了防水效果, 故在室内模拟碾压试验后检测其不透水性能。该试验可以用于分析防水黏结材料自身防水性能及其对不同防水黏结层类型的不透水性能的影响。因此, 这项试验不仅可以作为对防水黏结材料不透水性能的研究, 也可作为防水黏结材料抗施工损伤性能的评价方法。

在防水黏结层的使用过程中, 桥面沥青混凝土铺装层具有一定的孔隙率, 如果桥梁铺装层的排水系统设计不当, 那么在降雨量较大的季节, 雨水来不及排泄出去, 就会留在沥青混凝土面层的孔隙内。当有车辆高速通过时, 孔隙中的水分在车辆荷载的挤压作用下将产生瞬间巨大的脉冲动态水压, 通常把这种现象称为“卿筒”效应, 如图5所示此动水压力远远超过孔隙中的静水压力, 而且车速越高, 动水压力越大;车辆越多, “卿筒效应”产生的频率越高。根据有关人员对动水压力进行的理论分析和现场测定, 发现动水压力随行车速度的提高呈几何级数增长。桥面防水黏结材料在这样的压力环境下保持不渗漏是对材料性能的基本要求。

2) 渗水试验方法。

成型“防水黏结材料+沥青混合料”的组合, 放在压力机上, 带有防水黏结材料的一面朝上, 再在试件上放有中间剪有10 cm圆孔的胶垫, 胶垫起封水作用, 在施加力时不漏气。然后在试件上部放加工的带有注水孔的钢筒+钢板, 为使一个试件做两次以观察其渗水性, 可在试件对角位置做试验。用注射器或细棒往钢板上的孔里注水 (细棍棒起引流作用) , 再通过调节与钢板上孔相连的空压机的压力, 使防水黏结材料层受到不同荷载作用。观察气压表读数, 至少连续观察30 min, 根据是否衰减和衰减多少来评判防水黏结材料是否渗水, 以及渗水强弱。

3) 渗水试验主要考虑因素。

①防水黏结层的种类、用量;②加压以后每隔0.5 h空压机上气压读数减小量;③试验温度。

4 小 结

本文通过对水泥混凝土桥面铺装的多种防水黏结层结构形式的分析, 提出测定防水黏结层结构性能的一系列非常规试验设计, 具体结论如下:

(1) 本文选取的剪切试验影响因素有防水黏结层的种类、用量;垂直荷载大小、剪切速率;水泥混凝土表面构造深度;环境温度和沥青混合料铺装层的厚度。

(2) 本文选取的拉拔试验影响因素有不同的防水黏结层材料、试验温度、水泥混凝土板的构造深度。

(3) 根据不同气候环境条件下桥梁的防水分级, 以及防水黏结材料不透水指标的分析, 由行车速度和动水压力之间的关系得到各防水等级的不透水指标, 再由试验室模拟实际状态下“防水黏结材料+沥青混合料”的试件进行渗水试验。 [ID:6841]

摘要：针对混凝土桥面铺装的防水黏结层结构多种多样的现状, 而我国现行规范中对于防水黏结层结构性能试验规范的空白, 从混凝土桥面铺装常见的病害入手, 对混凝土桥面铺装防水黏结层性能的试验设计进行了研究, 给出了混凝土桥面铺装的原材料的基本性能试验和一系列非常规试验, 包括剪切试验, 拉拔试验, 渗水试验的方法和着重应该考虑的因素, 对于研究混凝土桥面铺装防水黏结层的结构性能提供帮助。

关键词：桥面铺装,防水黏结层,剪切试验,拉拔试验,渗水试验

参考文献

[1]徐世法.沥青铺装层病害防治与典型实例[M].北京:人民交通出版社, 2005.

[2]KolbM, TiddM, HumphreyD.Evaluation Of Bridge Deck WearingSurfaces And Protective Systems.Federal Highway AdministrationWashington DC, 1992.

[3]沈春林.路桥防水材料[M].北京:化学工业出版社, 2005.

桥面铺装与防水论文 第4篇

【关键词】桥面铺装；裂缝；影响因素；修补

我国公路桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装问题普遍。这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。近年来，人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

一、桥面铺装层裂缝产生的原因

刚性路面是根据弹性半无限地基上的小挠度薄板理论进行设计的。桥面铺装层设计与普通混凝土路面设计基本一样，但由于其是刚性预制板上浇筑的混凝土，受力情况发生了很大的变化，使得桥面铺装层的裂缝原因较为复杂。裂缝产生原因分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝。

1.干缩裂缝

在砼中，水在水泥石中以化学结合水、层间水、物理吸附水和毛细水等状态存在，当这些水在混凝土硬化过程状态变动时，水泥浆体就会收缩，如果自由收缩，一般不会导致裂缝产生，唯有收缩受到限制产生收缩应力时，才会产生裂缝。桥面铺装层产生收缩应力主要是由于受到两方面的限制：水泥浆干缩的内部限制及铺装层干缩的外部限制，主要是受预制板和侧面路面的约束。

2.温度裂缝

砼具有热胀冷缩的性能，桥面铺装层的热胀冷缩是在相邻的部分成整体性限制条件下发生的，砼材料的抗折强度较抗压强度小，因而当铺装层中产生拉伸变形时，很容易引起开裂。温度裂缝的产生一般是在温度降低过程中产生的，温度降低时，铺装层发生翘曲，其应力的大小取决于板的温度梯度和结构约束情况。

3.疲劳裂缝

桥面板经常处于振动变形中，由于在砼材料内部存在局部缺陷或不均匀性，在荷载作用下会发生应力集中而出现微裂纹。重复荷载反复作用一定次数后导致破坏，使砼出现疲劳裂缝。

二、 影响裂缝的因素

1.养护制度对裂缝的产生有重要影响，对防止早裂有重要意义，砼干缩裂缝属于早期裂缝，它的产生在很大程度上是由于养护不当造成的， 其中温度与湿度对养护的影响最大。砼干缩随环境相对湿度的增加而减少， 较高的湿度对防止混凝土干缩有利。

如果养护不良，环境湿度低于相应温度下临界湿度就会在砼表面产生大量的干缩裂缝。因此，在夏季施工时，最好采取围堰养护，派专人管理，可以避免干缩裂缝的出现。

2.外掺料 ① 粉煤灰 它不仅可以改善砼的工作性，还可以利用石灰吸收减少砼中的氢氧化钙的含量，提高硷的耐久性。② 钢纤维 钢纤维能有效阻止干缩的发展，在砼中加入体积掺量为1.2%～2%的钢纤维， 可以在混凝土中形成乱向分布的三维网状结构，从而阻止干缩，实验表明，在砼脆性材料中加入1.5%的冷板切削钢纤维，其抗折强度可以提高30%，其弯曲韧性指数可以提高22倍， 砼抗折强度疲劳性能也可以大幅度提高，能有效防止重复荷载产生裂缝。③适当的膨胀剂和引气剂对于提高砼抗干缩和抗折强度有十分明显的作用。

3.集料 ① 粗集料的最大粒径砼材料的抗折强度是设计和施工控制的第一力学指标， 它对提高砼材料的质量是极其重要的， 高的抗折强度是保证砼材料具有抗疲劳裂缝出现的先决条件。试验采用粗集料的最大粒径为10mm、20mm、30mm 和30mm以上的4种级配的碎石，水灰比为0.4O，钢纤维体积掺量为1.2%，砂率为0.45，配合比为水泥：砂：碎石1：2.43：2.63的情况下测定3d和28d抗折强度， 结果可知，粒径在10～20mm 之问时，随粒径增大，抗折强度增大。

② 集料的含量 集料的含量对混凝土干缩影响的关系式为

sc=sp+（1-a）n式中：sc为混凝土及水泥浆的收缩量；a为集料含量；n为与集料弹性性质有关的常数， 一般为1.2～1.7；Sp为集料含量。

从中可以看出，砼中集料体积含量高，能使混凝士的收缩减少。

③ 集料弹性模量、热胀系数集料弹性模量不同，致使同样的变形引起应力各异。

4.层间粘结状况根据理论分析可知，路面结构层间接触条件对其底部受力影响极大， 提高层间接触程度可以显著提高路面结构的疲劳寿命。层间滑动时的最大主拉应力较层间连续时大4～5倍，因此，在施工[}]应尽可能采取措施保证各层粘结良好，避免滑动，当车辆对铺装层产生>中击作用时，会在铺装层间粘结强度小于剪切强度， 将破坏预制层与铺装层的粘结， 由于荷载重复作用在铺装层底面而形成裂缝。

三、修补措施

1.掺加钢纤维、聚合物和膨胀剂

试验和计算机模拟在混凝土基体中掺加一定数量的膨胀剂、早强剂、聚合物和钢纤维对混凝土进行改性，从而提高了初裂强度、韧性指数及界面黏结强度，可较好阻止裂缝的产生。试验采用的配合比为水泥：砂：碎石=1：1.81：2.71，水泥用量为400k～m 。实验表明，掺和20%、体积掺量1.5%钢纤维，早强微膨胀剂R一24为8%的混凝土弯曲韧性是普通混凝土的45倍，界面黏结强度提高了l倍，有效阻止干缩，抗弯初裂强度达到9.1OMpa。

2.引入引气剂

对于砼这种刚性路面而言，降低材料的刚性，增加其柔韧性，但不降低抗折强度，是科研部门追求的路用砼品质之一。引气剂的加入，可显著改善道路混凝土的工作性，抗折强度、变形性能及耐久性等多项指标提高。引入2%～5%的含气量，抗折强度可提高10% ～15%，适量的含气量可获得高抗折强度和抗折弹性模量。因此，在对桥面铺装层进行修补时，引入适量引气剂，含气量控制在3%，可以显著减少砼的干缩变形和温度变形，提高铺装层的使用寿命。

3.对预制板进行预处理

为了提高铺装层与预制板的界面黏结力，主要采用预制钢筋网和添加连接筋的办法，但是，由于桥面铺装层一般较薄，有的厚度仅为4cm，因此不能采用添加连结筋的办法。研究发现，采用预制板上涂刷聚合物与水泥按1：1比例配置的界面黏结的方法，新旧混凝土层间黏结强度增加了近1.5倍，此法对桥面铺装层的修补可产生十分理想的效果。

四、结语

1.铺装层裂缝产生的原因分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝。铺装层处于四周及预制板的限制作用下而自由收缩，以及铺装层存在温度梯度是铺装层产生裂缝的主要原因。

2.高温条件下，根据不同的温度梯度保持一定的温度可防止干缩裂缝的出现。

3.桥面铺装层与预制板的粘结，影响重复荷载作用下的裂缝产生，粘结越牢，铺装层使用寿命越长。加铺装层在预制板上涂抹聚合物与水泥浆的粘结剂，可以预防裂缝的产生，并可以提高铺装层的使用寿命。

参考文献

[1]姜庆林.高速公路桥面沥青混凝土铺装[J]冻北公路，2012，（1）.

[2]李德月.公路桥面铺装早期破坏原因及治理方法[J]冲国公路，2010，（10）.

桥面铺装与防水论文 第5篇

关键词：斜拉桥,桥面铺装,防水粘结材料,路用性能,SBS改性沥青

五河口斜拉桥主桥为双塔双索面预应力混凝土钢绞线斜拉桥,主桥跨径:152 m+370 m+152 m,主梁宽38.6 m,双向六车道,为国内已建成的同类型桥梁中最宽的混凝土斜拉桥。

本文以该桥为研究背景,通过对几种防水粘结材料(SBS改性沥青、环氧沥青和离子氯丁胶乳沥青FYT)原材料性能进行室内试验,对比分析路用性能,现场实测选定防水层的拉拔强度和剪切强度,为类似工程合理选择防水粘结材料提供参考。

1 防水粘结层材料基本要求

防水粘结层的整体性能、作用与其所选用材料的性能要求是密不可分的,选择防水粘结材料时必须注重以下要求:不透水性、力学性能稳定、耐久性、施工可操作性。

2 原材料试验

2.1 耐热性

三种材料中,SBS改性沥青的耐热性最好,在高温下基本完好;环氧沥青加热后,有少许气泡在基层砂浆表面孔洞处;单独涂刷FYT1号时和单独涂刷FYT2号时的耐热性相近,涂刷FYT(1号+2号)(注:涂刷FYT1号实干后再涂刷FYT2号,下同)时表面会产生较大气泡。

2.2 低温韧性

防水材料低温性能的好坏直接关系到其耐久性。气温骤降时会使防水粘结材料的抗拉伸性能降低,收缩变形过大以至发生脆裂。从表1可以看出,三种不同防水粘结材料均具有一定的抗低温破坏能力。

2.3 粘结强度

粘结强度试验可初步测试各防水粘结材料的粘结性能。由表2可知,环氧沥青与SBS改性沥青的粘结强度接近,好于FYT。在FYT实际施工中,起防水作用的FYT1号和防刺破的FYT2号粘结剂必须结合使用。试验结果表明,FYT2号的粘结强度可以高达0.6 MPa,但与FYT1号组合后却明显下降。

2.4 不透水性

室内试验采用车辙板碾压成型双层水泥与沥青混凝土的复合试件,在两层间使用不同防水粘结材料进行试验,试验沥青混合料采用AC-16型级配,按照渗水试验方法进行测试。结果表明:不加防水粘结层时,沥青混合料车辙板渗水系数约为20 mL/min;涂刷防水粘结层后,经测试试件下方均无渗水迹象,防水性能优良。

3 室内试验

为了在不同材料间进行优选,模拟了防水粘结材料在整个桥面铺装体系中的作用,进行室内试验测试路用性能。

3.1 剪切试验

桥面防水粘结层在桥面铺装层受到垂直作用车辆荷载和水平剪切荷载的作用下,若抗剪能力不足则容易形成非连续的层间接触状态,会导致整个铺装层结构失效。

为真实模拟混凝土桥面沥青铺装的情况,利用车辙板试模成型试件。在特制试模(30 cm×30 cm×3.5 cm)内浇筑拌和好的水泥混凝土(配合比为C∶S∶G∶W=430∶605∶1 210∶184,减水剂1.5%),分层插捣均匀;然后表面刷毛养生7 d后拆模,28 d后试验。试验时,在水泥混凝土块完全干燥的情况下,将表面打磨去浮浆,涂刷防水粘结层,然后覆盖3.5 cm厚的沥青混凝土并碾压。将冷却后的试样脱模并切割成标准试件(50 mm×50 mm×70 mm)进行剪切试验,每组4个平行试件。

根据已有经验,试件受力面与加载方向取40°夹角,试验加载速度取50 mm/min。如图1所示,当施加荷载为P时,试件受剪面的剪切强度τ=(P×sinα)/S,其中,P为作用荷载,N;S为试件受剪截面积,cm2;α为试件受力面与荷载作用方向的夹角,rad。

3.1.1 有无防水粘结层对比

图2给出了水泥混凝土与沥青混凝土层间不加防水粘结层、加不同防水粘结材料,在25 ℃下的剪切试验结果。

在三种防水粘结材料中,SBS改性沥青与环氧沥青的抗剪切能力相当,都优于FYT。而FYT的抗剪切能力几乎与层间无粘结材料时一致。

3.1.2 防水粘结层厚度

因为基面处理或拉毛的程度不同等都会影响剪切试验结果。试验中改水泥混凝土块为水泥砂浆试块,在表面不作特殊处理时自然成型,按标准养生试块。在完全干燥的情况下,打磨去除表面浮浆并涂刷一定厚度的、满足用量要求的防水粘结层,再铺设沥青混凝土。根据不同防水粘结材料的密度,控制其厚度分别为0.5 mm,1 mm,1.5 mm,2 mm。

图3中SBS改性沥青、环氧沥青的抗剪切强度不论在何种环境温度下都大于FYT材料。所有材料的抗剪切强度均随温度的升高而降低。SBS改性沥青与环氧沥青存在最佳厚度,经回归分析,环氧沥青防水粘结材料的较佳厚度为1.0 mm,SBS改性沥青为1.3 mm。

3.1.3 固化时间

环氧沥青材料存在固化时间的问题。为了解环氧沥青防粘层涂刷与沥青混凝土层铺设的间隔时间对其剪切强度的影响,本文选取了0 h,0.5 h,1 h,2 h,4 h五个不同时间段分别进行试验。

结果显示在0 h～1 h内完成涂刷防水粘结层和碾压沥青混凝土,其剪切强度变化不大,2 h以后则显著下降(见表3)。

3.2 拉拔试验

与剪切试验相同,用车辙板预制3.5 cm厚的水泥混凝土试件,然后按“表面处理→涂刷防水粘结层→沥青石屑保护层→碾压沥青混凝土铺装”的顺序成型试件。待试件完全冷却固化后,用钻芯机钻孔,孔径为50 mm,用快凝环氧树脂将拉头粘在沥青混凝土表面,养护12 h后,将芯样放于拉力试验仪中,以150 N/s的固定速度对拉杆加力,直至芯样破坏(如图4所示)。

3.2.1 不同防水粘结材料拉拔试验对比

表4列出了水泥混凝土板与沥青混凝土层间不加防水粘结层、加不同防水粘结材料层间状况在25 ℃时的拉拔试验结果。可以看出,常温下,无防水粘结层混凝土层间拉拔强度较低。在三种防水粘结材料中,SBS改性沥青与环氧沥青的效果相近,均优于FYT材料。

3.2.2 不同温度下抗剪强度对比

根据前述剪切试验结果,选取不同防水粘结材料的最佳用量,在不同温度情况下测试其拉拔强度,从表5的数据可以看出,各材料拉拔强度随温度变化有较大差异,高温情况下的拉拔强度值仅为常温的10%。

4 施工及实测

通过室内试验,考虑到FYT的各项性能均不如SBS改性沥青与环氧沥青,而环氧沥青施工控制难且价格昂贵,因此采用“热喷SBS改性沥青+预拌碎石”作为五河口桥水泥混凝土桥面铺装的防水粘结材料。

4.1 施工概述

施工分为透层油施工、SBS改性沥青喷洒和预拌碎石撒布。透层油洒布采用洒布量可调节的沥青洒布车,洒布量为0.4 mL/m2。待透层油实干后,即可进行SBS改性沥青防水粘结剂施工。用量为1.2 kg/m2,路面成膜厚约1.2 mm。预拌碎石选用约10 mm单粒径碎石,撒布量为50%～60%覆盖率。SBS改性沥青洒布温度约180 ℃,预拌碎石在SBS改性沥青洒布1 s～2 s后同步撒布。

4.2 现场检测

桥面铺装下层施工结束后,现场采用桥面防水层剪切仪与桥面防水层拉拔仪对SBS改性沥青防水粘结层的拉拔强度与剪切强度进行检测。结果见表6,表7。

在现场同等条件下随机测试了普通类防水粘结材料的力学性能。结果见表8,表9。

检测结果表明,SBS防水粘结材料即使在48 ℃的高温下仍具有0.35 MPa的抗剪切强度,0.14 MPa的抗拉拔强度。SBS防水粘结材料与普通类防水粘结材料具有相近的抗剪切强度,但SBS防水粘结材料抗拉拔强度远高于普通类防水粘结材料。

5 结语

通过对三种桥面防水粘结材料的性能比较,结合工程实践,主要结论如下:1)在耐低温方面,FYT优于环氧沥青及SBS改性沥青材料。而在耐高温方面,SBS改性沥青的耐热性最好。环氧沥青与FYT1号、FYT2号材料耐热性差异不大。2)SBS改性沥青与环氧沥青的抗剪切能力相近,均优于FYT。SBS改性沥青与环氧沥青存在一个最佳厚度,环氧沥青防水粘结材料厚度宜为1.0 mm,SBS改性沥青为1.3 mm。3)三种防水粘结材料中,SBS改性沥青与环氧沥青的抗拉拔效果接近,都优于FYT。各材料的拉拔强度随温度变化有较大差异。高温情况下拉拔强度值仅为常温的10%。4)鉴于试验中FYT的各项性能不如SBS改性沥青与环氧沥青,且FYT1号与FYT2号组合后性能低于两种材料单独使用;环氧沥青与SBS改性沥青各项性能较好,但环氧沥青施工控制较难,且价格昂贵。故推荐采用高剂量SBS改性沥青作为高速公路水泥混凝土桥面防水粘结材料。

参考文献

[1]徐伟,张肖宁.混凝土桥面铺装粘结层体系力学性能试验研究[J].哈尔滨建筑大学学报,2002,35(4):49-50.

桥面铺装与防水论文 第6篇

伴随我国交通事业的快速发展, 大跨径桥梁, 特别是大型跨江海桥梁的建设快速发展, 钢箱梁桥梁由于其自重轻、造价低、架设方便等优点得到了广泛的应用。然而, 钢箱梁桥梁的桥面铺装是一个世界性难题, 传统沥青基材料在高温条件下与钢板协同变形较差, 进而造成桥面铺装层极易产生推移、拥抱等病害, 并逐步造成铺装层的大面积破坏。因此, 研究开发适合于钢一混凝土组合梁桥面铺装的, 集防水、粘结和应力吸收作用于一体的铺装材料, 并对其铺装结构进行优化, 对钢一混凝土组合梁结构的进一步推广具有重要意义。本文针对目前混凝土桥面铺装过程存在的各种问题, 提供一种基于防水粘结应力吸收的, 能够有效减缓混凝土桥梁发生钢筋锈蚀、冻融破坏的, 可以防止沥青铺装层与桥面发生脱粘造成推移、拥抱等病害、延长混凝土桥梁的使用寿命的桥面铺装中间层材料以及结构的设计方法。通过本文研究, 力求在提高混凝土桥梁耐久性和使用寿命的同时, 对整个桥梁的行车安全性和行车舒适性也得到进一步的改善。

2 防水粘结应力吸收层作用机理分析

防水粘结应力吸收层的使用性能主要有以下几个方面的因素决定: (l) 沥青与混凝土桥面和矿料的粘结力大小; (2) 沥青自身的弹性恢复能力 (荷载作用下的应力吸收效果) ; (3) 沥青抵抗蠕变疲劳的能力 (自身抵抗疲劳破坏的能力) 。这些能力直接关系到防水粘结应力吸收层的结构防水性能, 过渡粘结性能、应力吸收效果以及自身耐久性能等一系列性能指标。综合分析防水粘结应力吸收材料的作用机理, 决定防水粘结应力吸收层性能。

l) 防水粘结应力吸收层厚度以及沥青包裹碎石后产生的沥青膜厚度大小。合理的防水粘结应力吸收层厚度可以使得桥面组合结构具有最为优良的使用性能, 合理的碎石以及沥青洒铺量能够使得桥面铺装结构具有优良的防水粘结性能和施工性能。

2) 防水粘结应力吸收层用沥青的模量大小以及弹性恢复能力, 这两项指标直接决定了防水粘结应力吸收材料的应力吸收效果, 沥青的模量越小、弹性恢复能力越好, 防水粘结应力吸收层的缓解应力集中作用越明显。

3) 防水粘结应力吸收层用沥青的蠕变抗拉强度大小, 这项指标直接决定防水粘结应力吸收层自身的抗疲劳性能的优劣。沥青蠕变抗拉强度越大, 应力吸收层的疲劳寿命越长。

3. 防水粘结应力吸收层用高粘高弹改性沥青的制备

3.1 高粘度改性沥青母液的配合比优化设计

l) 改性主剂掺量对沥青性能的影响分析

改性主剂对基质沥青的3大指标均有显著影响, 针入度、软化点的变化表明沥青粘度变大, 流动性变小, 高温稳定性能提高。延度增加、低温柔性的断裂温度降低, 说明改性主剂直接提高了沥青的低温抗弯拉性能, 但提高效果并不明显。而沥青的韧性、粘韧性和弹性恢复的增加, 说明沥青的抵抗荷载作用下的变形能增加。而随着改性主剂的增加, 其分离软化点随之增加, 说明沥青的储藏稳定性逐步降低, 改性沥青的分层离析现象逐渐增加。但当SBS掺量超过8%后, 改性沥青的针入度降低幅度明显增大, 而其对软化点贡献度也明显减小。

2) 增塑组分对改性沥青性能的影响

当SBS掺量为8%沥青低温性能并不十分明显, 而且针入度值的相对偏低表明低温条件下沥青明显偏硬, 容易产生脆裂情况, 会严重的影响应力吸收层低温条件下的应力吸收效果, 因此本文利用增塑剂对SBS掺量为8%改性沥青的低温性能进行进一步研究。增塑剂对改性沥青低温性能的产生显著地影响, 延度、低温柔性和针入度试验的变化表明沥青在低温条件下的粘韧性能和抵抗弹性形变能力明显增加, 其低温条件的柔性明显增加。实验结果表明增塑剂的加入能够明显降低低温对应力吸收层材料的不利影响。但随着增塑剂的增加, 当其掺量超过4%其改性的效果逐渐减弱, 因此确定增塑剂的掺量为4%。

3) 增粘组分对改性沥青的性能影响

防水粘结应力吸收材料作为桥面铺装材料使用, 在夏季高温条件下为防止桥面沥青混凝土铺装层发生推移、拥抱等病害, 必须提高改性沥青高温粘结性能, 因此本文通过添加增粘剂石油树脂, 并对改性沥青的软化点、60℃粘度等高温性能指标进行研究, 确定增粘组分的最佳掺量。增粘组分对改性沥青高温性能产生显著地影响, 软化点和60℃粘度的变化表明沥青的高温粘结性能得到了明显提高, 而低温性能也得到了一定的改善。但过高的软化点和高温粘度会导致改性沥青的制备和沥青混合料的的制备温度升高, 导致无谓的能源消耗, 因此选用增粘剂掺量为2%配制的改性沥青己经能够满足防水粘结应力吸收层的需要。

3.2 防水粘结应力吸收层用高粘高弹改性沥青的性能优化

废旧橡胶粉粒径对改性沥青的性能影响很大, 分别选择20目一80目的废旧轮胎橡胶粉, 先将基质沥青加热到160℃左右, 然后分别按照橡胶沥青质量的15%缓慢加入橡胶粉, 在190℃条件下高速搅拌60min, 制备成不同类型的改性沥青。

随着废旧橡胶粉细度的增加, 针入度、软化点以及延度均呈先增加后减小的趋势。当胶粉细度为40目时, 软化点最高为95.4℃, 延度最大为50.9cm, 具有最为优良的使用性能。由此可见, 对沥青改性并非胶粉细越好。而且胶粉越细, 其价格也越高。所以, 我们从以上的技术分析和经济等方面考虑, 40目胶粉改性沥青具有最佳的性价比, 由此确定采用40目胶粉作为防水粘结应力吸收层用改性沥青的胶粉最佳细度。

从拌合温度上看:随着温度的上升, 橡胶粉在沥青越来越容易分散, 因此在适当温度范围内提高温度可以提高橡胶粉的改性效率。但过高的拌合温度会使得橡胶粉以及沥青迅速老化, 降低沥青的使用性能。本文研究发现, 最佳使用性能出现的时间, 在175℃条件下需要100min, 200℃时, 需要60min, 且200℃改性沥青的使用性能最为优良。

从拌合时间上看:软化点、延度以及60℃粘度随搅拌时间的延长为先升高, 然后降低, 但是当温度超过220℃时, 各项使用性能没有上升过程, 直接转为下降。在不同拌合温度下, 沥青达到最佳使用性能的拌合时间也不相同, 随着拌合温度的增加, 达到最佳使用性能的时间不断提前。说明通过提高拌合温度的方式可以提高橡胶粉在沥青中的反应速率, 有利于改性沥青制备。

由以上分析可知:适宜的橡胶沥青搅拌温度为175℃～225℃, 适宜的拌和时间为60一100min。选择的温度越低, 需要的搅拌时间越长, 橡胶粉脱硫降解的组分越多。当拌和温度为190℃时, 改性沥青可以达到最为优良的使用性能, 但是考虑到目前受橡胶沥青生产设备的限制, 190℃的高温很难达到, 为此选择180℃-185℃作为拌和温度, 拌和时间为60一100min。

3.3 防水粘结应力吸收层用高粘高弹改性沥青的生产工艺

防水粘结应力吸收层用高粘高弹改性沥青的生产工艺首先将一定比例的SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物) 改性剂、增粘组分、增韧组分等改性剂同时加入基质沥青中, 经过胶体磨高速碾磨分散后, 再加入增容稳定组分进行搅拌, 制的高粘度改性沥青母液。然后向高粘度改性沥青中加入废旧橡胶粉

在180℃-185℃条件下利用胶体磨高速碾磨高速剪切60-l00min。最后通过高温低速搅拌发育6h即可制得防水粘结应力吸收层用高粘高弹改性沥青。此工艺过程有以下优点:掺入改性剂, 经胶体磨高速碾磨分散后, 其在沥青中的分散均匀性及相容性得到改善, 在SBS改性主剂与沥青形成空间网络结构后再加入橡胶组分, 增强网络交织程度, 提高改性沥青各方面的使用性能。

通过上文研究, 综合考虑改性主剂、增塑组分、增粘组分、增容稳定组分以及废旧橡胶粉对改性沥青性能的影响以及高粘高弹改性沥青的成本问题, 选择SBS掺量为5%、增塑剂掺量为4%、增粘剂掺量为2%、增容稳定剂掺量为2%、废旧橡胶粉15%, 配置的防水粘结应力吸收层用高粘高弹改性沥青具有优良的使用性能。

4 防水粘结应力吸收层铺装技术

防水粘结应力吸收材料施工采用沥青碎石同步洒铺车进行铺装, 要求将沥青喷出的改性沥青呈雾状均匀分布。为了使石料完全嵌入洒铺的高粘高弹改性沥青中, 碎石应紧跟沥青迅速洒铺, 并且安排钢轮压路机紧跟碾压。为使石料尽量洒铺均匀, 应安排工人手持扫帚将碎石洒铺不均匀处迅速扫平。

4.1 混凝土桥面预处理工作

l) 桥面混凝土板预处理

对桥面混凝土板进行平整度测定, 利用混凝土拉毛找平洗刨设备对混凝土板进行平整及粗糙化处理。对于混凝土板的拼接处、裂缝处以及凹槽处, 应采用高粘高弹改性沥青进行填补;对于较大的坑洞, 可采用早强型混凝土材料或者高粘乳化沥青桥面修补材料进行补平处理。

2) 基层混凝土板的清洁

在防水粘结应力吸收层铺装前必须保证桥面混凝土板清洁和干燥。首先对桥面混凝土进行喷砂打毛处理, 然后利用鼓风机沿喷砂打毛方向吹净浮沉, 最后用高压水枪进行冲洗。待桥面完全干燥后即可进行防水粘结应力吸收层的施工。混凝土板上的浮浆、灰尘以及水都会造成防水粘结应力吸收材料与混凝土板产生脱粘, 从而造成其使用性能无法体现。

3) 沥青的准备

在使用沥青前, 沥青应保持低温存放, 预使用前迅速将沥青温度升至185℃并将其直接注入沥青碎石洒铺车前方的沥青管中, 在沥青碎石同步洒铺车中沥青加热温度不应超过190℃, 同时沥青罐内应配有搅拌设备, 防止高粘高弹改性沥青发生离析。

4) 集料准备

碎石集料的取用应保证均匀稳定。开工前, 应按照级配通过拌合楼加热筒, 控制碎石集料的加热温度, 集料加热至120℃, 将集料加入沥青碎石同步洒铺车的后部的碎石洒铺仓, 仓内应具有一定的保温措施, 防止集料温度下降过快。

4.2 防水粘结应力吸收层的施工

l) 摊铺设备选用

防水粘结应力吸收层的洒铺采用国内的沥青碎石同步封层车。该设备沥青储藏罐内设有强力搅拌设备, 沥青喷嘴以及石料出口设有单独阀门, 可以调节

(2) 洒铺方式

桥面铺装过程配备1台沥青碎石同步封层车进行防水粘结应力吸收层的洒铺工作。洒铺车应控制车速不超过10m/min, 洒铺宽度不宜超过3.5m, 搭接处宽度不小于10cm, 搭接缝设在非连接线处。桥面上下桥有坡度处, 建议沿上坡方向进行洒铺。

3) 洒铺工艺

(1) 防水粘结应力吸收层在洒铺过程中应保证沥青及碎石洒铺均匀, 洒铺车洒铺速度不应过快, 建议洒铺速度不超过5.0m/min, 调节沥青碎石同步封层车沥青洒铺量控制在2.2kg/m2, 碎石洒铺量控制在14kg/m2, 洒铺宽度不宜超过3.5m, 参数固定后不得随意调整

(2) 全桥单幅方向应尽量保证一次洒铺完毕, 如果遇到情况需要停车, 连结位置应铺设沥青毡, 确实连接位置, 防止脱粘。碎石在沥青洒铺后会立即洒铺, 碎石洒铺应保证均匀不散失, 洒铺车后应配备工人, 对碎石空缺处以及洒铺不均处进行及时的清扫。

4) 碾压

撒布碎石后用12吨胶轮压路机进行碾压, 碾压遍数为2～3遍。压路机必须紧跟在碎石洒铺车后, 碾压速度不宜过快, 压路机应保持与洒铺车近似的速度匀速碾压, 不得随便加速、减速以及调头。

4.3 防水粘结应力吸收层铺装注意事项

l) 施工方在进行防水粘结应力吸收层洒铺前应通知监理工程师对桥面情况进行检验, 雨雪天气不得进行洒铺。

2) 洒铺前应对沥青碎石同步封层车认真检查, 计算沥青及碎石的洒铺总量, 保证材料充足。混凝土桥面应保证清洁、干燥。

3) 防水粘结应力吸收材料应采用沥青碎石同步封层车均匀地洒铺。洒铺量、洒铺面积应经过严格计算, 在路缘石、雨水进水口、检查井等局部应采取人工洒铺。洒铺过程应沿车到由内到外均匀洒铺, 单车道应尽量保证一次洒铺完成, 不同车道间连接宽度应不小于10cln, 露白处以及碎石洒铺不均匀处应利用人工机械临时补撒。

4) 对洒铺连接处, 应严格控制沥青及碎石洒铺量, 对于碎石重叠处应人工及时清扫。整个洒铺过程应控制车速, 匀速行驶, 保持洒铺量参数稳定, 并按《公路路基路面现场测试规程》 (JTGE60一2008) 中的方法对沥青及碎石洒铺量进行控制。

5) 胶轮压路机必须紧跟碎石洒铺车进行碾压, 碾压时应采用高频低幅的方式, 防止石子被碾碎并达到最为优良的碾压效果。

5 结论

本文主要分析和研究了基于防水粘结应力吸收层的组合梁桥面铺装技术, 对防水粘结应力吸收层的制备和生产过程做了优化, 然后讨论了桥面铺装的施工流程。

参考文献

[1]孟庆军, 武俊.几种桥面防水材料的功能综述[J1.山东交通科技, 2008, (3) .

防水混凝土在桥面铺装中的应用 第7篇

1 防水混凝土简介

防水混凝土是以调整混凝土配合比、掺加外加剂或掺合料和使用膨胀水泥, 提高混凝土自身的密实性、抗渗性, 使其满足抗渗压力大于0.6MPa要求的不透水性混凝土。

1.1 普通型防水混凝土

此类混凝土是通过提高砂、浆的不透水性, 增大石子的拨开系数, 在粗骨料周围形成一定厚度的优质砂、浆包裹层, 将粗骨料彼此隔开, 破坏沿粗骨料周边形成的互相连通的渗水网络, 减少接触孔隙, 达到抗渗的目的。但施工要求高, 混凝土的流动性要适宜, 振捣要适度, 否则粗骨料很难在砂、浆包裹下形成悬浮结构, 且收缩率与普通混凝土无区别[1]。

1.2 掺外加剂型防水混凝土

外加剂防水混凝土是在混凝土中掺入一定的有机或无机的外加剂, 改善混凝土的性能和结构组成, 提高混凝土的密实性和抗渗性, 从而达到防水目的。常用的外加剂防水混凝土有:三乙醇胺防水混凝土, 加气剂防水混凝土, 减水剂防水混凝土, 氯化铁防水混凝土。这几类防水混凝土虽防水途径不尽相同, 但其收缩率与普通混凝土不相上下甚至更大。

1.3 膨胀型防水混凝土

目前国内广泛应用的硫酸钙类膨胀剂, 若以适宜掺量掺入混凝土中, 形成钙矾石 (C3A·CaSO4·32H2O) 的胀胀结晶时混凝土的结构产生如下变化:由于钙矾石产生的积膨胀, 在钢筋和相邻的约束限制条件下, 可在混凝土中立一定的 (0.2～0.7MPa) [2]预压应力。改善了混凝土的应力状态, 从而提高了抗裂性能, 达到了补偿混凝土收缩拉应力, 减少或避免裂缝的产生, 提高混凝土防水性能的目的。同时, 由于钙矾石具有填充、堵塞毛细孔缝的作用, 改了混凝土的孔结构, 降低总孔隙率, 从而提高了混凝土的渗性能。

2 桥面防水混凝土的特点

桥面铺装混凝土具有厚度小, 但面积大, 强度等级要求高, 水泥用量大, 极易产生收缩裂缝的特点。因此, 不但要求混凝土要具备一定的抗渗性能;而且要求混凝土在凝结硬化过程中少收缩或不收缩, 增强混凝土的抗拉性能, 保证桥面在使用过程中不产生可透水的收缩裂缝, 防止桥面积水下渗危及大梁。若混凝土抗渗性很高, 但仍然存在着收缩裂缝的危险, 实际已失去了抗渗的能力, 因为水从裂缝中渗入对结构物的危害作用远比从结构孔隙渗入要大, 所以, 只有提高混凝土的防裂性, 抗渗性才能真正得到保证, 对桥面铺装混凝土尤其如此。

前述的普通型及掺外加剂型防水混凝土显然不适宜用作桥面防水混凝土。因其收缩率均与普通混凝土不相上下, 个别甚至还要大些。二者的共同点都是通过改善混凝土的内部结构来达到防渗透的目的, 对混凝土的收缩性能并无改善。而膨胀型防水混凝土不仅其孔结构, 而且其应力状态都相应得到改善, 防渗性和防裂性也得到了提高。

3 桥面防水混凝土设计

1) 实测基准配合比混凝土的收缩率, 作为确定设计膨胀率的依据。也可采用公认收缩率值, 一般普通混凝土的收缩率在4/万～6/万之间。若设计文件对膨胀率有明确要求时可不测。

2) 在基准配合比的基础上, 掺加不同剂量的膨胀水泥 (或膨胀剂) 及其它外加剂, 实测抗压强度及膨胀率。根据强度及膨胀率要求值确定实验室配合比例, 膨胀率的测试方法如下。

(1) 当对膨胀应力无要求时, 测自由膨胀率即可, 即不考虑钢筋的约束条件, 用素混凝土试件进行量测。试件采用7.07×7.07×25 (cm) 的小梁, 成型后12h (达终凝时) 测量基长, 之后分别测量各龄期的膨胀值。自由膨胀率一般不宜小于万分之四, 因为即使是膨胀混凝土, 在湿养结束后也有万分之一至二的收缩率。

(2) 当对膨胀应力有要求时, 可通过约束膨胀试验来选择混凝土的配合比例。约束膨胀试验采用7.07×7.07×25 (cm) 的试件, 其中心埋置两端焊有钢板的高强钢筋 (如图1) 。混凝土成型12h脱模, 测量试件基长, 在标准养生条件下, 用混凝土收缩、膨胀仪测各龄期钢筋长度的增加值 (即试件膨胀值) , 计算试件的约束膨胀率ε, 再由下式计算混凝土自应力值。

σ=μ×E×ε

式中:σ——膨胀混凝土产生的自应力值 (MPa) ;

μ——配筋率 (%) ;

E——钢筋弹性模量 (MPa) ;

ε——约束膨胀率 (%) 。

在μ和E已知的条件下, σ取决于ε。一般地, 当σ大于0.2 MPa时, 就可以达到防止混凝土裂缝的目的。

(3) 必要时进行抗渗性验证。

3) 采取必要的构造措施

在混凝土中膨胀剂的膨胀要通过钢筋和邻位的约束才能在结构中建立预压应力, 所以设计者应采用细而密的配筋原则, 在结构开口部位、变截面部位和出入口部位应适量增加附加筋。

4 结语

1) 桥面铺装使用普通型或掺外加剂型防水混凝土对防止收缩裂缝无补, 应使用膨胀型防水混凝土。

2) 膨胀型防水混凝土设计的主要指标是强度等级和膨胀率。由实测强度和膨胀率按设计要求确定各材料的配合比例。

3) 混凝土的限制膨胀率需达到 (1.5～3) ×10-4左右才能补偿收缩, 不出现裂渗问题。若膨胀率太小, 补偿不了收缩;但过度膨胀又会造成强度的下降, 所以在试配过程中需处理好强度、膨胀、抗渗三者的关系。

参考文献

[1]孙忠义.桥面防水混凝土[J].华东公路, 2000 (2) :43-44.

[2]游宝坤.混凝土膨胀剂及其应用[M].北京:中国建材工业出版社, 2002.

[3]张冠伦.混凝土外加剂原理与应用[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.

桥面铺装防水粘结层的技术经济性 第8篇

桥面铺装工程中,为了防止水分渗入桥面混凝土结构,腐蚀钢筋,威胁桥梁安全;将铺装层与桥面板粘结成一个整体,充分发挥铺装层与桥面板的复合作用,改善桥面板与铺装层的受力情况,需要在水泥混凝土桥面与沥青铺装层之间设置防水粘结层。防水粘结层一般采用变形能力大的弹性材料。当桥面板在温度变化或行车荷载作用下发生水平向变形时,防水粘结层可以吸收铺装层和桥面板之间部分相对位移,从而减小铺装层内的应力[1,2]。目前,高速公路工程中,常用的桥面防水粘结层有以下3种类型:

(1)高黏度改性沥青防水粘结层

采用高黏度热改性沥青按1.6～1.8 kg/m2的洒布量喷洒在水泥混凝土桥面上,同时,采用专门的碎石撒布车撒布9.5～13.2 mm粒径的预拌碎石,使碎石撒布面积覆盖率达到60%～70%,碎石撒布量约为10 kg/m2。

(2)普通SBS改性沥青防水粘结层

采用与上述高黏度改性沥青防水粘结层相同的工艺,但采用普通热SBS改性沥青,按1.6～1.8 kg/m2的洒布量喷洒在水泥混凝土桥面,同时,采用专门的碎石撒布车撒布9.5～13.2 mm粒径的预拌碎石,使碎石撒布面积覆盖率达到60%～70%,碎石撒布量约为10 kg/m2。

(3)进口环氧沥青防水粘结层

环氧沥青属热固性材料,它将环氧树脂加入沥青中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物。从根本上改变了沥青的热塑性质,赋与沥青全新的优良物理力学性质,在粘结性能、热稳定性方面具有明显优势。进口环氧沥青防水粘结层由于其价格高,施工工艺复杂,需采用专业的进口喷洒设备;国内现多用于钢桥面的防水粘结层,一方面由于钢桥面普遍比水泥混凝土桥面光滑,另外一方面是由于钢桥面表面温度远高于水泥混凝土桥面,钢桥面防水粘结层在抗剪性能以及高温稳定性等方面具有更高的要求。

防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着非常关键的作用。如果粘结层失效,不仅会导致桥面铺装破坏,而且会侵蚀桥面水泥混凝土结构,会影响桥梁结构安全[3,4]。

1 试验材料

1.1 高黏度改性沥青的技术指标

高黏度改性沥青防水粘结层用沥青技术指标见表1。

1.2 普通SBS改性沥青的技术指标

普通SBS改性沥青防水粘结层用沥青的技术指标见表2。

1.3 进口高性能环氧沥青技术性能指标

环氧沥青防水粘结层用进口高性能环氧沥青的技术指标见表3。

2 试验方法与试验结果

2.1 高黏度改性沥青防水粘结层的直接拉伸试验

为评价高黏度改性沥青粘结防水层材料的力学性能,在室内进行了直接拉伸试验,评价粘结层材料的粘结强度。为了有效模拟粘结层结构和材料的实际性能,在试验室内按照实际的施工过程成型试件,先预制400 mm×300 mm×50 mm的水泥混凝土板,其上表面模拟实际桥面水泥混凝土板的纹理结构,在预制水泥混凝土板上按施工要求涂粘结层材料,最后把涂过粘结层的水泥混凝土板放入高度为10 cm特制模具,在其上利用芬兰振动轮碾机成型50 mm厚的SMA—13沥青混凝土铺装层,并用取芯机钻取直径100 mm试件,采用直接拉伸试验评价粘结层的力学性能,拉伸速度为50 mm/min。试验结果见表4。

2.2 普通SBS改性沥青粘结防水层直接拉伸试验

试验过程与高黏度改性沥青防水粘结层相同,试验结果见表5。

2.3 环氧沥青防水粘结层直接拉伸试验

试验过程与高黏度改性沥青防水粘结层相同,试验结果见表6。

3 防水粘结层的技术经济比较

按照2011年10月,广东省的材料价格,计算了各防水粘结层成本价格,分别汇总于表7。

从上述防水粘结层的拉拔试验结果来看,环氧沥青的粘结强度显然是最好的,但是环氧沥青材料价格昂贵,进口环氧沥青的价格通常需5～6万元/吨,且环氧沥青材料施工工艺复杂,需要专门的喷洒设备。

高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性沥青提高1倍左右。由于其黏度较高,通常需要加热到185～190 ℃左右才能进行均匀喷洒,对于一般洒布车加热系统存在困难。一般需要在高黏度改性沥青中添加降低沥青高温黏度的降粘剂,以保证高黏度改性沥青的洒布效果。

4 结语

防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着非常关键的作用。目前,高速公路工程中常用的桥面防水粘结层的材料有:高黏度改性沥青防水粘结层、普通改性沥青防水粘结层和环氧沥青防水粘结层。通过直接拉伸试验比较了不同桥面铺装粘结防水层的粘结强度,并比较了不同材料的经济性。结果表明,高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性沥青提高1倍左右,价格适中,能够广泛推广应用。

摘要：防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着至关重要的作用。目前,高速公路工程中常用的桥面防水粘结层的材料有:高粘度改性沥青、普通改性沥青和环氧沥青等。通过直接拉伸试验比较了不同桥面铺装粘结防水层的粘结强度;并比较了不同材料的经济性。结果表明,高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性沥青提高1倍左右,价格适中,能够广泛推广应用。研究成果对桥面铺装工程的设计与施工具有重要的指导意义。

关键词：桥面铺装,粘结,防水,性能,经济性

参考文献

[1] 季节,罗晓辉,徐世法,等.SBS改性沥青桥面粘结/防水层材料与工艺研究.北京建筑工程学院学报, 2003;19(4):9—12

[2] 马彦芹,梁志林.桥面铺装粘结防水层材料的选择及性能研究.公路,2007;(6):101—103

[3] 杨育生,李振霞,王选仓.桥面铺装同步碎石防水粘结层的路用性能.长安大学学报(自然科学版),2009;29(6):19—23

桥面砼铺装施工技术 第9篇

关键词 桥面铺装；施工工艺；质量通病；防治措施

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0127-01

1 桥面砼铺装层施工质量的重要性

桥面砼铺装是控制路面质量的最后一道关键工序，质量控制尤为重要。桥面铺装的三度（厚度、强度、平整度）和裂缝是桥面铺装施工控制的关键，尤其是平整度和裂缝的控制，将直接影响沥青砼面层的施工质量，乃至工程建成后行车的稳定性、舒适性、安全性和桥梁的使用寿命。因此，应把平整度控制在3 mm以内，并将防止裂缝的产生作为桥面铺装施工的质量控制重点。

2 施工工序

清除桥面浮渣、清洗桥面→精确放样→安装模板并清扫→两侧浇筑砼高程控制带（平整度控制在3 mm以内）→安装钢筋网片→安装调平振动梁、三辊轴仪→砼浇筑→直径10 cm钢管横向整平→终凝后高压水枪冲洗均匀浅露骨→覆盖土工布养生。

3 施工技术与工艺

1）施工测量准备。①采用四等水准测量将高程控制点布设于桥头、桥中、桥尾稳固处，并与其他水准点联测，确保其准确性；②桥面铺装施工前应对全桥梁顶标高按不大于5 m×5 m控制进行测量，若与设计标高有误差，应综合考虑确保桥面铺装厚度和纵横坡等因素进行调坡，确保铺装层最小厚度不得小于设计值，调坡方案需经监理审批后方可实施。在梁面上，按纵向每5 m间距测设高程控制点，单幅中线点高程作为浇注砼铺装的控制高程。

2）浇筑砼准备。①梁面须凿除浮渣、浮浆，清除杂物，并用高压水枪冲洗干净。浇筑前，梁面应干净且保持湿润，没有积水；②高程控制带浇筑。浇筑砼高程控制带即振捣梁、三辊轴仪导向轨道，单幅桥面在防撞墙边设置两条高程控制带，带宽50 cm，厚度根据设计高程或经监理批复的高程进行控制。砼高程控制带施工时必须在安装完钢筋网片后，用型钢模板施工，钢模顶面标高即为铺装层标高。砼高程控制带的标高、平整度、纵、横坡度须经监理工程师验收合格后，方可作为振动梁、三辊轴仪导向轨道。

3）钢筋网片安装。按设计要求安装钢筋网片，必须严格控制钢筋网标高，钢筋网底部采用架立钢筋焊接定位，使用短钢筋作为钢筋网片的支撑，不得使用砂浆垫块定位。钢筋长度严格按铺装层钢筋的标高定位控制，确保钢筋网竖向位置控制在设计值偏差范围内。

4）混凝土浇筑。①砼采用罐车运送至施工现场，必须采用泵送或吊车运送等方式将砼运至浇筑现场，人工将砼均匀摊平。砼运输车不得直接压在已安装好的钢筋网片上；②振捣采用振动梁铺以平板式振捣器均匀振捣密实后，再用三辊轴仪沿着路线方向施工整平，利用直径10 cm钢管横向来回整平，并将浮浆擀至边缘。用六米直尺检测平整度，并及时用刮尺刮平不平整处，必要时配合人工找平，确保平整度控制在3 mm以内；③在砼初凝前在表面喷洒缓凝剂，以减缓表面砼的凝结时间。待底下混凝土终凝后，用高压水枪以小于45°角倾斜冲去表面浮浆，达到表面平整露出石子的效果。喷洒缓凝剂分横向、纵向两次进行，一次喷洒结束后间隔1 h-2 h垂直于第一次的方向进行第二次喷洒，缓凝剂喷洒必须均匀，防止漏喷。该工艺必须在线外进行试验，取得成功后实施。也可采取其他经监理工程师批准的施工工艺施工，但必须达到相同效果；④桥面铺装砼完成后采用土工布覆盖洒水养护，必须连续7天24 h不间断洒水养生，始终保证混凝土面处于湿润状态。

4 桥面砼铺装层施工中存在的质量通病及防治措施

当前桥面砼铺装层施工中存在的质量通病主要有：混凝土表面平整度差，有多处坑凹、起拱、波浪、接缝台阶；混凝土表面起皮；混凝土表面有横向、纵向裂缝及龟裂、不规则裂缝等现象。

1）平整度控制措施。①现浇箱梁、预制梁板顶板标高控制。在现浇箱梁顶板砼浇筑施工中，采用导轨和振动梁严格控制箱梁顶板的高程和平整度；在预制箱梁施工中，采用反压架对芯模进行反压防止上浮，严格控制顶板的平整度和横坡；安装预制箱梁时按规范要求严格控制顶板高程和横坡；梁、板的横坡要安装平顺，尤其是要注意防止出现反坡度。此外，浇筑湿接缝、中横梁砼时应严格控制砼顶面高程比预制梁顶面高程略低2 mm-3 mm；②振动梁及滚筒。振动梁是控制整体平整度的关键因素，约占80％的效果。振动梁的主要功能是对砼进行振捣、提浆、刮平。滚筒拖滚也是控制平整度的主要因素，占20％的效果。在施工中，滚筒一般采用纵向拖滚的方式。而本项目采用的是横向拖滚的方式。拖滚时，要注意对低洼部位进行补料，或铲除高处多余的砼，来回拖滚的遍数不得少于3次；③操作平台。为防止在振动梁振捣后的砼上留下脚印，影响砼表面的平整度，滚筒拖滚、收浆抹面、磨光机打磨、拉毛、覆盖土工布等工序均在操作平台上完成；④砼浇筑。不得在雨天进行浇筑，当气温高于20 ℃时宜在下午4：00以后进行浇筑。浇筑混凝土前再次对保护块进行检查，确保钢筋网片不下沉。泵送时要注意控制铺料厚度基本均匀，布料后再由工人用铁锹进行初步的整平。砼初步整平后，先采用平板振动器横桥向進行振捣。待作业面达到一定长度后，启动振动梁，工人通过手摇轱辘收紧钢丝绳控制振动梁缓慢、均匀地前进。振捣过程中，局部低洼部位要及时补料。在标准带的新、老砼结合面处采用插入式振捣棒进行振捣，以保证其密实性。

2）裂缝及起皮现象控制措施。①保护层控制，尤其要注意接缝搭接部位必须要设置垫块。在砼布料后，为防止砼将钢筋网片压沉到梁、板顶面，应采用铁钩将网片钩起；②收浆、磨光机打磨期间，严禁在砼表面洒水；同时必须配备足够的人员。确保能够及时进行收浆。第一次收浆在每一横桥向的滚筒拖滚作业面完成拖滚后立即进行。砼初凝后，立即采用磨光机进行打磨，防止砼表面产生收缩裂缝。打磨后，立即进行二次收面，其后紧跟着进行拉毛和覆盖土工布。二次收面后约5 h进行洒水养生。养生时间不宜过早，否则会产生砼表面起皮现象。养生时间不得少于14 d，养生期间严禁重车通行。

3）安全文明施工。建立健全安全保证体系，对现场工作人员进行安全文明教育，强化安全意识。专职安全员每天现场检查安全工作。桥头设安全责任、警示标识牌，施工人员进场必须戴安全帽，在桥梁边缘作业的工人配备安全带，桥梁两侧和中间必须设置安全网、防落网。施工中要保证施工用电安全，设专职电工每天对用电设备、线路进行全面检查。桥头设置栅栏，非施工人员和外来车辆严禁入内。

5 注意事项

施工前，检测桥面的平整情况，处理梁板的顶面裂缝及不平整处。浇筑混凝土前要保证梁板表面粗糙、清洁，不得在已加工好钢筋网上搁置重物或运送砼车，在浇筑过程中，随时注意纠正钢筋位置。应重点注意伸缩缝处的混凝土平整度控制。夏季施工，避免在中午11：00-15：00高温天气下施工。做好防雨措施，准备一定长度的人字型避雨蓬，遇雨时，应立即停止施工，做好已施工段的防雨工作。在已浇砼初凝后不得采取砂浆或砼进行薄层贴补。

参考文献

[1]中国公路学会桥梁和结构工程学会.2001年桥梁学术讨论会论文集[C].北京:人民交通出版社,2001.

[2]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范[S].

桥面铺装与防水论文 第10篇

1 原材料与试件成型方法

1.1 原材料

上述几种防水粘结层材料常见技术性能指标如表1所示。

1.2 试件成型方法

防水粘结层材料的力学性能主要包括抗剪切性能和抗拉拔性能。

高速行驶的车辆尤其是载重车辆在加、减速以及紧急刹车情况下会对桥面铺装沥青铺装层产生巨大的水平剪切作用, 因此, 要求防水粘结层材料要具有良好的抗剪切性能, 该性能通过剪切试验来评价;同时, 在车辆荷载的振动冲击作用下, 为防止铺装结构间出现张拉破坏, 沥青铺装层与混凝土调平层间要具有可靠的粘结力, 使整个铺装结构作为一个整体共同受力, 抗拉拔性能测试主要通过直接拉拔试验来评价。

防水粘结层材料剪切试验和拉拔试验采用相同的圆柱体试件进行测试, 首先, 采用规格为300mm×300mm×100mm的车辙板试模成型50mm厚的水泥混凝土板, 标准条件下养护28d后对其表面进行铣刨处理;将处理好的混凝土板表面的颗粒和浮沉清理干净后, 按照施工要求进行防水粘结层材料的施工;之后将混凝土板重新放入车辙板, 进行50mm厚沥青层的成型, 并用轮碾机进行碾压, 最终形成模拟桥面铺装结构的双层板试块, 在室温下放置不少于48h后, 采用钻芯机钻取直径、高均为100mm的圆柱体试件, 分别用作剪切试验和拉拔试验用试件, 试件的整个制备过程如图1~图4所示。

2 防水粘结层剪切性能研究

为全面考察SBS改性沥青同步碎石防水粘结层、橡胶沥青同步碎石防水粘结层以及高粘沥青同步碎石防水粘结层材料的剪切性能, 分别在3种沥青类型、2种沥青洒布量、2种碎石撒布量和2种碎石规格条件下进行防水粘结层材料剪切性能测试, 具体试验条件见表2所示。

采用路面材料多功能剪切试验仪进行防水粘结层材料剪切强度的测试, 试验过程中加载速度恒定保持为0.5k N/min, 试验温度为20℃, 三种防水粘结层材料剪切性能试验结果如表3所示。

由表3剪切试验结果可知, 相同沥青洒布量和碎石撒布量条件下, SBS改性沥青同步碎石防水粘结层材料在碎石粒径为9.5~13.2mm时的抗剪强度均大于碎石粒径为4.75~9.5mm时的抗剪强度;对于橡胶沥青, 在135g沥青洒布量条件下, 碎石粒径为9.5~13.2mm时的抗剪强度大于碎石粒径为4.75~9.5mm时的抗剪强度, 在180g沥青洒布量条件下, 情况则恰好相反;对于高粘沥青, 碎石粒径为9.5~13.2mm时的抗剪强度均小于碎石粒径为4.75~9.5mm时的抗剪强度。

相同沥青洒布量和相同碎石规格条件下, 三种沥青同步碎石防水粘结层材料在碎石撒布量为80%时的抗剪强度均大于碎石撒布量为60%时的抗剪强度, 说明在一定范围内, 三种防水粘结层材料的抗剪强度均随着碎石撒布量的增加而呈增加趋势变化。

相同碎石规格和碎石撒布量条件下, SBS改性沥青同步碎石防水粘结层和高粘沥青同步碎石防水粘结层材料在沥青洒布量为135g条件下的抗剪强度大于其在180g条件下的抗剪强度, 而橡胶沥青同步碎石防水粘结层材料在沥青洒布量为180g条件下的抗剪强度大于其在135g条件下的抗剪强度, 说明对于SBS改性沥青同步碎石防水粘结层和高粘沥青同步碎石防水粘结层材料, 其沥青最佳洒布量接近135g, 而橡胶沥青同步碎石防水粘结层材料沥青最佳洒布量则较为接近180g。

对于剪切破坏位移, 高粘沥青同步碎石防水粘结层材料的剪切破坏位移均在10mm以上, 橡胶沥青同步碎石防水粘结层材料的剪切破坏位移基本维持在8~9mm之间, 而SBS改性沥青同步碎石防水粘结层材料的破坏位移最小, 说明三种材料中高粘沥青防水粘结层材料的抗变形能力最强, 能更好地适应铺装结构间的位移错动。

3 防水粘结层拉拔性能研究

拉拔试验反映了铺装结构层间粘结状况的好坏, 其目的是为了检验防水粘结层材料与上、下结构层间的粘结能力, 同时还可观察粘结力不足时的破坏现象。与剪切试验条件类似, 为全面考察SBS改性沥青同步碎石防水粘结层、橡胶沥青同步碎石防水粘结层以及高粘沥青同步碎石防水粘结层材料的拉拔性能, 分别在3种沥青类型、2种沥青洒布量、2种碎石撒布量和2种碎石规格条件下进行防水粘结层材料拉拔性能测试, 试验过程中加载速度恒定保持为0.5k N/min, 试验温度为20℃, 三种防水粘结层材料抗拉拔性能试验结果如表4所示。

由表4试验结果可知, 相同沥青洒布量和碎石粒径条件下, 三种沥青同步碎石防水粘结层材料随碎石撒布量的变化而表现出不规律的变化情况;相同沥青洒布量和碎石撒布量条件下, SBS改性沥青同步碎石防水粘结层材料拉拔强度随着碎石粒径的增大而呈增加趋势变化, 而另外两种防水粘结层材料则随着碎石粒径的增大而近似呈减小趋势变化;相同碎石粒径和碎石撒布量条件下, SBS改性沥青防水粘结层和橡胶沥青防水粘结层材料抗拉拔强度均随着沥青洒布量的增加而呈减小趋势变化, 而高粘沥青防水粘结层材料抗拉拔强度随着沥青洒布量的增加而呈增大趋势变化, 说明仅考虑拉拔性能时前两种沥青防水粘结层材料的最佳沥青洒布量接近135g, 而高粘沥青最佳洒布量接近180g;对于拉拔破坏位移, 拉拔试验位移值普遍较剪切试验的破坏位移值小, 三种防水粘结层材料的破坏位移值均基本维持在4~8mm之间。

4 防水粘结层材料最佳配比推荐

综合剪切试验和拉拔试验结果, 推荐三种防水粘结层材料的最佳配比如表5所示。

5 结语

针对防水粘结层材料在铺装结构中的作用, 对三种常见的防水粘结层材料分别进行了剪切和拉拔试验, 综合两种试验的试验结果, 优选出SBS改性沥青、橡胶沥青和高粘沥青三种防水粘结层材料在不同沥青洒布量、不同碎石撒布量和不同碎石粒径间的最优搭配形式, 同时也测试了三种防水粘结层材料在不同条件下的抗变形能力。

摘要：针对混凝土桥桥面铺装防水粘结层材料的选择问题, 选用三种常见的防水粘结层材料:SBS改性沥青、橡胶沥青、高粘沥青同步碎石防水粘结层材料, 分别进行了剪切试验和拉拔试验研究, 综合两种试验的试验结果, 优选出SBS改性沥青、橡胶沥青和高粘沥青三种防水粘结层材料在不同沥青洒布量、不同碎石撒布量和不同碎石粒径间的最优搭配形式, 同时也测试了三种防水粘结层材料在不同条件下的抗变形能力。

关键词：桥面铺装,防水粘结层,SBS改性沥青,橡胶沥青,高粘沥青

参考文献

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