旧水泥混凝土桥面铺装改造技术研究_免费论文全文下载

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摘 要：近些年来我国城镇化速度的加快使道路工程也在不断的发展，其中道路使用形式也随之增多，在出行方面对各类道路的要求也越来越高。目前在我国许多道桥为早期建设而成的，因此在各方面性能上与现今桥梁之间有一定的区别，为了满足现今行车中的各方面要求，原有的桥面情况也需要进行整改。对于旧桥面铺装改造需要对其结构、承载能力、病害问题等进行综合全面的分析考虑，并结合相关的工艺及技术来对其进行合理施工，从而提高桥梁的安全性。

关键词：道路桥梁；水泥混凝土桥面；铺装改造技术
一般在桥面建设中会采用水泥混凝土作为主要的结构材料，其在实际应用中具有整体性能好、强度大、承载高等优点，同时为了保证行车的舒适性会在桥面铺装沥青类材料。但是在一些早期的桥面施工中，受当时材料的发展、技术的限制等因素的影响，其多数是将水泥混凝土直接作为桥面的铺装层及进行使用，因此在行车体验及安全性能等方面存在着应用缺陷的问题。为此对于现今的旧桥面改造上主要是为了改善其存在的病害及影响行车的情况，进而延长桥梁应用寿命。
一、工程案例
某高速公路大桥宽24.5m，桥梁总长2024.74m，是一座桥面连续简支梁桥，桥面铺装为水泥砼，此大桥建设时期为上个世纪90年代，目前投入使用时间已超过20年，其桥面出现较为明显的病害问题，其路段内平整度无法满足相关的规定要求，车辆在桥面行驶效果较差，经评定标准认定为不合格桥面。造成此种情况的因素主要是由于经过长时间的投入使用，交通载荷为桥面带来一定的损害，原有的铺装层出现破损、脱落、坑洼、露筋等情况，需经过及铺装改造来提升其结构性能，保证此大桥使用年限。
二、水泥混凝土桥面铺装病害分析
1、此大桥桥面平整度指数IRI目前平均值达到约4.65（m/km），远远超出《公路工程质量检验评定标准》对桥面水泥铺装2.0（m/km）的要求，平整度状况较差，行车舒适性及安全性不足。
2、在调查中发现其病害类型主要为桥面裂缝，部分桥面区域存在铺装层脱落及内部空洞的的情况，钢筋外露区域较少，整体桥面裂缝为不规则网状分布的形式，开裂桥面总面积达21%，平均使宽度在2.5mm左右，平均深度超过5cm，局部裂缝已经贯穿扩展到钢筋，贯穿率约30%，对桥梁耐久性极为不利。
3、桥面铺装层整体厚度约15cm左右，保护层厚度平均为8cm，最小厚度仅3cm，局部段落存在钢筋集中外露现象。
4、此大桥伸缩缝病害主要以锚固区混凝土局部裂缝、坑槽以及橡胶条破损为主，接桥面连续段多处出现横向微裂缝，占全桥比例近30%。
三、桥梁结构安全性分析
主要对2012、2015年桥梁结构检测数据进行对比，分析桥面总体使用状况及结构病害发展趋势，重点研究此大桥的支座、T梁翼板、盖梁病害近5年衰减规律，为桥面铺装改造提供技术支撑主要结论如下。
1、此大桥总体结构性能尚好，目前属于3类桥。
2、上部结构属3类，下部结构属2类、桥面系属4类。下部结构及上部结构存在局部损伤，包括支座、T梁、盖梁破损，横隔板裂缝、露板，以及立柱裂缝、破损、露筋等。桥面系病害以桥面水泥混凝土铺装层裂缝最为典型，防撞墙、伸缩缝存在局部破损。
四、桥面水泥混凝土铺装改造方案
针对此大桥目前存在的桥面平整度不足、以及裂缝等破损较普遍的现状，并考虑此大桥桥梁结构承载能力满足要求的基础上，充分利用原铺装结构，消除对原桥面结构影响，确定采用增加桥面标高6cm的桥面铺装改造方案（表面抛丸后加铺3.5cm高弹SMA13+2.5cmU-Pave），且通过两层沥青铺装可大幅提高平整度控制水平。
1、方案简介
本方案是在桥梁结构承载能力满足要求或者加固后满足要求的基础上，采用表面抛丸后，加铺3.5cm厚高弹改性沥青SMA13及2.5cm厚U-Pave超薄磨耗层，实现改善桥面平整度的目的。另外，水泥砼铺装表面处治后，采用高渗透树脂灌缝处治，并采用水性环氧沥青防水粘结层作层间处理。
2、结构材料设计
2.5cm厚U-Pave磨耗层乳化沥青粘结层3.5―4.0cm厚高弹改性沥青SMA13调平层水性环氧沥青防水粘结层原混凝土铺装层表面抛丸桥梁顶板。本方案不对原桥面进行铣刨，消除了原桥面钢筋水泥混凝土铺装结构的影响。
3、关键工艺流程施工工艺流程
高程测量、原桥面混凝土表面处理→局部失稳处治→墩顶桥面连续处防裂处治→涂布水性环氧→加铺3.5cm厚高弹改性沥青SMA13→2.5cm厚U-Pave→伸缩缝改造。
（1）原桥面混凝土表面处理，全桥进行表面抛丸处理，提高界面粗糙度，以提高层间粘结强度，并暴露原桥面水泥混凝土铺装层裂缝等病害。
（2）局部破损病害处治，原桥面表面抛丸后，对剩余混凝土结构层的局部病害混凝土进行处治。采用高渗透树脂材料对桥面裂缝进行全深度封闭，要求树脂饱满填充裂缝，必要时进行表面喷砂彻底暴露裂缝。并采用标号高一�的C40早强型水泥混凝土材料进行局部密集病害的挖补，恢复铺装层结构强度。
（3）墩顶桥面连续处防裂处治，考虑到原桥面连续处逐步开始出现横向裂缝，对上层桥面沥青铺装使用不利，因此建议在墩顶位置沿着横向假缝粘贴聚酯玻纤布作防裂处理，从而起到延缓沥青铺装开裂的效果。
（4）撒布水性环氧沥青防水粘结层，局部失稳处治后，表面清扫干净，并撒布水性环氧沥青防水粘结层。
（5）施工3.5cm厚高弹橡胶沥青SMA13水性环氧粘结层养生达到要求后，并施工3.5cm厚高弹橡胶沥青SMA13。
（6）施工2.5cm厚薄层沥青铺装撒布高粘乳化沥青粘结层，并施工2.5cm厚U-Pave薄层铺装。
（7）伸缩缝改造。将原伸缩缝处的沥青混凝土铺装切槽，充分利用现有结构，不改变原有伸缩缝所有功能，在原有伸缩缝基础上焊接JSS80型叠加型伸缩缝，回填混凝土铺装。
五、实施效果及结论
此大桥水泥混凝土桥面铺装改造工程实施后，通车运营已一年多，根据现场调查，目前使用效果良好，无早期水损害现象，平整度从原桥面IRI值4.65大幅降低至1.24（m/km），验证了技术的可行性。
通过工程实例的分析及研究可以更加清晰的对与旧桥相关的铺装改造技术进行深入了解，在上文内容中根据旧桥的特点提出了相应的铺装改造技术措施。由于旧桥其结构、材料、病害等问题的存在使施工过程中需要对其原有的结构及材料特性进行掌握，并根据桥面特点及对旧桥的使用要求来对桥面进行重新设计，通过科学、合理的结构设计来保证就旧水泥混凝土桥面使用可以符合相关的规定要求，从而提高旧桥在实际中的应用效果，保证道桥使用的稳定性。
参考文献：
[1] 付德才.水泥混凝土桥面施工技术探讨及研究[J].商品与质量・建筑与发展，2015.
[2] 孙延伟.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的综合技术研究[J].中国新技术新产品，2017（5）.
[3] 徐文斌.水泥混凝土桥面铺装关键技术研究[J].现代工业经济和信息化，2016，6（19）：58-59.

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