王麗新
【摘 要】隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,對交通運輸行業(yè)的要求越來越高,橋梁的建設(shè)就是其中的重要建設(shè)項目之一,承擔(dān)著交通運輸和經(jīng)濟發(fā)展的樞紐工作,其安全可靠性能關(guān)乎著人民生命財產(chǎn)安危,容不得半點馬虎。而橋面瀝青鋪裝層裂縫已經(jīng)成為了威脅橋體安全的頭等大事,相關(guān)的研究人員也在不斷地改善這方面的問題,筆者就在本文中對這個問題做了深入淺出的分析探討,希望對問題的解決能出一份力量。
【關(guān)鍵詞】橋面;瀝青;鋪裝層;裂縫病害
橋面鋪裝在橋梁的運營中有著重要的作用,一方面可將車輪集中荷載進行擴散分布,降低作用在橋面板的應(yīng)力;另一方面可以保護橋面板避免車輪的直接磨耗作用。橋面鋪裝的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能對交通安全、行車舒適性以及橋梁功能的發(fā)揮至關(guān)重要。隨著交通量和重型車輛的增加等多方面因素的影響,橋面鋪裝層裂縫在全國范圍內(nèi)比較普遍。為了減少橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫的機會,研究人員正在努力尋找解決的措施。
1 橋面裂縫危害
瀝青橋面出現(xiàn)裂縫后,橋面水下滲浸泡路面結(jié)構(gòu)層,降低橋面承載力。一方面水使瀝青粘附性減少,從而導(dǎo)致瀝青混合料強度、勁度減少,并使瀝青從集料表面剝落;另一方面在雨季,橋面裂縫中的自由水,在行車載荷的作用下,會產(chǎn)生相當(dāng)大的動水壓力,壓力水不斷沖刷基層材料中的細料,細料漿一旦被唧出,瀝青面層就會沿著裂縫產(chǎn)生下陷現(xiàn)象,同時在裂縫的兩側(cè)引起新的裂縫,導(dǎo)致橋面裂縫兩側(cè)破碎,并逐漸引發(fā)橋面大面積損壞。
2 裂縫病害種類分析
2.1 橫向開裂
橋面橫向開裂主要是在連續(xù)縫處開裂,連續(xù)縫開裂引起雨水下滲,引起主梁和蓋梁的橫向開裂。主要原因:簡支梁橋結(jié)構(gòu)的橋面鋪裝一般采取橋面連續(xù)形式以增加行車的舒適度。由于連續(xù)縫處荷載產(chǎn)生的負彎矩使此處的橋面鋪裝受拉、橋面混凝土干縮、季節(jié)溫差等引起的縱向變形等多種因素作用下,混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時,橋面混凝土出現(xiàn)橫向裂縫,同時反射到表面的瀝青鋪裝層。
2.2 縱向開裂
橋面縱向開裂主要出現(xiàn)在板梁結(jié)構(gòu)和裝配式干接頭的T梁橋中,產(chǎn)生縱向裂縫的原因是:設(shè)計中理想狀態(tài)是鉸縫完全可以傳遞橫向剪力,相鄰梁間不出現(xiàn)相對豎向位移。當(dāng)鉸縫本身質(zhì)量欠佳橫向傳遞能力不足,使部分荷載只能通過橋面鋪裝來傳遞,若鋪裝層強度不足以承擔(dān),便導(dǎo)致沿鉸縫的混凝土剪壞,反映為橋面瀝青層縱向開裂。
2.3 網(wǎng)狀開裂
瀝青橋面產(chǎn)生網(wǎng)裂和龜裂的原因:一是,橋面結(jié)構(gòu)中夾有柔軟和泥灰層,粒料層松動,水穩(wěn)定性差,在荷載作用和雨水浸入下發(fā)生唧漿,產(chǎn)生龜裂,從而引起橋面損害。其二,是瀝青與瀝青混合料質(zhì)量差,即瀝青混合料的粘結(jié)性差,或瀝青延度低,從而抗裂性差,加之水分的滲入,造成橋面龜裂,進而引起橋面破壞。
3 橋面瀝青鋪裝層裂縫產(chǎn)生的成因
3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面
面對車輛性能和承載力越來越好的局面,對橋面施工的要求也越來越高,對負荷能力的提升是一項比較重要的設(shè)計基礎(chǔ),要通過科學(xué)合理的設(shè)計施工方案來解決這方面的難題,使得橋梁的的承重能力和橋面的抗壓能力都有所提升。在設(shè)計施工時,如果是拱橋建筑、懸臂橋梁或連續(xù)橋梁等,在受到壓力負荷時,其受力的程度和方向都不是均勻的,都有一些特殊的部位來承受這些,以提高整體橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,這樣以來,橋面瀝青層受到的碾壓力就不一樣了,很有可能發(fā)生負彎矩裂縫,所以在設(shè)計時一定要特別注意。
3.2 施工工藝方面
在橋梁的施工建設(shè)中,容易出現(xiàn)裂縫的環(huán)節(jié)主要有兩種:其一是,水泥和水混合的比例不恰當(dāng),拌制水泥過程中,太稀容易造成坍落度偏大,使得裂縫的形成速度加快;而太過粘稠則會使得水泥的失水量大,造成收縮性裂縫,也會影響施工質(zhì)量,所以說還是要按照科學(xué)合理的配比來施工建設(shè)。其二,就是瀝青的質(zhì)量和型號不達標,保證不了施工的強度和粘度,干固后出現(xiàn)裂縫的概率較大,影響橋面的質(zhì)量。另外,在施工過程中,網(wǎng)片的安放一定要在橋面瀝青鋪裝層中間,如果放錯了位置,瀝青鋪裝層中就沒有抗拉能力,也很容易出現(xiàn)裂縫。
3.3 使用階段的橋面損壞
在施工建成橋面之后,就會正式的投入運營,這個過程會產(chǎn)生一些裂縫問題,與施工時的裂縫不一樣,這個時期可以分為橫向裂縫、溫度裂縫和干縮裂縫幾種形式。經(jīng)過時間季節(jié)的變換,氣候差異、溫度差異以及水分差異等都會影響到瀝青鋪裝層的使用質(zhì)量,長時間的歲月在瀝青層面也會留下痕跡,形成裂縫也是在所難免的。而主要的原因確是在投入運營階段,一些超重型號的車輛滿載著貨物行駛在上面,反復(fù)的碾壓橋面,時間久了,自會形成裂縫,破壞橋面的使用壽命。
4 橋面瀝青鋪裝層裂縫的處理措施
4.1 優(yōu)化設(shè)計方案
一個合格的優(yōu)化方案,對橋面瀝青鋪裝層的抗壓能力和抗拉能力都要有具體的受力設(shè)計分析,但是作為建筑橋梁,其受力的程度和支撐點是很難把握的,所以,對于設(shè)計工程師的考驗難度是非常大的。在具體的計算設(shè)計方面,要根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)計算出受力點,然后再根據(jù)受力分析設(shè)計橋梁的橋面結(jié)構(gòu)和抗逆性能,以便橋面的符合能力足夠支撐幾臺重型機車同時通過,而不會造成橋梁和橋面的損壞。注意,工程設(shè)計師對路橋的設(shè)計不要只注重于主梁承重的分析,橋面瀝青鋪裝層的強度和剛度也很重要,切不可厚此薄彼,還要考慮不同橋架構(gòu)造的特點,以適應(yīng)全局的要求,這樣才能設(shè)計出一個具有高符合能力的瀝青鋪裝層橋面。
4.2 優(yōu)化施工工藝
優(yōu)化施工方法是對施工過程中的控制要求,主要還是注意施工的環(huán)節(jié)和建筑材料的規(guī)格型號,以便提高橋面瀝青鋪裝層的施工質(zhì)量。而橋面的瀝青鋪裝層是覆在水泥混凝土橋體的表面,混凝土如果開裂,瀝青層也就會隨著而破裂,所以,水泥橋體的施工也比較重要。根據(jù)施工過程裂縫產(chǎn)生的原因來具體分析,首先是水泥的拌制過程,水泥和水的混合比例要有一定的科學(xué)依據(jù),不能太粘稠也不能太稀,主要是根據(jù)水泥的型號和抗壓強度的要求來設(shè)計水泥和水的混合比例,減少橋體裂縫的發(fā)生率。而對于瀝青和水泥型號和規(guī)格的選擇要看使用的建筑部位是哪里,用于承重的部位一定要選擇高型號的水泥,這樣對橋梁的性能提升有所幫助。而鋼筋網(wǎng)片鋪放的位置也要注意,一定要放在橋面瀝青鋪裝層的中間層,增加橋面的抗拉抗壓能力,與鋼筋混凝土的原理一樣,鋼筋網(wǎng)片和瀝青配合也有這樣的效果,在一定程度上能抵御裂縫的形成,延長橋面的使用壽命。
4.3 注意使用保養(yǎng)
橋梁在建設(shè)完工后不能馬上投入運營使用,要封閉擱置一段時間,讓橋梁的建筑材料徹底的凝固干透,以增強橋體的硬度和剛度,完善各方面的性能,這個過程就是養(yǎng)護的工作。在晾干的過程中,橋面上面要全部覆蓋草簾,并定期進行灑水工作,以防橋面表面溫度和內(nèi)部溫度過高而產(chǎn)生溫差,造成橋體內(nèi)部受力不均勻,形成變形裂縫。在正式的投入使用時,也要定期的巡護,嚴禁超過橋梁承受能力范圍內(nèi)的超重型車輛通過,以免造成橋毀人亡的慘劇。對于橋面要經(jīng)常清理,防止雜物對瀝青鋪裝層造成機械損傷,由此引發(fā)裂縫問題;對于貼近橋面的輸水孔徑要定期排查,發(fā)現(xiàn)堵塞的要及時通透,以免積水過多侵蝕橋面,減緩橋梁的使用壽命。
5 結(jié)束語
橋面瀝青鋪裝層的裂縫問題時有發(fā)生,究其原因,主要還是結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝、后期養(yǎng)護和使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題,只要在每一個環(huán)節(jié)多加注意,盡量減少人為因素造成的裂縫問題,使用過程中的損壞是不可避免的,只要能及時得到補救,橋面的使用期限還是可以延長的,既能節(jié)省人力物力,也節(jié)省了大量的資金投入,為地方造福,為百姓造福,促進建筑橋梁行業(yè)的快速發(fā)展。
【參考文獻】
[1]董思學(xué).橋面瀝青鋪裝層裂縫病害分析及處理措施[J].交通世界·建養(yǎng)機械,2015(343).
[責(zé)任編輯:張濤]