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摘要:針對某橋梁實際情況,在對其原路面結構、破壞情況及其產生原因進行分析介紹的基礎上,對橋梁路面修復技術的運用進行深入分析,內容包括原材料選擇、混合料設計、防水層處理和相關施工工藝,最后通過實踐得出本橋梁路面修復施工技術可行、經濟合理、新穎有效的結論,旨在為類似橋梁路面修復工程提供可靠的參考借鑒。
關鍵詞:橋梁路面;修復技術;橋梁施工
0引言
目前,很多既有橋梁的路面都出現了不同類型和不同程度的破壞,對橋梁路面正常使用造成影響。因此,在實際工作中應在做好調查的基礎上,根據原橋面體系實際情況,采取合理有效的施工技術予以修復,以此確保路面處在最佳使用狀態。
1工程概況
破除處理橋面破壞后,破壞集中與底層和防水層之間,同時兩層完全脫離,與裂縫正對的防銹層出現白色粉末,說明鋼板和鋪裝層之間由于黏結力降低而產生脫離。其原因主要為以光滑鋼板為基礎進行鋪裝施工時,在高溫條件下黏結強度與抗剪強度均較低,容易發生老化,導致抗撓曲變形性能變差,加之交通荷載不斷作用,橋面受到局部急剎車作用后,會產生較大的剪切強度,大于極限抗剪能力,致使上、下層產生脫離,最終產生滑移與脫落。除此之外,因基面與面層在彈性模量上相差巨大,面層主要處在受壓的狀態,底層和面板之間脫離將使鋪裝層中的受力產生變化,而且在底部產生應力集中。如果拉應力增加至抗拉強度,則會產生開裂破壞現象。伴隨空氣與水的不斷進入,到達防銹層后會使防銹層加速老化,導致其防銹功能喪失。受到水與空氣的作用后,大面積擴散蔓延,導致鋼板產生銹蝕,對下部結構層造成嚴重影響,縮短其使用壽命??梢姡佈b層和鋼板的黏結強度及剪切強度對鋪裝質量有直接影響,必須引起相關人員的高度重視[1]。
2橋梁路面修復技術運用
2.1材料選擇
2.1.1原材料
(1)瀝青膠結料
因橋梁所在地區夏季高溫,且交通量較大,大型車占比可以達到40%以上,具有過橋重車比例較大的特征。同時,氣候會對鋪裝層造成較大影響,應予以充分考慮?;谏鲜鎏攸c,在橋梁路面修復施工中,建議采用SBS改性瀝青。
(2)集料
對于粗集料,其嵌擠作用是否良好主要取決于石質是否堅韌,顆粒是否具有良好棱角性。根據以往經驗,以上性質均為SMA主要指標。而在SMA當中,細集料實際占比通常在10%以內,但也會對混合料性能造成很大影響。實際工程中,細集料通常以機制砂為主。
(3)填料
填料一般沒有特殊要求時,可以石灰石礦粉為主。
(4)纖維穩定劑
在纖維穩定劑方面,對于德蘭尼特纖維,它屬于聚丙烯腈纖維,具有加筋、吸附和增黏等重要作用,因此可將其作為首選。
2.1.2混合料
以鋪裝層相關設計要求為依據,將纖維摻量取膠結料與礦料總重的3‰,基于此進行配合比設計。針對不同的部位及其使用功能,混合料性能將有很大的不同,對于鋪裝底層,應做到不透水,具有良好的熱穩定性與變形能力。對于鋪裝面層,除了要有變形能力,還要能有效抵抗疲勞性開裂。經過相關試驗,結合夏季溫度較高的實際特點,將混合料主要性能指標確定如下:①下面層:油石比為6.3%,析漏損失率不超過0.1%,浸水飛散損失率不超過15%,空隙率為3.2%,礦料空隙率不小于16.5%,瀝青飽和度為75%~85%,穩定度不小于6.0kN;②上面層:油石比為6.2%,析漏損失率不超過0.18%,浸水飛散損失率不超過15%,空隙率為3.8%,礦料空隙率不小于17%,瀝青飽和度為75%~85%,穩定度不小于6.0kN。
2.2防水層處理
鋪裝層在設計使用說明內有著良好性能的重點在于保證和面板之間充分黏結,以此共同承受綜合作用,包括水平力與垂直力。基于此,黏結層自身抗剪性能至關重要。當前,黏結層材料因方案和材料不同而可以分成多種類型,常見的有以下三種:熱固性、熱熔性與溶劑型。其中,熱熔性主要由摻有樹脂的瀝青與聚合物構成。其變形能力良好,可適應多種條件下的作用,也能提供一定防水封閉性,但存在高溫條件下容易軟化的缺點。溶劑型主要是指乳化瀝青與具有可溶性特點的橡膠瀝青。目前我國正廣泛使用乳化瀝青黏結劑,具有可溶性特點的瀝青橡膠現在在日本廣泛應用。該材料在高溫條件下也容易法神個軟化,同時在攤鋪過程中還會放出大量氣體,導致鋪裝層上出現氣泡。熱固性主要是指環氧瀝青,在瀝青材料中按照一定比例加入催化劑、環氧樹脂與固化劑,然后通過加熱制得。相較于之前兩種材料,該材料不論是黏結能力和變形能力,還是熱穩定性,均具有顯著優勢。然而,需要注意,它對施工條件及設備往往提出了較高的要求?;趯Ω黜椨绊懸蛩氐姆治隹紤],選擇適宜的處理工藝。方法一是原體系所用處理方法,經過和方法二的對比發現,采用“HBW+玄武巖顆粒”的方法的試件,其黏結強度比采用“環氧鋅漆+環氧瀝青”的方法的試件高。故將方法一作為鋼板主要處理方法。此外,在試驗過程中還對三種不同粒徑的顆粒實施了對比,即細顆粒(其粒徑在1.18~2.36mm范圍內),中顆粒(其粒徑在2.36~4.75mm范圍內),粗顆粒(其粒徑在4.75~9.5mm范圍內)。經分析得出:中顆粒黏結強度最高[2]。
2.3施工工藝
以上述設計方案與試驗結果為依據,提出以下鋪裝工藝:(1)對鋼板上表面實施噴砂除銹,確保清潔度不低于Sa2.5級,并且粗糙度要能達到50~70μm,再均勻噴射HBW,將其作為防銹層,其厚度應控制在0.5~1.5mm范圍內。完工后予以檢查,完成檢查并且確認合格后,即可進入下一道工序。(2)對防水層進行鋪裝施工,在防銹層表面的界面膠徹底固化以后,再均勻噴灑HBW,厚度按2.0~3.0mm控制,待其固化以前,按照3.0~4.0kg/m2的數量撒布中顆粒玄武巖,也可按照2.5~3.5kg/m2的數量撒布鋼纖維,所用鋼纖維的長徑比按照35~40控制,撒布完成后,確保玄武巖或者是鋼纖維的至少1/3進入到界面膠當中,經過一段時間的固化形成粗糙的表面。完全固化以后,將沒有完全粘牢的鋼纖維或者是玄武巖掃除干凈。(3)對下面層進行鋪裝施工,在之前形成的粗糙表面上按照0.4~0.6L/m2的用量均勻噴灑乳化瀝青,以此形成黏結層,再攤鋪一層厚度為4cm的SMA-10,至此即可完成下面層的鋪裝施工。(4)最后對上面層進行鋪裝,與SMA-10基礎上進行SMA-13的攤鋪,在攤鋪的過程中,將厚度嚴格控制在3cm。
3結語
綜上所述,通過在鋼板表面采用HBW形成防銹層,并采用中顆粒玄武巖與HBW形成防水層,能對橋梁路面上的破損進行有效的修復,本橋梁從修復完成到現在,未產生開裂現象,達到了預期的目標。此外,通過對防水層進行的粗糙化處理,還能使極限剪切強度達到2.0MPa,使整個橋面體系都具有良好抗開裂性能,此時需要注意將玄武巖顆粒粒徑控制在2.36~4.75mm范圍內[3]。
參考文獻:
[1]翁盛華.冷薄層罩面技術在閩北地區舊橋面修復工程中的應用研究[J].福建交通科技,2017(2):103-106.
[2]孫逢賓,張宇,倪金龍.柳浪洲大橋T梁更換及橋面修復施工方案例析[J].北方交通,2013(8):49-51.
[3]張華輝.鋼橋面防水防腐處理在廈門天圓大橋橋面修復中的應用[J].福建建材,2013(6):36-37.
作者:底義華 單位:石家莊市公路橋梁建設集團第五公路工程處