桥梁工程水泥混凝土桥面沥青铺装层防水性能研究

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内容简介

　　2、桥面铺装损坏原因与设计指标分析　　 2.1、桥面铺装损坏类型及原因分析　　 桥面铺装作为一种特殊的铺面工程，在使用过程中长期受到行车荷载、自然环境等因素的影响，除了具有普通路面常见的破坏类型之外，还具有其自身特有的破坏类型。因此，通过对水泥混凝土桥面沥青铺装层破坏类型进行调查分析，探讨研究其破坏机理，从而弄清桥面铺装研究中巫待解决的主要问题…………　　 2.1.1、常见损坏类型　　 根据LTPP路面损坏鉴别手册，从调查的情况来看，桥面铺装层的早期破坏形式主要有以下几种:　　 （1）裂缝类:指桥面铺装层在行车荷载和温度的反复作用下所引起的疲劳破坏，或者因结构缝施工处理不当等薄弱处出现的反射裂缝以及桥面系加劲部件顶部铺装层出现的横向和纵向裂缝，见图2.1所示…………　　 （2）表面变形:桥面沥青混合料铺装层，在较大的车轮垂直和水平荷载作用下产生剪应力，当剪应力超过沥青混合料自身的抗剪强度时所导致的车轮带及其附近出现的推移、拥包和车辙破坏，见图2.2和图2.3所示…………　　 （3）表面缺陷:由于沥青混凝土的级配组成设计不合理，在行车荷载的作用下导致桥面铺装层薄弱区域出现的松散(剥落)、泛油、集料磨光、透水等破坏形式，见图2.4和图2.5所示…………　　 （4）铺装层脱落:是桥面铺装最严重的、特有的破坏类型。粘结层在失去桥面板的束缚和支撑的条件下，出现剪切破坏。此外，桥面铺装结构体系中，粘结层与防水层是相互紧密联系在一起，粘结层的破坏就意味着防水层的破坏，同时会导致桥面板的水腐蚀，见图2.6所示…………　　 2.1.2、损坏原因分析　　 桥面铺装损坏的原因很复杂，针对桥面沥青铺装层特有的破坏类型，国内外专家提出了不同的影响因素。综合考虑依托工程的地理环境，可能引起桥面铺装损坏的主要原因有以下几个方面：　　 （1）桥面铺装的水损坏　　 由于沥青的粘附性差、桥面铺装层的空隙率过大或铺装层开裂，导致水分渗入而产生损坏，如松散、坑槽等，使铺装层失去强度和防水能力。如果桥面铺装层的排水系统设计不当，渗入的水分不能及时排出，便产生了“浴缸效应”，加剧了桥面铺装层的损坏；如果防水层被破坏，渗水将直接腐蚀桥体，危及桥梁的安全。对于桥面沥青混凝土铺装层，我国现行规范中有关桥面铺装及防水设计尚有欠缺，均未考虑桥梁整体防水方面的要求；因此，完善的桥面铺装系统及防水、排水系统是确保桥面铺装层服务性能的关键措施…………　　 （2）桥面铺装的高温破坏　　 桥梁工程因形同“空中楼阁”而完全暴露于空气中，直接受到气候条件的影响。同路面材料相比，桥面铺装材料夏季温度更高、冬季温度更低，即产生了夏季的“煎烤效应”与冬季的“冰柜效应”，相同的气候条件对桥面铺装材料的影响更大。另外，由于桥面铺装层和主梁的温度变化节奏不一致，导致其因温度变化引起的伸缩受到主梁的牵制，势必将在桥面铺装层内部产生约束应力，这也是造成铺装层损坏的原因之一…………　　 （3）桥面铺装的层间粘结破坏　　 桥面铺装层间的粘结包含各结构层之间的粘结以及沥青铺装层与混凝土面板之间的粘结。防水粘结层对桥面铺装层的稳定起着至关重要的作用，起到承上启下的过渡功能。研究表明，许多损坏是由粘结层的破坏所导致的。其原因在于该层位于刚性桥面板与柔性沥青铺装层之间的薄弱处，剪切力很大，往往产生“剪切滑动效应”。另外，随着桥面铺装使用周期的增长，各结构层之间的粘结强度都会随之降低。一旦铺装结构的整体性受到威胁或破坏，桥面铺装就会发生大面积，甚至整体性的破坏，进而影响桥面沥青铺装层的路用功能…………　　 （4）施工工艺的影响　　 施工工艺对桥面沥青铺装层的影响主要体现在三个方面：①桥面板平整度差，在行车荷载和温度的综合作用下，铺装层内容易产生局部应力集中，导致铺装层的损坏。②沥青铺装层与桥面板的粘结不好，大大降低了其与沥青铺装层之间的粘结性能。③施工过程中出现离析、压实不足等现象；沥青铺装层在施工中由于压实度不够，导致铺装层的强度达不到设计要求；此外，沥青混合料的级配不良导致发生离析现象，引起铺装层内强度不均匀…………　　 由上述分析可知，造成桥面沥青铺装层早期损坏的原因是多方面的、是综合性的，诸如桥梁设计理论的不足，沥青混合料设计不当，施工工艺，交通荷载等；归根结底，水是桥面沥青铺装层诸多病害，尤其是早期损坏的主要诱因之一。在现行桥梁及路面设计规范中，对于桥面铺装材料、铺装结构厚度、结构组合设计、防水及排水措施以及施工工艺，只是轻描淡写地给予了指导性说明，导致桥面铺装设计与施工的无章可循，各行其是，从而为桥面铺装的早期损坏埋下隐患…………　　共63页

泄水管的总体布置图

有通行要求的桥面排水系统布置图

碎石盲沟的布置图

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