水泥混凝土桥梁桥面防水粘结层破坏原因分析.pdf

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1、水泥混凝土桥梁桥面防水粘结层破坏原因分析■吴文佑一安徽省交通控股集团有限公司，安徽合肥230009摘要：桥面防水粘结层起到粘结桥面板和桥面铺装的作用，并防止雨水从桥面侵入桥梁结构，降低桥梁的使用寿命。本文在对我国公路水泥混凝土桥梁桥面铺装现状分析的基础上，结合实际工程测试桥面粘结层的力学性能，总结桥面防水粘结层的主要破坏形式和产生的原因，从而指导水泥混凝土桥梁桥面防水粘结层的施工。关键词：桥梁工程桥面铺装防水粘结层破损原因桥面铺装在构造上和桥面板结合为整体，直接承受车辆轮压作用并传递给桥面板，与桥梁

2、结构共同承受车辆荷载。当前，在水泥混凝土桥梁设计时仍将桥面铺装层作为桥梁工程的附属结构，与正常路段的设计基本一致，没有对其防水层单独考虑，这也导致我国水泥混凝土桥梁的桥面铺装容易出现早期破坏现象，若不及时修复，还会导致桥梁主梁钢筋锈蚀，严重影响桥梁的使用寿命⋯。因此，需要对当前水泥混凝土桥梁的桥面铺装出现问题进行调查和分析，为桥面铺装及防水层设置选择提供实践依据。1我国公路水泥混凝土桥梁的主要类型及铺面现状1．1我国公路水泥混凝土桥梁的主要类型及其对铺装的影响我国公路水泥混凝土桥梁大部分采用简支、简

3、支连续桥面或连续梁结构。在车辆荷载作用下，简支梁桥墩台支座处的变形较大，桥面铺装的破损大都从此部位开始并延伸。若不能及时对桥面铺装破损部位进行修复，雨水会沿着裂缝边缘直接渗透进入桥面板，并导致桥面板内部钢筋的锈蚀，从而缩短桥梁的使用寿命。此外，跨中部位的挠度是简支梁桥梁板结构最大的，较大的变形会导致铺装层与桥面板之间产生拉应力，引起桥面铺装层与桥面板的脱离，加速桥面铺装的破损。从结构受力角度看，连续箱梁结构承载力更大，但若采用较大跨径时，桥梁梁体一般需要做成薄壁结构，容易导致桥面局部受力不均，在腹板

4、支撑顶部、横隔板支撑顶部引起纵横向开裂，而在无腹板支撑部位的变形较大，容易产生桥面铺装的脱层和滑移问题。1．2我国水泥混凝土桥面的铺装现状及存在问题2005年以前，许多公路水泥混凝土桥梁的桥面铺装都采用水泥混凝土材料，可以与桥梁结构连接成一个整体，具有良好的协同变形性，但存在表面易开裂、难修复的问题，特别当雨水从裂缝下渗到桥梁结构时，会导致桥梁结构钢筋的锈蚀。因此，大多数公路桥梁都采用沥青混凝土铺装结构，高等级公路几乎全部采用沥青混凝土铺装，而且一般都采取双层式铺装。沥青混凝土铺装具有良好的抗渗性能

5、，而且沥青混凝土出现破损后，也能较快地进行修复。相比水泥混凝土桥面铺装，沥青混凝土桥面铺装层内部产生较大的剪应力，若铺装层与桥面板层间结合面粘结力不足，容易在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏，产生推移、拥包等病害。桥面铺装层出现破损后，在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏【2J。因此，在选择桥面铺装结构形式时，一定要考虑桥面铺装与桥面板的密水性能。大量的调查表明，桥面铺装层的功能和作用在桥梁设计中不能得到应有的重视，而且很少会针对桥梁受力特性和桥面铺装材料进行有针对性的桥面防水粘结层

6、设计，通常都参照道路结构的粘结层或者透层进行设置，对层间界面的处理和粘结层材料的技术要求不详细，导致早期修建的公路桥梁桥面铺装破损问题难以得到有效治理"j。2旧有桥面防水粘结层的强度测定桥面铺装层与桥面板应有足够的粘结强度及足够的整体粘结力，为了获取旧桥面的防水层设置情况及实际调查桥面铺装层与桥面板的整体粘结力、抗剪强度，结合某旧桥铺面改造对桥面铺装层与桥面板处理情况及整体粘结力、抗剪强度进行了试验测试【4J。2．1抗剪强度试验抗剪强度试验是在未铣刨过的沥青混凝土桥面上进行的。首先按现场抗剪试件尺寸

7、要求，在桥面板上用切割机切割如图1所示的沥青混凝土保留块，试验在108em×23em的范围内切割成了两块规定形状的试验保留块。35c“一35c^图I现场抗剪试件切割尺寸要求示意在进行开挖时，位于紧急停靠带上被切割好用于试验的试块周围的沥青混凝土块用撬棒稍稍用力即可撬起，被撬起的试块都比较完整，且底部呈乳白色，没有松散现象。而在行车道上切割好的用于试验的试块周围的沥青混凝土块用撬棒撬起后，发现沥青混凝土块的底部极为松散。呈碎渣状．且桥面板上也残留下一些破碎的沥青混合料碎渣，看不到乳化沥青粘层油(如图2

8、所示)。圈2实际切翻成型的试验试块围3现场抗剪强度试验测定抗剪强度测试用手动千斤顶和压力传感器组成的自动检测系统进行(如图3所示)，由手动千斤顶以10～15mm／min的速度进行加载，抗剪强度反映的是直剪结果，现场抗剪强度实测情况如表l所示。表1旧桥路肩和行车道沥青铺装的抗剪强度测定结果温度受剪面积剪力抗剪强度平均抗剪车道序号(℃)(mln2)(KN)(MPa)强度(MPa)l238583．070．129路肩O．1062320252．65O．083251205500．