淺談改性瀝青橋梁伸縮縫施工
2010-09-19
橋梁伸縮縫是滿(mǎn)足橋梁因溫度變化、荷載作用等引起梁板的漲縮而設(shè)置的變形縫。對(duì)伸縮縫的要求不僅要具有滿(mǎn)足橋梁板的變形具有一定的強(qiáng)度，也要滿(mǎn)足高速行車(chē)對(duì)舒適性的要求，即使橋路銜接平整，行車(chē)舒適。目前，中小橋常用的伸縮縫有鋼板伸縮縫(包括鋼搭板式、梳形鋼板式)橡膠條式，仿毛勒縫等伸縮縫等。
一、改性瀝青橋梁伸縮縫的優(yōu)點(diǎn)
改性瀝青填充橋梁伸縮縫是七十年代由英國(guó)發(fā)展起來(lái)的一種新興的橋梁伸縮縫，它的主要工作機(jī)理是依靠高粘彈性特種瀝青結(jié)合料與石料形成的混合物的粘彈性來(lái)適應(yīng)由于溫度和交通荷載作用而產(chǎn)生的橋梁端部位移。該種橋梁伸縮縫具備以下主要優(yōu)點(diǎn)：(1)改性瀝青橋梁伸縮縫由高粘彈性材料組成，常溫下呈彈塑態(tài)，與前、后的橋面或路面形成連續(xù)體，橋面平整，無(wú)縫，因而行車(chē)更平穩(wěn)，舒適，震動(dòng)及噪音??；(2)該種伸縮縫施工時(shí)，不需裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的伸縮構(gòu)件和梁端預(yù)埋錨固鋼筋，施工方便快捷，鋪裝lh后即可開(kāi)放交通；(3)用改性瀝青橋梁伸縮縫更換舊橋伸縮縫時(shí)，連接伸縮縫兩側(cè)的橋面鋪裝可以是水泥砼，也可是瀝青混合料；(4)用改性瀝青橋梁伸縮縫更換舊橋伸縮縫時(shí)，連接伸縮縫兩側(cè)的橋面鋪裝可以是水泥砼，也可是瀝青混合料；(5)改性瀝青橋梁伸縮縫使用壽命長(zhǎng)。
二、伸縮縫出現(xiàn)裂縫的原因
(1)溫度開(kāi)裂的一種形式是疲勞裂縫，伸縮縫經(jīng)多年使用后，溫度反復(fù)升降導(dǎo)致材料疲勞，使材料的極限抗拉應(yīng)變減小，加之瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛性能下降，對(duì)于經(jīng)多年使用的舊橋伸縮縫這可能是一條重要的原因；
(2)在低溫溫差作用下，梁體縮短，在假設(shè)改性瀝青與梁體不脫離的條件下，梁體的縮短變形對(duì)伸縮縫材料則表現(xiàn)為受拉變形，當(dāng)溫差產(chǎn)生的這一變形達(dá)到材料的極限拉應(yīng)變時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生低溫裂縫，這是低溫裂縫產(chǎn)生的主要原因；
(3)界面裂縫是溫度裂縫的又一表現(xiàn)形式，當(dāng)降溫溫差較大，瀝青結(jié)合料與梁端混凝土結(jié)合不良，其粘結(jié)強(qiáng)度低于改性瀝青混合料的強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)在界面處開(kāi)裂，產(chǎn)生界面裂縫。裂縫出現(xiàn)后，在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下，導(dǎo)致伸縮縫逐漸破壞。本文的主要研究?jī)?nèi)容是在兼顧美佳改性瀝青橋梁伸縮縫材料優(yōu)良的高溫性能的前提下，通過(guò)添加改性劑和抗老化劑來(lái)改善原伸縮縫材料的低溫性能及抗老化性能；通過(guò)合理的施工工藝，解決界面裂縫及高溫振搗不實(shí)的問(wèn)題。
三、改性瀝青橋梁伸縮縫的施工控制要點(diǎn)
1.施工溫度控制。
改性瀝青混合料施工的環(huán)境溫度不宜低于0℃，改性瀝青加熱溫度185-195℃，石料加熱溫度l90-200℃ ，碾壓溫度140-150℃ 。
2.開(kāi)槽。
(1)根據(jù)橋梁跨徑大小確定溝槽寬度(中小跨徑一般為50cm)，定出伸縮縫中線(xiàn)，以中線(xiàn)為基準(zhǔn)，對(duì)稱(chēng)確定出開(kāi)槽邊線(xiàn)，采用切割機(jī)進(jìn)行切縫。切縫時(shí)，保證線(xiàn)形順直，不應(yīng)出現(xiàn)折線(xiàn)和錯(cuò)茬，槽口偏差不得超出上口線(xiàn)3mm。
(2)用切割機(jī)沿邊線(xiàn)開(kāi)槽，并開(kāi)挖至規(guī)定深度，一般不小于10cm。若開(kāi)槽后，發(fā)現(xiàn)槽內(nèi)混凝土質(zhì)量不佳，應(yīng)清除不良混凝土；若原伸縮縫倆側(cè)已破損，應(yīng)清除已破損混凝土，并重新澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行伸縮縫施工。
3.清理及修整溝槽。
(1)首先拆除舊裝置，在拆除舊裝置時(shí)，盡可能避免使原結(jié)構(gòu)受損害，原結(jié)構(gòu)有松動(dòng)、損壞的部分一定要清除；
(2)槽口有效寬度、深度內(nèi)的浮動(dòng)物體必須清除干凈。槽底及四壁用角磨機(jī)打磨和用鋼絲刷清理，并用高壓氣泵反復(fù)吹幾遍，確保槽內(nèi)清潔；
(3)用火焰噴射器將溝槽側(cè)面、底面烘干、烤熱，注意火焰噴射器要以不小于200mm/8的速度擺動(dòng)，不得集中噴烤一處。
4.涂刷底油并鋪設(shè)鋼板。
(1)泡沫海綿填塞接縫；
(2)涂刷底油前，應(yīng)在槽口兩側(cè)鋪設(shè)防護(hù)裝置，防護(hù)裝置一般采用聚氯乙烯膜或彩條布，并用寬膠帶沿開(kāi)槽線(xiàn)粘貼住保護(hù)裝置，避免施工時(shí)污染路面；
(3)澆人熔化的改性瀝青結(jié)合料(190-200℃)，并用刮板均勻的涂抹在槽口底面與側(cè)面，涂刷時(shí)不得堆積和漏白，并用噴火器對(duì)其表面進(jìn)行加熱，使其結(jié)合料均勻分布；
(4)用T型搭接鋼板平穩(wěn)地置于接縫當(dāng)中，鋼板厚度為5-8mm，寬度以縫口兩側(cè)各余50mm左右為宜。
5.鋪筑瀝青混合料。
(1)將清洗過(guò)的粗石料烘干加熱至規(guī)定溫度；
(2)以油石比1：2的比例，將瀝青結(jié)合料與熱的粗石料均勻的拌和在一起；
(3)從槽口一端開(kāi)始，用拌好的粗混合料攤鋪底層，底層的表面應(yīng)距溝槽頂10mm左右，鋪砌時(shí)應(yīng)用鍬鏟等插搗溝槽邊界，使邊界處瀝青混合料密實(shí)，鋪筑后應(yīng)及時(shí)用小平板振搗器壓實(shí)；
(4)將細(xì)石料烘干加熱至規(guī)定溫度；
(5)按油石比1：4的比例，將瀝青結(jié)合料與熱的細(xì)石料均勻地拌和在一起；
(6)用拌好的細(xì)混合料攤鋪上層，上層的表面應(yīng)高出路面1cm左右；
(7)用平板器進(jìn)行壓實(shí)；
(8)用溶化的瀝青結(jié)合料刮面油、整平表層，成型；
(9)伸縮縫施工完成后，應(yīng)使其在自然環(huán)境下冷卻3-4h后，方可開(kāi)放交通。
6.施工注意事項(xiàng)。
(1)改性瀝青結(jié)合料在使用前1h開(kāi)始加溫，加熱溫度至l85-l95℃，保溫時(shí)間不得超過(guò)4h。用不完時(shí)，應(yīng)放出冷卻；
(2)石料應(yīng)在使用前10min開(kāi)始加溫，加熱時(shí)間為5-8min，溫度控制在190-200℃；
(3)瀝青混合料振搗要密實(shí)；
(4)槽底和槽側(cè)面一定要烘干、烤熱；
(5)使用火焰噴射器時(shí)，要以不小于200mm/s的速度擺動(dòng)，以免局部過(guò)熱，致使改性瀝青結(jié)合料老化；
(6)嚴(yán)格控制材料規(guī)格及用量。
四、施工工藝的改進(jìn)措施
1.以往修建的改性瀝青橋梁伸縮縫，由于振搗不充分，經(jīng)常出現(xiàn)填充料下?lián)犀F(xiàn)象。為加強(qiáng)填料的壓實(shí)效果，將原來(lái)在上層細(xì)混合料鋪筑后才振搗，改為分層振搗，即底層混合料攤鋪后和上層混合料攤鋪后應(yīng)各振搗一次，以解決混合料降溫后，由于粘度過(guò)大難以壓實(shí)的問(wèn)題。振搗前，先將牛皮紙用低濃度的肥皂水浸泡，然后平鋪在混合料上，再振搗，以解決在高溫條件下，瀝青與振搗器底板的粘連問(wèn)題。
2.梁端與填料連接處界面易出現(xiàn)裂縫，這是該類(lèi)伸縮縫最常見(jiàn)的病害之一，產(chǎn)生界面裂縫的最根本原因是梁端界面溫度低，至使梁端與填料粘接不良。為解決這一問(wèn)題，對(duì)梁端界面進(jìn)行分段預(yù)熱，預(yù)熱后在梁端界面上涂一層底油。實(shí)踐證明該措施對(duì)解決梁端界面裂縫非常有效。
五、結(jié)論
采用改進(jìn)施工工藝，改造的橋梁伸縮縫經(jīng)過(guò)5年使用，目前伸縮縫無(wú)局部沉陷、界面裂縫、溫度裂縫及車(chē)轍等任何破損跡象，使用狀況優(yōu)良，且經(jīng)跑車(chē)試驗(yàn)證明，該伸縮縫行車(chē)舒適無(wú)任何振感。這充分證明對(duì)填充式改性瀝青橋梁伸縮縫的施工改進(jìn)措施是合理的，可供同類(lèi)伸縮縫施工時(shí)參考。
參考文獻(xiàn)：
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【2】李福普，道路瀝青的低溫延度指標(biāo)[M]，北京 人民交通出版社 1995
