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高等级公路桥面铺装层破坏原因及对策

高等级公路桥面铺装层破坏原因及对策
韩冬卿
(河北省道路桥梁养护检测中心 石家庄 050011)
摘要:桥面沥青混凝土路面铺装层破损是高等级公路病害中最为严重的一种形式,结合京秦高速公路大石河桥,洋河大桥桥面铺装破坏情况,介绍高等级公路桥面铺装层破坏原因及处理。
关键词:高等级公路;桥面铺装层;破坏原因,处理对策;
桥面铺装层的破损,开裂和翻浆等病害,严重影响着行车舒适性及安全性。它是最高等级公路病害中最为严重的一种形式,京秦高速公路秦皇岛工区,迁安工区等多座桥梁的桥面铺装检测情况,简要介绍一下桥面铺装的病因及防治。
1桥面铺装层的病因
1. 1桥面铺装层裂缝产生
京秦高速公路大石河桥,洋河大桥等多座桥面的沥青混凝土路面出现拥包,裂缝。将面层除去后,发现桥面铺装层上产生裂缝。桥面铺装层的设计与普通水泥混凝土路面设计基本相同,但由于其是在刚性预制板上浇筑的混凝土,受力情况发生了很大的变化,使得裂缝产生原因较为复杂。根据裂缝产生的原因可将裂缝分为干缩裂缝,温度裂缝和疲劳裂缝。
(1) 干缩裂缝
在水泥混凝土中,水以结合水,层间水,物理吸附水和毛细水等状态存在。当这些水在混凝土硬化过程中失去时,水泥浆体就会收缩,如果是自由收缩,一般不会导致裂缝产生。唯有收缩受到限制产生收缩应力时,才会产生裂缝。桥面铺装层产生收缩应力主要受两方面的限制。
一方面,水泥浆干缩的内部限制,主要是集料对水泥浆体的约束。普通水泥混凝土中,水泥浆体的收缩率被限制了90%,所以,混凝土经常处在干缩裂缝的应力状态。
另一方面,铺装层干缩的外部限制,主要是预制梁板和面层的约束。处于限制状态的混凝土板块结构,只有当混凝土,本身的拉应变εc,以及徐变应变εe与混凝土硬化干燥过程的自由收缩εf不相适应时,即εf>εe+εc混凝土才会产生裂缝,一般情况下εc=1×10-4,εe=2×10-4~3×10-4,侧限系数k=0.75,因而防止裂缝出现的自由帐缩应变值εf=4×10-4~5×10-4,一般水泥混凝土自由收缩应变约为6×10-4~8×10-4,因此铺装层常常产生干缩裂缝。
(2) 温度裂缝。
水泥混凝土具有热胀冷缩的性能,桥面铺装层的热胀冷缩是在相邻的部分或整体性限制条件下发生的。混凝土的抗拉强度远较抗压强度小,因而当铺装层中产生拉伸变形时,很容易引起开理解,温度裂缝的产生一般是在温度降低过程中产生的,温度降低时,铺装层发生翘曲。而铺装层不能自由伸缩,这样在铺装层顶产生拉应力,层底产生压应力。当拉应力大于混凝土极限抗拉强度时