舊水泥混凝土橋面鋪裝改造技術(shù)研究

姜雷

摘 要：近些年來我國城鎮(zhèn)化速度的加快使道路工程也在不斷的發(fā)展，其中道路使用形式也隨之增多，在出行方面對各類道路的要求也越來越高。目前在我國許多道橋為早期建設(shè)而成的，因此在各方面性能上與現(xiàn)今橋梁之間有一定的區(qū)別，為了滿足現(xiàn)今行車中的各方面要求，原有的橋面情況也需要進(jìn)行整改。對于舊橋面鋪裝改造需要對其結(jié)構(gòu)、承載能力、病害問題等進(jìn)行綜合全面的分析考慮，并結(jié)合相關(guān)的工藝及技術(shù)來對其進(jìn)行合理施工，從而提高橋梁的安全性。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；水泥混凝土橋面；鋪裝改造技術(shù)

一般在橋面建設(shè)中會采用水泥混凝土作為主要的結(jié)構(gòu)材料，其在實際應(yīng)用中具有整體性能好、強(qiáng)度大、承載高等優(yōu)點，同時為了保證行車的舒適性會在橋面鋪裝瀝青類材料。但是在一些早期的橋面施工中，受當(dāng)時材料的發(fā)展、技術(shù)的限制等因素的影響，其多數(shù)是將水泥混凝土直接作為橋面的鋪裝層及進(jìn)行使用，因此在行車體驗及安全性能等方面存在著應(yīng)用缺陷的問題。為此對于現(xiàn)今的舊橋面改造上主要是為了改善其存在的病害及影響行車的情況，進(jìn)而延長橋梁應(yīng)用壽命。

一、工程案例

某高速公路大橋?qū)?4.5m，橋梁總長2024.74m，是一座橋面連續(xù)簡支梁橋，橋面鋪裝為水泥砼，此大橋建設(shè)時期為上個世紀(jì)90年代，目前投入使用時間已超過20年，其橋面出現(xiàn)較為明顯的病害問題，其路段內(nèi)平整度無法滿足相關(guān)的規(guī)定要求，車輛在橋面行駛效果較差，經(jīng)評定標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定為不合格橋面。造成此種情況的因素主要是由于經(jīng)過長時間的投入使用，交通載荷為橋面帶來一定的損害，原有的鋪裝層出現(xiàn)破損、脫落、坑洼、露筋等情況，需經(jīng)過及鋪裝改造來提升其結(jié)構(gòu)性能，保證此大橋使用年限。

二、水泥混凝土橋面鋪裝病害分析

1、此大橋橋面平整度指數(shù)IRI目前平均值達(dá)到約4.65（m/km），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》對橋面水泥鋪裝2.0（m/km）的要求，平整度狀況較差，行車舒適性及安全性不足。

2、在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)其病害類型主要為橋面裂縫，部分橋面區(qū)域存在鋪裝層脫落及內(nèi)部空洞的的情況，鋼筋外露區(qū)域較少，整體橋面裂縫為不規(guī)則網(wǎng)狀分布的形式，開裂橋面總面積達(dá)21%，平均使寬度在2.5mm左右，平均深度超過5cm，局部裂縫已經(jīng)貫穿擴(kuò)展到鋼筋，貫穿率約30%，對橋梁耐久性極為不利。

3、橋面鋪裝層整體厚度約15cm左右，保護(hù)層厚度平均為8cm，最小厚度僅3cm，局部段落存在鋼筋集中外露現(xiàn)象。

4、此大橋伸縮縫病害主要以錨固區(qū)混凝土局部裂縫、坑槽以及橡膠條破損為主，接橋面連續(xù)段多處出現(xiàn)橫向微裂縫，占全橋比例近30%。

三、橋梁結(jié)構(gòu)安全性分析

主要對2012、2015年橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析橋面總體使用狀況及結(jié)構(gòu)病害發(fā)展趨勢，重點研究此大橋的支座、T梁翼板、蓋梁病害近5年衰減規(guī)律，為橋面鋪裝改造提供技術(shù)支撐主要結(jié)論如下。

1、此大橋總體結(jié)構(gòu)性能尚好，目前屬于3類橋。

2、上部結(jié)構(gòu)屬3類，下部結(jié)構(gòu)屬2類、橋面系屬4類。下部結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)存在局部損傷，包括支座、T梁、蓋梁破損，橫隔板裂縫、露板，以及立柱裂縫、破損、露筋等。橋面系病害以橋面水泥混凝土鋪裝層裂縫最為典型，防撞墻、伸縮縫存在局部破損。

四、橋面水泥混凝土鋪裝改造方案

針對此大橋目前存在的橋面平整度不足、以及裂縫等破損較普遍的現(xiàn)狀，并考慮此大橋橋梁結(jié)構(gòu)承載能力滿足要求的基礎(chǔ)上，充分利用原鋪裝結(jié)構(gòu)，消除對原橋面結(jié)構(gòu)影響，確定采用增加橋面標(biāo)高6cm的橋面鋪裝改造方案（表面拋丸后加鋪3.5cm高彈SMA13+2.5cmU-Pave），且通過兩層瀝青鋪裝可大幅提高平整度控制水平。

1、方案簡介

本方案是在橋梁結(jié)構(gòu)承載能力滿足要求或者加固后滿足要求的基礎(chǔ)上，采用表面拋丸后，加鋪3.5cm厚高彈改性瀝青SMA13及2.5cm厚U-Pave超薄磨耗層，實現(xiàn)改善橋面平整度的目的。另外，水泥砼鋪裝表面處治后，采用高滲透樹脂灌縫處治，并采用水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層作層間處理。

2、結(jié)構(gòu)材料設(shè)計

2.5cm厚U-Pave磨耗層乳化瀝青粘結(jié)層3.5—4.0cm厚高彈改性瀝青SMA13調(diào)平層水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層原混凝土鋪裝層表面拋丸橋梁頂板。本方案不對原橋面進(jìn)行銑刨，消除了原橋面鋼筋水泥混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)的影響。

3、關(guān)鍵工藝流程施工工藝流程

高程測量、原橋面混凝土表面處理→局部失穩(wěn)處治→墩頂橋面連續(xù)處防裂處治→涂布水性環(huán)氧→加鋪3.5cm厚高彈改性瀝青SMA13→2.5cm厚U-Pave→伸縮縫改造。

（1）原橋面混凝土表面處理，全橋進(jìn)行表面拋丸處理，提高界面粗糙度，以提高層間粘結(jié)強(qiáng)度，并暴露原橋面水泥混凝土鋪裝層裂縫等病害。

（2）局部破損病害處治，原橋面表面拋丸后，對剩余混凝土結(jié)構(gòu)層的局部病害混凝土進(jìn)行處治。采用高滲透樹脂材料對橋面裂縫進(jìn)行全深度封閉，要求樹脂飽滿填充裂縫，必要時進(jìn)行表面噴砂徹底暴露裂縫。并采用標(biāo)號高一級的C40早強(qiáng)型水泥混凝土材料進(jìn)行局部密集病害的挖補(bǔ)，恢復(fù)鋪裝層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（3）墩頂橋面連續(xù)處防裂處治，考慮到原橋面連續(xù)處逐步開始出現(xiàn)橫向裂縫，對上層橋面瀝青鋪裝使用不利，因此建議在墩頂位置沿著橫向假縫粘貼聚酯玻纖布作防裂處理，從而起到延緩瀝青鋪裝開裂的效果。

（4）撒布水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層，局部失穩(wěn)處治后，表面清掃干凈，并撒布水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層。

（5）施工3.5cm厚高彈橡膠瀝青SMA13水性環(huán)氧粘結(jié)層養(yǎng)生達(dá)到要求后，并施工3.5cm厚高彈橡膠瀝青SMA13。

（6）施工2.5cm厚薄層瀝青鋪裝撒布高粘乳化瀝青粘結(jié)層，并施工2.5cm厚U-Pave薄層鋪裝。

（7）伸縮縫改造。將原伸縮縫處的瀝青混凝土鋪裝切槽，充分利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，不改變原有伸縮縫所有功能，在原有伸縮縫基礎(chǔ)上焊接JSS80型疊加型伸縮縫，回填混凝土鋪裝。

五、實施效果及結(jié)論

此大橋水泥混凝土橋面鋪裝改造工程實施后，通車運營已一年多，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，目前使用效果良好，無早期水損害現(xiàn)象，平整度從原橋面IRI值4.65大幅降低至1.24（m/km），驗證了技術(shù)的可行性。

通過工程實例的分析及研究可以更加清晰的對與舊橋相關(guān)的鋪裝改造技術(shù)進(jìn)行深入了解，在上文內(nèi)容中根據(jù)舊橋的特點提出了相應(yīng)的鋪裝改造技術(shù)措施。由于舊橋其結(jié)構(gòu)、材料、病害等問題的存在使施工過程中需要對其原有的結(jié)構(gòu)及材料特性進(jìn)行掌握，并根據(jù)橋面特點及對舊橋的使用要求來對橋面進(jìn)行重新設(shè)計，通過科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計來保證就舊水泥混凝土橋面使用可以符合相關(guān)的規(guī)定要求，從而提高舊橋在實際中的應(yīng)用效果，保證道橋使用的穩(wěn)定性。

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