《混凝土结构工程质量验收规范》规定,应该在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。
一、混凝土养护时间误区
然而,很多施工人员错误地认为,混凝土浇筑和养护的最新开始时间是12h,也就是说,只要混凝土在12h前浇筑和养护,就符合规范的要求。因此,在施工现场,我们经常会遇到技术人员催促维修和浇灌,但有的人会说,混凝土浇筑完毕才几小时,离12h还远,不着急。
由于水泥及混凝土技术的不断进步和发展,尤其是近年来,高性能混凝土、早强混凝土、高强混凝土及预拌混凝土等广泛应用,其所用混凝土强度等级及水泥强度等级较高、水泥用量较大、早期强度高、水灰比小等原因,使其混凝土的温度变形、干缩变形和自收缩变形都较大,混凝土容易产生裂缝,施工人员应重视混凝土浇养时间过晚是早期开裂的重要原因之一。
二、混凝土养护时间重要性
多年前,在建筑工地上经常会遇到流动性大的塑性混凝土。浇注量不大,混凝土强度等级和水泥强度等级低,水泥用量小,早期水化程度不高,干缩不高,没有自收缩。在这种情况下,可能需要在浇灌后12小时内对这类塑性混凝土进行浇灌和养护,但对于现代混凝土来说,过迟浇水养护则会造成混凝土的开裂,并且会对潜在的质量带来负面影响。
所以混凝土浇水养护的最迟开始时间是浇筑成型后的12h是一种误区。
尊敬的客户感谢您使用我公司的混凝土。为保证您的工程质量,我公司根据配制的混凝土性能,参与《预拌混凝土》gb/t14902-2003、混凝土施工有关标准以及工程施工过程中常见问题制定出本说明书和技术交底。敬请认真阅读并按本说明书和技术交底等规定的有关操作规程执行。如有更好的意见或建议,请及时联系ag真人官方入口,以便更好地为您服务,谢谢合作!
一、您购买的混凝土的分类
1、 普通混凝土: (包括人工挖孔桩砼),一般坍落度80-120mm,凝结时间一般在8-10小时;
2、 泵送混凝土:砼坍落度一般在120-180mm之间, 凝结时间一般在10-12小时
3、 水下砼,坍落度一般都大于200mm,凝结时间一般在10-12小时。
4、 道路混凝土:(坍落度一般在80-120mm之间),凝结时间一般在5-7小时。
混凝土凝结时间在规范规定的试验条件下测定,工地现场视气温、风速、湿度等气候变化而有一些波动。
二、时间要求:从搅拌出厂到工地卸完,宜在90分钟内完成,一般不宜超过3小时,避免混凝土塑性(坍落度、流动度)小而影响混凝土自身质量和施工质量。
三、现场检验:如需要现场检验,请按如下操作:
1、卸料前,让搅拌车快速搅拌均匀后卸料。取样检测应连续抽样取卸料至搅拌车1/4至3/4部位的混凝土,并搅拌均匀后检验,做同一组(批)试件的砼应在同一车中抽取。交货检验的坍落度试验应在混凝土到现场后20min内完成,强度试验制作应在40min完成,每次抽取数量不得少于0.02m3
2、采用标准养护的试件,应在温度20±5℃的环境中成型、静置、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃、相对湿度95%以上的标准养护室中养护,切不可让试件日晒雨淋。
3、混凝土立方体试件的制作方法:(见下页图表)
4、采用同条件养护的试件,按日平均温度逐日累计达到600℃·d时所对应的龄期(0℃以下不计入),其试件抗压强度再乘以折算系数1.10作为其强度代表值。建议工地多留试件,以防出现不合格时备用。
四、 使用操作要求:
1、 禁止加水:禁止往混凝土内任意加水,现场砼坍落度损失过大,或待料时间长坍落度小而不能满足施工时,可采取少量多次后掺外加剂方法进行调整,并搅拌均匀,在混凝土和易性符合要求后才可使用。
2、 振捣:混凝土应振捣密实,避免漏振、少振或过振。
3、 抹面:混凝土收水后,对板面砼(楼板、底板)加强二次或多次抹压,特别是临近初凝时的抹压,能够有效消除表面的早期微细裂缝。
4、 养护:砼浇筑完毕后必须及时进行保湿养护,可采取覆盖塑料薄膜、湿麻袋、湿草袋、淋或蓄水保湿等养护措施。砼的养护应在终凝后进行,养护期不能少于7天。气温炎热、风速大、干燥时,应据混凝土凝结硬化情况提早养护。
5、 道路砼:道路砼宜在2小时内卸完并及时振捣、抹面、压纹后需立即覆盖保湿养护(不少于7天),如盖湿麻袋、湿草袋、湿砂、喷洒养护剂等养护方法。砼终凝后应及时切缝,防止收缩约束而产生开裂现象。对气温、湿度变化较大或风速较大的天气,尤其是早上或上午浇筑的混凝土板面、路面、地坪等大面积砼,应加强多次抹面或压光,并尽早覆盖,保湿养护。
6、 拆模时间:依据混凝土强度发展和结构施工规范要求进行,即使对非承重模板的拆模时间也不得少于24小时。冬季施工要推迟拆模时间,掺有膨胀剂的混凝土也要推迟拆模时间,必要时联系我公司。
7、 大体积砼:对体积较大或垂直距离较大的砼部位,宜采取分层循环浇筑,每层厚度宜控制在300-500mm,在砼初凝前覆盖第二层并加强交接面的穿插振捣,及早采用覆盖或蓄水等保湿养护措施,能有效降低砼内外温差。
8、 地下室:对地下室防水侧墙宜采取分段、分层循环浇筑,可使用补偿收缩砼(如添加膨胀剂、防水剂等)。浇筑完后凝结后,墙体宜在48小时内(保证终凝后)拆除模板,并在墙体顶部设置水管采用淋水方式养护,然后尽快用麻袋或草袋贴墙保温并连续喷水养护至14天。
9、 特殊部位砼:对施工较慢的部位如墙柱,宜采取大一级坍落度的配合比,或以多次少送进行配送,避免砼超时间施工;水下砼及孔桩砼,应严格控制浇筑时的坍落度及和易性,应保持连续浇筑,严禁断料过长,严防砼内进水或地下水漫过砼表面,导管回插和振捣要均匀密实。
板面、墙体预拌混凝土技术交底书
感谢贵公司采用我公司生产的混凝土,为保证混凝土施工质量,现就板面、墙体商品混凝土常见问题、主要原因及施工技术交底说明如下:
一、使用部位:
主要用于楼面、侧墙、外墙、剪力墙、梁板、底板、承台、电梯井等。
二、常见问题:
墙体、楼板龟裂,甚至开裂等。
三、主要原因:
施工养护不当、混凝土和易性不良、抵抗混凝土收缩应力的配筋考虑不足等。
四、施工技术交底:
1、 在满足施工要求前提下,尽量减小施工坍落度,一般宜为160±20mm,在满足混凝土和易性前提下,砂率尽量小些。
2、 施工采用振捣时,不得过振,使混凝土中水分集于表面,此时表面水灰比过大,表面强度明显降低,从而导致混凝土表层出现起粉甚至脱皮现象。
3、 尽量避免气温高、风速大、湿度小的时候施工。当天气炎热时,工作面不要铺得太大,边浇筑,边平整压面和养护。
4、 二次抹面。板面混凝土(楼板、底板)强调至少要二次抹面,第一次是粗收,用刮板、木拖均可,起平整作用;第二次是细收,用木抹刀(毛面)或铁抹刀(光面),有效预防或减少表面塑性裂缝,同时亦可解决低标号易泌水起粉问题。
5、 尽早养护。收完第二次面后,混凝土表面略为干爽时,要马上喷水养护。喷水方法:用手捏软水管,向空中喷淋,让水象小雨一样洒在混凝土表面,避免直接冲刷混凝土。养护应及时,如果太迟,裂缝出现后再喷淋养护对裂缝预防会大打折扣。当天施工时应在混凝土终凝前进行(视现场凝结时间而定),特别在气温高、风速大、湿度低的情况下,掌握好养护时间更为重要。如果混凝土晚上已终凝,直至第二天才养护,将失去意义,因为干缩裂缝在混凝土凝结硬化工程中已产生,它也是楼板、墙体出现贯穿裂缝的主要原因之一。
6、 喷淋的水要尽量少而密。派专人养护,落实到位。天气炎热干燥时,喷淋要分区分块进行,干一块喷一块,千万不要等全部硬化后再喷淋。尤其是大面积板面浇筑时,上午浇的混凝土不能等到下午甚至晚上混凝土浇筑全部完成硬化后第二天才淋水,否则喷淋将失去意义。要始终保持混凝土表面湿润状态,可有效防止混凝土开裂,也有利于混凝土强度增长。
7、 外墙宜分段、分层循环浇筑,避免一次连续浇筑到顶,并适当延长拆模时间,一般应大于48小时以上。混凝土拆模后,即在墙体顶部设置水管采用喷淋方式养护,然后尽快采用麻袋贴墙保温保湿14天。
8、 大体积混凝土(底板、承台),混凝土宜采取分层循环浇筑,每层厚度宜控制在300-500mm,混凝土初凝前覆盖第二层并加强交接面的穿插振捣,尽早采用覆盖麻袋或蓄水等保温保湿进行养护。
9、 秋冬季节,日夜温差较大,浇筑完混凝土后要注意保温措施,最好是覆盖薄膜或麻袋淋水养护,同时也可预防秋冬天气干燥、湿度小易失水造成裂缝问题。
10、 板面、墙体设计配筋应细而密,细化混凝土收缩应力,有效抑制混凝土裂缝出现。
11、 混凝土早期裂缝产生的原因:
a. 混凝土中掺有膨胀剂,在混凝土浇筑完工后,未进行第二次压抹。混凝土在凝结过程中,混凝土失水,而产生收缩,出现早期不规整的裂缝;
b. 在混凝土浇筑时,混凝土布料不均匀、混凝土的坍落度过大,出现局部浆体过厚,砂浆层与混凝土的失水情况不一致,而产生早期不规整的裂缝;
c. 在混凝土浇筑的过程中,局部的振捣,混凝土沿钢筋出现混凝土浆体与骨料的不均匀,混凝土在凝结过程中失水收缩,而出现的沉降裂缝;
d. 昼夜温差过大,使混凝土在凝结的过程中,失水不一致,而产生的裂缝;
12、 措施及注意事项:
a. 在混凝土浇筑的过程中,尽量布料要均匀,避免出现混凝土局部浆体过厚的现象;
b. 在混凝土施工现场应杜绝随意往混凝土中加水,造成混凝土浆体与骨料分离;
c. 在混凝土浇筑的过程中应避免局部过振,造成混凝土分层,混凝土表面浆体过厚;
d. 在混凝土初凝和终凝之间,必须进行第二次抹压,降低因混凝土在凝结的过程中失水收缩和沉降所产生的早期裂缝;
e. 在混凝土凝结后,加强混凝土的保温保湿养护;
路面预拌混凝土技术交底书
感谢贵公司采用我公司生产的混凝土,为保证混凝土施工质量,现就路面商品混凝土常见问题、主要原因及施工技术交底说明如下:
一、 使用部位:主要用于道路、地面、地坪、铺装层等。
二、 常见问题:
露砂、起粉(特别是低标号混凝土)、开裂(特别是中高标号混凝土)、弹簧层(表面硬化干缩,内层尚未初凝,压面困难,易开裂)等。
三、 主要原因:
施工振捣过振泌水;施工压面措施不当;风大、气温高、湿度小、表层混凝土失水过快;混凝土水灰比大;养护不及时等。
四、施工技术交底:
1、 路面混凝土尽量避免气温高、风速大、湿度小的时候施工。当天气炎热时,工作面不得铺得太大,边浇筑,边平整压面、压纹、养护和切割。
2、 降低混凝土配合比砂率和施工坍落度,宜控制坍落度在80±20mm,路面混凝土拌合物会显得石子多些。
3、 严禁现场加水,允许后掺适量减水剂,提高混凝土坍落度,但必须搅拌充分均匀。
4、 施工采用振捣时,宜才用振捣和平板振动器相结合,不得过振,振捣应以混凝土开始泛浆为止。
5、 混凝土浇筑完毕后,进行第一次平整压面,然后混凝土可能会有一段时间泌水,过2-4小时(与现场气候有关),混凝土表面将逐渐收水,这时混凝土表层水灰比过大,使硬化混凝土表层疏松,足造成路面露砂、起粉的主要原因。因此必须待混凝土完全收水后,接近初凝时(用手按刚好有手印),进行二次抹面,保证表层混凝土强度与内层一致,才可有效避免露砂、起粉现象。如有条件,期间最好进行多次抹面,效果更好。如果有条件,期间最好进行多次抹面,效果更好。如果只能采用二次抹面,必须掌握好压面时间,待混凝土完全收水混凝土初凝前进行。
6、 抹面时禁止向混凝土表面泼水压光,否则容易造成局部强度偏低露砂、起粉。建议:为提高低标号路面混凝土表层耐磨度,抹面前可在混凝土表面均匀洒上少量泥粉,然后再压面,可有效防止路面出现露砂、起粉现象,提高路面表层耐磨度,大大延长路面混凝土的使用寿命。
7、 尽早养护:压面完毕后,混凝土表面略为干爽时,应尽快覆盖湿麻袋养护,保持混凝土表面湿润,以利于混凝土强度增长,预防混凝土开裂。混凝土硬化前应避免用水直接冲刷混凝土表面。
8、 待混凝土终凝后强度发展带一定程度后才开始割缝,以切割时不出现掉角为宜,同时防止割缝时间过晚。长跨高标号路面混凝土板割缝过晚,混凝土收缩应大较大时易在板面中间部位出现裂缝。
9、 如施工过程中出现弹篝层压面时易开裂现象时,可采取如下办法处理:由于表层水分蒸发过快,导致表层干缩硬化,失去塑性(就象田间泥浆硬化现象一样),而不是混凝土凝结硬化,这时可在混凝土表面用喷雾器均匀洒上少量雾状水,然后反复搓压,使表面混凝土恢复塑性,再压面然后立即覆盖湿麻袋养护,将不会对混凝土强度造成任何影响。
作为桥梁结构的重要部分,桥面铺装不仅要参与结构体系受力,还要承受车辆、温度等局部荷载作用,其质量直接影响到桥梁使用的耐久性和安全性。目前混凝土桥梁桥面铺装主要为10cm带钢筋网片的混凝土整平层 10cm沥青混凝土铺装层或水泥混凝土铺装。但随着近年来交通量和重载车辆比例的增长,桥面铺装普遍出现开裂、坑洞和钢筋外露等问题,跳车现象严重,基本上3~5年即需要维修,甚至时间更短。这些病害不仅影响了行车和桥梁安全,而且一旦开始维修,势必会对路段的通行能力和运营安全带来影响。相关规范对整平层混凝土厚度、强度等级和钢筋网间距、钢筋直径等都提出了明确要求,但从目前的施工和使用现状来看,钢筋网间距不等,焊接或绑扎马虎、杂乱无章;钢筋网下垃圾和积水未完全清理;车辆碾轧、施工踩踏、砂浆垫块压碎,使钢筋网片“沉底”等因素,都易造成铺装层与梁顶界面粘结性能差,混凝土局部强度降低,在车辆荷载的反复作用下,易形成疲劳开裂、坑槽等病害。由此可见,钢筋网片对铺装层混凝土收缩与受力性能的作用很难达到设计要求。本文针对混凝土桥梁桥面铺装现状及存在问题,提出了强劲组合桥面铺装新型结构体系,对它的关键技术加以阐述,并介绍其在旧桥改造中的应用。
新型桥面铺装结构体系
带钢筋网片的传统桥面铺装整平层施工质量较差,病害不断。现有桥面改造除进行常规修补外,其余均是将铺装层凿除后重新铺筑,但未解决钢筋网片“沉底”等造成桥面铺装反复出现病害的根本原因。强劲组合桥面铺装是由高抗裂混凝土整平层、整平层与梁体的界面连接层、整平层与沥青混凝土面层的应力吸收连接层,共同组成的新型结构体系,如图1所示。高抗裂混凝土整平层采用低收缩高韧性混凝土,其整体强度高、收缩量小、抗裂性与弯曲韧性好;与梁体界面连接层通过梁体顶面设置马蹄形柔性剪力键,既增强了与主梁的连接强度,又提高了整平层混凝土整体协同工作性能,主梁顶面经充分保水湿润、清洁除尘处理,保证界面无软弱层,避免干缩分层,提高界面粘结能力。与面层沥青混凝土的粘结层则通过整平层顶面铺设防水应力吸收层,增强与沥青混凝土的连接性能,并阻止裂缝向面层反射。
图1 强劲组合桥面铺装结构示意图
强劲组合桥面铺装取消了钢筋网片,降低了工程成本,从根本上解决了钢筋网片“沉底”、主梁顶面积水污物难以清理而形成软弱层、削弱界面连接的难题;采用8mm光圆钢筋的马蹄形柔性剪力键,不但锚固效果好,而且能有效避免剪力键复位时的折断;所提出的界面粘结复合强化技术,层间结合可靠,提高了桥面铺装新型结构体系的整体协同工作性能。
铺装关键技术
整平层混凝土的强化
1.减缩增韧技术
减缩技术是通过控制胶材用量抑制水化温升、掺入内养护减缩剂、膨胀剂补偿收缩三重作用来降低混凝土收缩,提高其体积稳定性。技术原理上则采用高支化、多活性接枝点、高亲水性淀粉为骨架,以带-conh2等亲水基团的不饱和烃为支链的内养护材料,提供储水与释水动力,起到内养护作用,避免外养护水难以渗透、无法补充混凝土内部水分损失的问题;结合烷基聚氧乙烯醚等减缩组分,形成内养护型减缩剂,其亲水基团与水分子相互吸引溶于水,憎水基团与水分子相互排斥,降低毛细孔中水的表面张力,从而实现减小混凝土收缩。实验结果表明:掺加减缩剂后使混凝土的收缩大幅减少,且与聚丙烯腈纤维复掺后效果更加明显。如图2所示,90d收缩率降低33.3%,与聚丙烯腈纤维复掺后,90d收缩率则降低47.6%。
图2 减缩剂对混凝土收缩的影响
增韧技术则是通过掺入增韧聚合物,以其超长分子链的硅氧烷和聚醚基团为增韧组分,在碱性体系中水解生成活性si-o-基团,参与c-s-h凝胶的水化过程,使c-s-h凝胶聚合度增加,同时利用硅氧烷基团的遥爪功能,强化c-s-h凝胶层间连接,提高混凝土韧性指数,从而实现混凝土原位增韧。而且,随着增韧组分的增加,c-s-h凝胶聚合度和分子链增加,加强了c-s-h胶凝层间的连接,混凝土弯曲韧性明显提高,如图3所示。混掺钢纤维与聚丙烯腈纤维,其在混凝土中以三维方式均匀、无序分布形成纤维网,实现空间增韧;聚丙烯腈纤维限制混凝土早期裂纹、钢纤维抑制中后期裂纹并提升强度,达到混凝土全寿命持续强韧化。
图3 不同掺量增韧聚合物混凝土韧性
2.混杂纤维复合技术
为了提高桥面铺装的耐久性,首先必须提高整平层混凝土的均质性,避免裂缝的产生,因此提出了混掺聚丙烯腈纤维与钢纤维的新技术。通过比选不同纤维发现,与聚丙烯纤维相比,聚丙烯腈纤维具有分散性与亲水性好、抗拉强度与弹模更高、延伸率与耐老化性优、比表面积与根数多、与混凝土握裹力强等特点,因此桥面铺装整平层混凝土应采用聚丙烯腈纤维。如表1所示,通过对比不同种类钢纤维混凝土性能可知,钢纤维宜选用多锚点型钢纤维,其表面有明显压痕,与混凝土基体粘结强度高,混凝土耐磨性良好,且分散性好、不宜结团。
通过对掺加不同种类纤维混凝土的弯曲韧性和疲劳性能进行实验研究测试,混凝土的性能测试结果可见表2与表3。将不掺纤维、单掺聚丙烯腈纤维、单掺钢纤维、混掺聚丙烯腈纤维与钢纤维的弯曲韧性对比,混杂纤维混凝土试件初裂荷载、初裂挠度与弯曲韧性指数均较高,柔韧性好。疲劳荷载应力比分别取值为0.6、0.7、0.8,对3组不同类型纤维混凝土进行疲劳试验,其中混杂纤维混凝土试件破坏时疲劳次数最高,抗疲劳性能最好。
3.合理控制水泥用量
水泥用量是保证混凝土强度、弹性模量的关键,但是若水泥用量多,易造成其水化热高、收缩量大等问题。因此,配合比设计过程中,宜通过采用高效减水剂、掺加矿物掺合料、合理设计级配等措施,选用适当的水泥用量。
配合比集料组成设计采用密实骨架堆积法,首先将不同比例的粉煤灰(将粉煤灰作为矿物掺和料的代表,其他矿物掺和料计算方法与此相同)与砂进行充填单位重试验,获得最大单位重,再以粉煤灰与砂为细集料与石子进行充填单位重试验,从而获得三者中最大单位重。由此可计算出最小空隙率,所需要的润滑浆量,依据强度和耐久性需求设定水胶比。密实骨架堆积法以大量满足稳定性要求的集料为骨架,采用致密配比技术,使粗细集料的堆积密度达到最大值,从而使水泥混凝土的结构达到最密实的程度,在保证混凝土强度的同时,最大程度地降低了水泥用量。
4.整平层混凝土养护
桥面铺装混凝土浇筑过程中,50%以上暴露于大气环境中,其养护技术是提高桥面铺装质量的关键。采用及时覆盖塑料薄膜养护技术,能有效抑制塑性混凝土表面的水分蒸发,减少甚至消除混凝土塑性开裂,提高混凝土耐久性能。通过是否覆盖薄膜的试验研究,表明其对混凝土耐久性影响很大,试验结果如表4所示。
界面连接强化技术
桥面铺装结构的寿命,不仅取决于整平层本身的强度高、收缩量低、韧性好,还取决于整平层与梁体和沥青混凝土面层的连接强度。复合强劲桥面铺装通过在梁体顶面设置柔性马蹄形剪力键、清洗和浸透梁体表面后,再及时浇筑混凝土的工艺技术,增强了其与梁体的界面连接。在整平层顶面设置防水粘结应力吸收层,保证了沥青混凝土与整平层的连接。
1.与主梁界面连接
当未设置剪力键时,通过试验将整平层与梁体界面情况,分别在界面保水、干净干燥、积水、泥沙4种状态下的力学性能进行对比。界面情况对组合结构早期抗压强度影响并不明显;对于后期抗压强度,在界面积水时相对较高,而在其他三种界面条件下数值均较为接近,如图4所示。梁体与整平层组合结构的抗拉、抗折、抗弯强度,均以界面保水时最大,干净干燥条件下次之,随后是积水的界面,有泥砂时则强度最小,如图5-7所示。因此,界面应清洁除尘、充分润湿,但不能有积水。
通过图8~11可知,设置剪力键时,保持界面干净、充分润湿,含有剪力键的组合结构的抗压、抗拉、抗折与抗弯强度,均高于不设剪力键的组合结构,且后期更为明显;马蹄形剪力键对各强度的贡献均大于l形剪力键。同时,对比剪力键间距对抗折强度的影响发现,剪力键间距为500mm时的抗折强度较300mm时高。
由于车辆荷载作用下铺装层表面出现的拉应力是引起铺装破坏的主要原因,因此加载时将铺装层处于弯拉受力区。试验结果表明:采用界面连接强化的整平层结构疲劳寿命均超过200万次,均大于采用钢筋网构件的疲劳寿命。且马蹄形剪力键对疲劳寿命的贡献略大于l形剪力键,如表5所示。通过设置不同剪力键间距进行疲劳试验,试验结果如表6所示,剪力键间距为400~1000mm时,疲劳寿命均超过200万次;随着间距增大,结构的疲劳寿命则降低,当其超过500mm时,疲劳寿命将明显降低。因此,剪力键间距应以小于500mm为宜。
因此,采用8mm光圆钢筋马蹄形剪力键,间距为50×50cm,增强了铺装层整体受力性能与梁体粘结性能;同时对梁体顶面清洁和浸透,保证了结合面间无软弱层,确保新混凝土与梁体间结合紧密,极大地提高了界面粘接力,提高了桥面铺装的整体性能。
2.与沥青混凝土面层界面连接
桥面铺装的沥青面层是透水的,水分渗入面层内部并达到水泥混凝土面整平层,不但会造成桥面铺装层的破坏、沥青铺装层与桥面混凝土整平层的脱粘,还会造成桥面板预应力混凝土的钢筋锈蚀等问题,影响整个桥梁结构的耐久性。因此,提高桥面铺装沥青混凝土面层与水泥混凝土整平层的防裂、防水等性能,是延长桥面铺装寿命的关键。复合强劲桥面铺装采用橡胶类改性剂,制备高粘高弹改性沥青,结合适量碎石撒布,在整平层顶面形成防水粘结应力吸收层,对整平层与沥青混凝土面层发挥过渡粘结、吸收应力和防水的作用,能有效避免界面开裂。
通过对应力吸收层的力学性能的试验研究,探讨了应力吸收层沥青、碎石撒布量的最佳数据,保证了结构强度、粘结力和疲劳性能。通过试验结果图12-17表明:沥青撒布量为2.2-2.5kg/m2、碎石撒布量为14-16kg/ m2时使用性能最为优良。通过对应力吸收层力学性能测试:混凝土板破坏时,沥青混凝土底面的换算应力为0.415mpa,较未铺应力吸收层时减小了41.8%,具有明显的应力吸收效果;且明显低于应力吸收层底面的换算应力0.934mpa,有效缓解了应力集中现象,阻止裂缝向沥青混凝土面层传导。采用高粘高弹应力吸收层的铺装结构,沥青混凝土底面开裂的疲劳次数为30500次,而未铺应力吸收层时仅为6760次,提高抗疲劳次数4倍以上,应力吸收效果优良。
通过工程应用总结提升,建立了桥面铺装层整平层成套工艺与质量控制技术,如图18所示。
图18 复合强劲桥面铺装施工工艺和质量控制图
在旧桥改造中的应用
强劲组合桥面铺装目前已成功应用于雅西高速公路腊八斤特大桥、石滓经河特大桥、黑石沟特大桥桥面改造工程。三桥均于2018年进行桥面改造,采用的是8cm整平层 4cm沥青层的强劲组合桥面铺装,运营至今,工程效果良好,未发现病害情况。
强劲组合桥面铺装相对于传统带钢筋网片铺装形式,其重量减轻了约24%~39%,每公里可减少投资约61万元,缩短工期约35%。而且该技术从根本上解决了钢筋“沉底”失效、污物难以清除削弱界面连接和耐久性差的难题,简化了施工,延长了桥面铺装使用年限。
本文主要对现有混凝土桥梁桥面铺装出现的病害进行分析,针对桥面铺装改造过程中病害反复出现的情况,提出了一种桥面铺装新型结构体系,并对其结构体系和技术特点,作了详细介绍,具有施工工序简单、难度低、工期短、造价低等突出特点,可广泛应用于混凝土新建桥梁桥面铺装和旧桥桥面铺装改造工程。
本文刊载 /《大桥养护与运营》杂志 2016年 第3期 总第11期
作者 / 何娇阳 牟廷敏 范碧琨
作者单位 / 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司
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