淺談改性瀝青橋梁伸縮縫施工
2010-09-19
橋梁伸縮縫是滿足橋梁因溫度變化、荷載作用等引起梁板的漲縮而設(shè)置的變形縫。對伸縮縫的要求不僅要具有滿足橋梁板的變形具有一定的強(qiáng)度，也要滿足高速行車對舒適性的要求，即使橋路銜接平整，行車舒適。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發(fā)展起來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，無縫，因而行車更平穩(wěn)，舒適，震動(dòng)及噪音小；(2)該種伸縮縫施工時(shí)，不需裝設(shè)專門的伸縮構(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。
二、伸縮縫出現(xiàn)裂縫的原因
(1)溫度開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)在界面處開裂，產(chǎn)生界面裂縫。裂縫出現(xiàn)后，在行車荷載的反復(fù)作用下，導(dǎo)致伸縮縫逐漸破壞。本文的主要研究內(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，通過添加改性劑和抗老化劑來改善原伸縮縫材料的低溫性能及抗老化性能；通過合理的施工工藝，解決界面裂縫及高溫振搗不實(shí)的問題。
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，以中線為基準(zhǔn)，對稱確定出開槽邊線，采用切割機(jī)進(jìn)行切縫。切縫時(shí)，保證線形順直，不應(yīng)出現(xiàn)折線和錯(cuò)茬，槽口偏差不得超出上口線3mm。
(2)用切割機(jī)沿邊線開槽，并開挖至規(guī)定深度，一般不小于10cm。若開槽后，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，并用寬膠帶沿開槽線粘貼住保護(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開始加溫，加熱溫度至l85-l95℃，保溫時(shí)間不得超過4h。用不完時(shí)，應(yīng)放出冷卻；
(2)石料應(yīng)在使用前10min開始加溫，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，由于粘度過大難以壓實(shí)的問題。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題。
2.梁端與填料連接處界面易出現(xiàn)裂縫，這是該類伸縮縫最常見的病害之一，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。為解決這一問題，對梁端界面進(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5年使用，目前伸縮縫無局部沉陷、界面裂縫、溫度裂縫及車轍等任何破損跡象，使用狀況優(yōu)良，且經(jīng)跑車試驗(yàn)證明，該伸縮縫行車舒適無任何振感。這充分證明對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
