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【论文精选】袁大伟:公路桥梁路面大修平整度控制技术

宣布日期:
2024-02-26
摘要

工程概况:浙江省某高速公路桥梁全长7.855km ,接纳双向四车道 ,单幅桥梁净宽12m ,设计行车速度100公里/小时。路面结构为5cm沥青混凝土+10cmC40水泥混凝土桥面铺装 ,上部结构形式为装配式预应力混凝土空心板和装配式预应力混凝土连续T梁 ,该路段1995年开工建设 ,于1998年建成通车 ,为某国家高速公路的一部分。现已通车已20余年 ,期间路面经过多次铣刨重铺。

经查阅相关资料和现场调研后发明 ,局部路面泛起不均匀沉降 ,平整度缺乏状况日益严重。随着历年多次铣刨重铺沥青路面 ,路面沉陷调平路面结构与设计初期已爆发变革 ,部分路段泛起了松散、麻面、裂缝、坑槽、龟裂等病害。凭据《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)划定 ,对该路段沥青混凝土路面接纳路面大修步伐 ,以恢复路面外貌功效性 ,改善平整度 ,提高行车舒适性 ,延长路面使用寿命。


病害成因剖析

(1)路面平整度缺乏主要原因是部分桥墩泛起差别水平的沉降 ,伸缩缝型钢错台大 ,加之历年多次铣刨重铺所导致。桥墩的差别水平的沉降的主要原因是由于桥梁运营时间长 ,重载车辆多 ,导致桩基在载荷作用上桩端以下部位和桩间的土会因为压缩而爆发变形。伸缩缝型钢错台大的主要原因是由于伸缩缝型钢变形和支座压缩量不均匀导致。

(2)路面恒久使用 ,受光照、温度变革等情况因素和汽车荷载等作用影响 ,路面连续老化、沥青含量低 ,形成细集料剥落等松散病害。

(3)水损害是沥青路面松散的常见原因 ,水分子渗入混淆料内部 ,受车轮动载的作用 ,爆发较大的动水压力破坏沥青与石料的粘结 ,造成松散病害。

(4)石料自己粘附性不高 ,历年面层铺设时使用了与沥青粘附性差的酸性石料 ,路面厚度与压实度不敷 ,运营期间车辆的柴油、机油滴漏在路外貌上 ,沥青被稀释后 ,粘结力降低 ,加之在行车荷载作用下ji易形成松散、麻面病害。

(5)路面横向裂缝主要是下层裂缝自上而下反射导致 ,纵向裂缝主要是受车辆荷载恒久作用形成疲劳开裂。


平整度控制

设计计划

设计计划本着“因地制宜、经济合理、节能环保、便当施工”的原则 ,对本高速公路桥梁路面结构大修计划设计为:铣刨5cm原沥青路面层→加铺SBS改性沥青同步碎石封层→加铺5cmSMA-13沥青混凝土 ,其中SMA-13沥青混凝土石料接纳玄武岩。


在沥青路面摊铺前 ,对桥面裂缝、路面裂缝、坑槽、网裂、麻面、松散等病害先行进行处治 ,包管下层结构完好。其中桥面裂缝主要是墩顶处水泥混凝土桥面铺装反射裂缝导致 ,接纳的步伐是凿除原桥面铺装 ,更换桥面连续缝处砼 ,铺设C50桥面铺装混凝土。桥面裂缝、路面裂缝处治完毕先铺设60cm宽聚酯玻纤布再进行沥青摊铺。


平整度控制

由于本项目部分桥墩泛起差别水平的沉降 ,加之部分伸缩缝型钢错台大 ,通例简单的铣刨加铺只能改善桥墩之间的路面平整度。若对沉降路面加铺至设计标高则使会导致桥梁荷载增加 ,倒运于桥梁的正常运营 ,从而带来宁静隐患 ,且伸缩缝型钢错台不可消除导致整体平整度不可包管。如何恢复桥面原有线形、消除伸缩缝处错台是本项目路面平面度控制的要害 ,合理的沥青摊铺工艺是包管步伐。因此 ,在沥青路面摊铺前进行了计划优化 ,提出以下确保路面平整度指标的相关控制步伐。


(1)高程设计

先接纳铣刨机对全桥原有沥青路面结构层进行铣刨 ,包管铣刨洁净、不超铣、不欠铣 ,不留夹层、纹路清晰、基底平整。再对铣刨后的路面按10m一个横断面 ,一个横断面按左、中、右3个点进行高程丈量。丈量事情完成后将其数据整理后导入“纬地门路设计软件” ,先拟合出路面平纵曲线及路面横坡 ,再按《公路路线设计规范》(JTG D20-2017)中高速公路、设计行车速度100公里/小时的标准取值平纵曲线及路面横坡参数 ,使平面、纵断面、横断面三者间相互结合、相互协调。

【论文精选】袁大伟:公路桥梁路面大修平整度控制技术

由于本路段已通车20余年 ,加之历年多次铣刨重铺以及部分桥墩泛起差别水平的沉降 ,线形设计实际操作中进行不绝调解、不绝优化 ,调解优化历程包管了整体桥面沥青铺装层摊铺厚度 ,使各项指标与桥头路基段过渡平顺 ,从而线形连续、宁静舒适 ,以满足平整度及行车舒适度要求。


(2)桥梁局部沉陷处理

凭据现场勘测和实地丈量 ,本路段共有7座墩台泛起5cm~16cm差别水平的沉降。为包管沥青摊铺厚度 ,避免为包管路面平整度使沥青加铺厚度增da ,使沥青摊铺不增加桥梁荷载 ,接纳桥梁同步顶升恢复桥面原有标高的方法 ,以恢复桥梁纵断面线形。依据沉降量数据接纳高强度还氧砂浆将支座垫石采永jiu加高 ,使墩台处的沉降量趋于0 ,以此尽量坚持纵向线型平顺 ,恢复路面原设计线形。


由于梁底与盖梁间空间高度较小 ,千斤顶无法安排 ,因此接纳在桥墩上部装置钢抱箍作为顶升支架来安排千斤顶。通过在钢抱箍下部装置限位装置 ,以包管支架稳定 ,并在顶升历程中可以通过视察钢抱箍底部标记来监测其事情状态。

【论文精选】袁大伟:公路桥梁路面大修平整度控制技术

桥梁顶升接纳PLC液压同步顶升技术 ,在正式顶升之前 ,应先进行试顶升 ,为正式顶升提供依据。由于每片梁顶升高度差别 ,顶升时接纳分级顶升 ,每次顶升高度不大于5mm。桥梁顶升到位后 ,将原有支座垫石顶面清理凿毛 ,装置与原支座垫石平面尺寸相同的竖向钢模板 ,浇筑高强度还氧砂浆将支座垫石采永jiu加高。

【论文精选】袁大伟:公路桥梁路面大修平整度控制技术

(3)伸缩缝型钢错台处理

接纳3m检测尺对伸缩缝型钢错台进行丈量 ,发明本路段有5处伸缩缝型钢泛起了3~15mm的错台 ,关于伸缩缝型钢错台接纳两种方法处理:关于伸缩缝型钢3~8mm的错台接纳同步顶升改变伸缩缝处标高的方法 ,即将桥梁同步顶升凭据错台高度利用在支座处支垫差别厚度的不锈钢板进行加高调解 ,尽量将伸缩缝错台恢复为0 ,顶升工艺如上文所述。关于伸缩缝型钢9~15mm的错台或锚固区混凝土破损较大的伸缩缝进行整体更换 ,在沥青摊铺完成后装置同型号伸缩缝。以此恢复伸缩缝处纵向线型平顺 ,提高路面平整度。


这两种方法可消除伸缩缝型钢的错台 ,可是如何选择顶升加高照旧更换伸缩缝要凭据现场实际情况由多种因素决定 ,如伸缩缝锚固区混凝土的状态、型钢自己的变形水平和桥梁支座的事情状态等 ,综合考虑 ,合理决策。


(4)沥青路面摊铺计划

桥梁局部沉陷和伸缩缝型钢错台处理完毕后即开始沥青路面摊铺。本项目路面单幅净宽12m ,为双高四车道 ,超车道和行车道宽共8m ,紧急停车带宽4m。为包管沥青摊铺质量 ,接纳福格勒2100-2型8m摊铺机和福格勒1900-2型4m伸缩机离开作业。两台摊铺机接缝位于行车道和紧急停车带的标线中心处 ,使接缝不在车道上 ,以包管沥青摊铺质量宁静整度指标。施工中先接纳接纳福格勒2100-2型8m摊铺机摊铺超车道和行车道 ,接纳双侧挂线用钢丝绳调平 ,钢丝绳拉力控制在1.2KN ,支杆间距为10m。摊铺碾压后 ,选取8米位置(即行车道和紧急停车带的标线中心处)进行放样 ,对8米外侧多余的沥青混凝土接纳切割机进行切除清理 ,清理洁净后接纳福格勒1900-2型4m伸缩机双侧走雪橇进行后续摊铺、碾压。本沥青路面摊铺计划使超车道和行车道全幅摊铺 ,包管了整体平整度 ,将两台两台摊铺机接缝设置于行车道和紧急停车带的标线中心处消除了外观质量 ,便于现场作业。


(5)沥青摊铺质量控制

上文中对路面下层的平整度进行了恢复步伐 ,而沥青摊铺质量控制是影响平整度的要害。首先严格控制原质料和沥青混淆料拌和质量 ,特别是沥青混淆料的温度控制尤为重要。摊铺前先施作300~500m的试验段 ,确定松铺厚度、机械组合、碾压遍数等指标 ,zui终按规范要求和试验段总结数据进行摊铺和碾压。


影响沥青路面平整度的因素许多 ,本文主要叙述了桥梁因墩台沉降和伸缩缝型钢错台导致路面摊铺下层不平整条件下的平整度控制技术。施工历程中其它的控制因素也很是重要 ,如沥青混淆料拌和、运输和各阶段的温度等 ,只有抓好每个施工质量控制环节 ,才华包管路面的平整度。


效果评价

路面大修施工完成后 ,由专业的检测机构通过多功效检测车对该路段的国际平整度指数(IRI)进行了检测。经检测 ,国际平整度指数(IRI)检测结果均满足规范要求 ,国际平整度指数(IRI)优良 ,本项目抵达了路面大修的目的 ,取得了比较好的平整度指标。检测结论标明接纳上文中所列的平整度控制技术效果显著 ,路面平整度指数获得大幅改善。

【论文精选】袁大伟:公路桥梁路面大修平整度控制技术


结语

路面平整度是高速公路路面使用性能之一 ,对行车速度、行车宁静、行车舒适及车辆寿命都保存直接影响。本项目桥梁因恒久运营泛起墩台沉降、伸缩缝型钢错台 ,加之历年多次铣刨重铺 ,导致桥面原有线型ji大改变。若为包管路面平整度直接加铺沥青会导致桥梁荷载增加 ,影响桥梁运营宁静。本文依托某高速公路桥梁路面大修工程实例 ,提出了优化路面平纵曲线及路面横坡盘算设计标高 ,关于沉降的桥墩接纳同步顶升恢复桥面原有线形和消除伸缩缝错台的具体步伐 ,并结合本项目实际情况对沥青摊铺工艺进行了优化 ,取得了比较好的效果 ,路面平整度指数获得大幅改善 ,提高了行车舒适性。目前我国桥梁基本进入高运营期 ,同类问题会越来越多 ,类似的路面大修工程如何高效率、高质量地完成是今后研究的重dian偏向 ,本文提出的相关控制技术为以后同类桥梁沥青路面平整度控制提供了可借鉴的经验。

作者:袁大伟 中交第一公路勘察设计研究院有限公司

资料来源:《中国公路学会养护与治理分会第十二届学术年会论文集》

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