论述沥青加强型无缝桥梁伸缩缝系统施工技术分析

论述沥青加强型无缝桥梁伸缩缝系统施工技术分析

孔志强

孔志强

广州市番禺区地方公路管理总站511400

摘要：文章结合桥梁伸缩缝施工工程实例，介绍了沥青加强型无缝桥梁伸缩缝技术施工工艺及在桥梁伸缩修复加固工程中的具体应用。该工程技术经济、安全，施工方便，且进度快，可为同类工程应用提供技术提供参考。

关键词：沥青加强型；无缝桥梁伸缩缝；技术应用

前言：随着全国公路建设事业的飞速发展，桥梁建设与日剧增。但是，由于施工、气候、荷载、养护等多方面因素的影响，桥梁在营运过程中，伸缩缝系统成为承受最大动力载荷的附件，桥面很小的不平整就会使它承受很大的冲击力，极易造成伸缩缝损坏。本文介绍一种极具市场广阔前景的创新型沥青混凝土结构伸缩装置修补材料，是一种新型的多边角沥青混凝土伸缩装置修补的理想产品。对于桥梁伸缩缝，特别适用于桥梁梁板之间接缝或桥头等两端伸缩或一端固定的接缝部位新建、更换、局部破损等的快速修复，能适应复杂的不同结构条件，而且质量稳定可靠。

一、施工工艺

1.1工艺流程

利用专业工厂生产的独特改性沥青聚合物与经精选并处理过的骨料组成的混合料，通过修补机将其材料加热后，现场成形的结构性膨胀伸缩缝系统。该系统结构通过在伸缩缝底层铺设固定钢板，然后填充高性能聚合物混合料，两条水泥混凝土梁顶之间采用一端固定钢板实现伸缩自如功能；从而形成一种具有高粘性、高柔性，可拉伸、可压缩，并能抵抗交通流破坏，使车辆在通过路桥衔接处时，能将冲击荷载降到最低。施工准备→测量放样→切割→凿除及清理槽口→烘干施工区域→贴抗高温胶带→嵌入填充条→涂抹底漆→喷涂密封胶→骨料准备→填底料的摊铺→放置过渡钢板→二次喷涂密封胶→分层铺装混合料→混合料拌和与摊铺→表面混合料拌和与摊铺→表面碾压→表面处理→交通管制（养生）→检测验收→开放交通。

1.2操作要点

（1）施工准备、测量放样以桥缝为中心，用粉笔画出桥梁伸缩缝槽的宽度，标准宽度为50cm~60cm，视不同情况而定。

（2）施工面切割切割时根据施工部位的具体情况随时调节切割刀片的高度及刀片的切割方向。对于线性破损（主要指坑槽、坑洞）采用开槽机施工，因开槽机本身具有开曲线槽的优点。切割要达到足够的深度（标准深度到桥墩为止，标准深为10cm），若有防水层一定要切割掉，桥面铺装层一定要切割到底。沿着粉笔线将第一条线切割完，再按步骤切割第二条线。

（3）凿除及清理槽口用空压机将两条线内的旧料清除，注意不要损坏桥梁板顶面。破碎时风镐头不要离切割线太近，以防损坏桥面或路面。凿除缝槽时如有旧铆钉要切掉，清理干净。槽底凸起物要清理平整。对两边严重不平的桥缝，用环氧砂浆重做槽底，使钢板能放平整，避免因内部压迫而变形。清理后的混凝土表面处理是此工艺施工过程中最关键的工序。对表面松散及很脏的混凝土的粘合面，先用硬毛刷刷除表面油垢污物后，再对粘合面进行打磨、除去混凝土表面削落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，直至完全露出坚硬密实新面和平整，基本达到能见到混凝土粗骨料程度，并用无油灭火机或空压机吹除伸缩缝内粉尘。将混凝土表面清理干净并保持干燥。保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等影响施工或修补的质量。

（4）烘干施工区域使用热空气喷枪或者无油喷灯烘干作业面去除潮气。

（5）贴抗高温胶带在伸缩缝两侧贴上抗高温胶带，用于表面防水、防污染，保证接缝处与桥面结合均匀。用热空气喷枪烘烤表面去除潮气，在涂抹一层热的密封胶。

（6）嵌入耐高温填充条在桥梁伸缩缝处嵌入填充条，一定要塞紧，不能留空隙，防止密封胶的流出、钢板被腐蚀和水汽的侵入。

（7）涂抹底漆在清理干净的槽口的两个侧面及底面，均匀涂抹专用底漆，提高粘结性能。

（8）喷涂密封胶、放置过渡钢板及二次喷涂密封胶在槽口内均匀涂抹一层密封胶，将正确规格的钢板铺在桥缝上。钢板的宽度和厚度应根据具体的伸缩缝的宽度来确定。钢板的标准长度为1m，某些情况下钢板可以减少到30cm长，注意长度调整。

（9）混合料的准备骨料由精选的“火成岩”经过筛分达到要求尺寸，双重清洗，烘干后分袋包装。SBG骨料与密封粘合胶拌合后成乳稠状填入切割后的接缝中施工。D型骨料更细，在完成的接缝表面撒上后形成面层。根据施工现场桥梁伸缩缝槽的具体情况骨料选择SBG骨料，Matrix502密封胶选择标准型。

二、无缝桥梁接线路面构造要求与施工技术研究

无缝桥梁CRCP接线路面作为一种新型的路面结构，其受力性能比一般的路面的结构更加复杂，接线路面CRCP层除了承受行车荷载，环境温度的作用外，还将承受由于主梁收缩变形传递过来的附加应力；同时，在纵向CRCP受到主梁收缩、CRCP自身温缩和干缩三方面的综合影响。

2.1接线路面的构造要求

新型无缝桥梁结构体系可以认为是由普通桥梁与连续配筋混凝土路面组成的一个结合体。通过联结钢筋将主梁与搭板以及搭板与接线路面进行无缝连接，无缝桥梁的温度变形通过钢筋作用传递至接线路面中的连续配筋层并予以吸纳。

图3.1无缝桥梁CRCP接线路面无缝连接示意图

（1）CRCP层与贫混凝土基层间采用沥青表处封层

温度下降时，主梁通过搭板拉动CRCP接线路面，将会使CRCP层与贫混凝土基层之间产生摩阻力；同样，温度上升时，主梁会通过搭板挤压CRCP接线路面，也会使其产生摩阻力。若摩阻力过大，会使CRCP接线路面的裂缝集中在前半段，不利于主梁变形的传递，同时还会对主梁产生较大的反作用力，不利于桥梁受力。指出在贫混凝土基层混凝土路面中，应设置隔离封层来弱化层间粘结。若摩阻力过小，则CRCP层容易直接滑动起来，不利于CRCP接线路面裂缝的开展，并会使端部锚固过早处于不利的受力状态。指出，纵向主筋应力与CRCP层与基层层间摩阻系数呈线性关系。若钢筋选用HRB335型号，代入回归方程，可计算出最大摩阻系数为5.7，考虑到一定的安全系数取摩阻系数上限为5.0。当然摩阻系数较小有利于主筋受力，但也不是越小越好，摩阻系数过小不利于削弱纵向主筋中的应力，也不利于接线路面吸纳主梁的收缩变形，通过室内试验研究得出,摩阻系数下限取为2.0比较适宜。综上所述，CRCP层与贫混凝土基层之间应当设置隔离封层，宜将摩阻系数控制在2.0~5.0之间。通过室内试验及相关文献研究，在接线路面中连续配筋混凝土层与贫混凝土基层之间设置沥青表处封层，在温升温降过程中CRCP层与贫混凝土基层之间能保持良好接触，并且利于CRCP层在贫混凝土基层上发生微小位移而不完全滑动，能较好地吸纳桥梁伸缩变形而不致疲劳破坏。

（2）接线路面末端设置钢筋混凝土地梁

在季节性温度变化情况下，主梁会对接线路面产生周期性的拉伸挤压作用，有可能引起接线路面末端在一定范围内产生移动，较大的位移将会对与之相连接的后续路面结构造成破坏。当温度上升时，主梁挤压接线路面，将会使接线路面末端受到一定的压应力；温度下降时，主梁拉伸接线路面，将会使接线路面末端受到一定的拉应力。由文献可知，连续配筋混凝土面层与其他类型路面或构造物相连接的端部，应设置锚固结构，端部锚固结构形式建议采用钢筋混凝土地梁。在接线路面末端设置钢筋混凝土地梁，依靠被动土压力来承受搭板方向传来的轴力，可以较好地削弱主梁对接线路面的拉伸和挤压作用，以约束接线路面CRCP层的纵向位移，这样可在充分吸收主梁变形的基础上有效地减小主梁变形对后续普通路面结构产生的不利影响。钢筋混凝土地梁的个数应由计算来确定，梁宽400~600mm，梁高1200~1500mm；地梁与连续配筋混凝土面层连成整体。

图3.2CRCP接线路面端部锚固地梁的构造

2.2接线路面施工技术研究

2.2.1联结钢筋为了使主梁在温度作用下产生的纵向变形能通过搭板平顺地传到接线路面上，并被接线路面有效地吸收，应在搭板中预留钢筋，通过在搭板末段预埋钢筋与连续配筋混凝土层的钢筋相联结。联结钢筋对实现桥梁全无缝起着至关重要的作用，施工时有如下注意事项：(1)联结钢筋的接头，应采用焊接，且联结钢筋的型号最好一致；(2)确保联结钢筋的锚固长度。搭板中的预留钢筋长度不宜小于30d(d为钢筋直径，下同)；(3)保证焊接接头的长度。钢筋接头和绑条长度双面焊缝的长度不应小于5d，单面焊缝的长度不应小于10d；(4)进行焊接的各种钢筋均应有材质证明书或试验报告单。各种焊接材料的性能应符合《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18)的规定。

2.2.2台背填筑及路基修筑台背回填推荐采用“反开挖”方式进行施工，即待路堤沉降基本完成，再开挖涵洞或桥台土方进行桥涵施工，台背回填宜与锥坡回填同步进行，一次填足并保证压实修整后达到设计压实度要求。台背填土的顺序应符合设计要求，柱式桥台的台背填土，宜在柱侧对称、平衡地进行；梁式桥台的台背填土，可在梁体安装完成以后，在两侧平衡地进行回填。台后路基如为红黏土、软土、膨胀土或其他特殊土的路基，应慎重考虑，此类路基处不推荐采用无缝桥梁这类桥型。接线路面路基修筑应按《公路路基施工技术规范》中相关规定进行，路基压实度应符合《公路路基设计规范》的要求。岩石或填石路床顶面应铺设整平层。整平层可采用未筛分碎石或石屑或低剂量水泥稳定粒料，其厚度视路床顶面的不平整度而定，一般为100~150mm。

2.2.3水稳底基层及贫混凝土基层铺筑水稳底基层施工应参照《公路路面基层施工技术规范》中相关规定进行，宜采用中心站集中厂伴法施工。贫混凝土基层的厚度一般为150mm~200mm，采用7%~8%水泥用量即可。贫混凝土基层的浇筑宜采用与面板相同的机械进行；可选用普通混凝土面层四种施工方式中的任一种。

结束语：

（1）施工过程简单。开槽机、修补机、空压机、斜挎风力灭火机、修补材料等机械设备只要运到施工现场即可施工作业。（2）适应能力强。混合料有卓绝的粘结性能，能适应复杂的不规则条件。（3）施工速度快、工期短、成本低。施工前期预备时间短及养生时间短；可不中断正常交通进行施工，通车快（视环境温度1h~3h内即可通车）。与传统的刚结构（铆固式）桥梁伸缩缝系统相比，具有费用低、施工周期短等特点，特别适用于桥梁伸缩缝的快速修复。（4）易维修、寿命长。部分损坏只用维修损坏部分，可不中断交通快速修复，对交通影响小；没有复杂的机械锚固结构，不存在因机械装置磨损而更换机械装置或进行杂物清理工作。混合料坚固、稳定，可抵抗交通车辆的冲击，不产生裂纹，龟裂和破碎。（5）高效防水、高柔韧性。保证桥梁伸缩缝部位不渗水，防止伸缩缝处的水毁和腐蚀，可以满足40mm（±20mm）的伸缩量，无需复杂的金属机械装置。

参考文献：

[1]胡品槐.高速公路沥青路面裂缝处理技术研究.2014.9

[2]李国旗.浅析高速公路桥梁伸缩缝破损成因及快速修补方法2016.9

[3]李玫.改性沥青桥梁伸缩缝性能及其应用技术研究2013.4