旧水泥混凝土桥面铺装改造技术研究

2017-04-24李文桥

四川水泥 2017年1期

关键词：桥面大桥病害

李文桥

（宁连高速公路北段管理处）

旧水泥混凝土桥面铺装改造技术研究

李文桥

（宁连高速公路北段管理处）

本文结合宁连高速公路新沂河大桥水泥混凝土桥面铺装改造实例，从旧桥面病害分析、桥梁结构安全性和承载性分析、改造方案方面进行阐述，探讨对旧水泥混凝土桥面铺装改造的处理方法及施工工艺。

水泥混凝土桥面；铺装层；改造施工

随着交通行业的快速发展，近几年来水泥混凝土桥梁以高性价比的特点，在我国近代桥梁建设中占据很大比重，而国内早期建设的混凝土桥梁限于沥青材料市场供给有限以及技术性能不足等不利因素，大部分直接采用桥面水泥混凝土作为铺装层，在行车舒适性与安全性等方面相比目前常用的沥青类铺装技术存在较大程度的不足，无法满足日益提高的行业标准及用户需求。

宁连高速公路新沂河大桥位于G25长深高速公路连云港境内K1742+478-K1744+503处，大桥宽24.5m，桥梁总长 2024.74 m，是一座桥面连续简支梁桥，桥面铺装为水泥砼，于1994年5月建成，经过20多年的使用，水泥混凝土桥面铺装在平整度、抗滑、外观等指标上无法满足行业及用户需求，尤其是桥面平整度指标，无法满足现行《公路工程质量检验评定标准》要求，桥面行驶质量较差。同时，随着铺装路龄的不断延长以及交通荷载的逐步累积，近年来新沂河大桥混凝土铺装出现了一些桥面破损、局部保护层混凝土剥落露筋、坑槽等病害，不但影响了桥面行车安全与舒适性，也不利于桥梁结构耐久性，因此有必要对水泥混凝土桥面铺装进行改造。

一、水泥混凝土桥面铺装病害分析

（一）新沂河大桥桥面平整度指数IRI目前平均值达到约4.65（m/km），远远超出《公路工程质量检验评定标准》对桥面水泥铺装2.0（m/km）的要求，平整度状况较差，行车舒适性及安全性不足。

（二）新沂河大桥目前桥面破损以裂缝为主，局部存在空洞、混凝土剥落及钢筋外露等病害，其中裂缝病害以不规则网裂类型居多，全桥平均裂缝率达到近16%，裂缝开口宽度总体在3mm左右，对应裂缝深度集中在5～6cm范围内，局部裂缝已经贯穿扩展到钢筋，贯穿率约30%，对桥梁耐久性极为不利。

（三）桥面铺装层整体厚度约15cm左右，保护层厚度平均为8cm，最小厚度仅3 cm，局部段落存在钢筋集中外露现象。

（四）新沂河大桥伸缩缝病害主要以锚固区混凝土局部裂缝、坑槽以及橡胶条破损为主，接桥面连续段多处出现横向微裂缝，占全桥比例近30%。

二、桥梁结构安全性分析

主要对2010、2014年桥梁结构检测数据进行对比，分析桥面总体使用状况及结构病害发展趋势，重点研究新沂河大桥的支座、T梁翼板、盖梁病害近5年衰减规律，为桥面铺装改造提供技术支撑。

参照国家道路及桥梁质量监督检验中心《2014年新沂河大桥桥梁结构检测》报告，主要结论如下：

（一）新沂河大桥总体结构性能尚好，目前属于3类桥。

（二）上部结构属3类，下部结构属2类、桥面系属4类。

下部结构及上部结构存在局部损伤，包括支座、T梁、盖梁破损，横隔板裂缝、露板，以及立柱裂缝、破损、露筋等。桥面系病害以桥面水泥混凝土铺装层裂缝最为典型，防撞墙、伸缩缝存在局部破损。

三、桥梁结构承载能力验算

基于桥梁结构检测数据，考虑承载能力折减，在现浇湿接缝和水泥混凝土桥面铺装仅作为外荷载作用，不考虑参与结构受力条件下，按照原规范和现有规范《公路桥涵设计通用规范》及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，并根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011) 对新沂河大桥桥梁结构承载能力进行了验算，T梁、盖梁在汽车荷载冲击系数由0.155(85规范)增加到0.307（04规范）（活载增加13.2%）和承载能力折减4%的情况下，新增8cm厚沥青铺装后，上部结构正截面抗弯承载能力、正常使用状态下应力和抗裂均能满足 “汽超-20，挂-120”荷载等级要求。

三、桥面水泥混凝土铺装改造方案

针对新沂河大桥目前存在的桥面平整度不足、以及裂缝等破损较普遍的现状，并考虑新沂河大桥桥梁结构承载能力满足要求的基础上，充分利用原铺装结构，消除对原桥面结构影响，确定采用增加桥面标高6cm的桥面铺装改造方案（表面抛丸后加铺3.5cm高弹SMA13+2.5cmU-Pave），且通过两层沥青铺装可大幅提高平整度控制水平。

（一）方案简介

本方案是在桥梁结构承载能力满足要求或者加固后满足要求的基础上，采用表面抛丸后，加铺3.5cm厚高弹改性沥青SMA13及2.5cm厚U-Pave超薄磨耗层，实现改善桥面平整度的目的。另外，水泥砼铺装表面处治后，采用高渗透树脂灌缝处治，并采用水性环氧沥青防水粘结层作层间处理。

（二）结构材料设计