橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)技術(shù)手冊(cè)(新)-圖文

水泥混凝土橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)技術(shù)手冊(cè)重慶中交科技股份有限公司技術(shù)中心編制2010年9月目錄1前言...............................................................................................................................................31.1水泥混凝土橋面板的特性...............................................................................................31.2合理的水泥混凝土橋面瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)組成及各層功能...............................................31.2.1防水（粘結(jié)）層....................................................................................................31.2.2保護(hù)層....................................................................................................................31.2.3磨耗層....................................................................................................................42過去的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及其缺陷....................................................................................................52.1結(jié)構(gòu)說明............................................................................................................................52.2結(jié)構(gòu)缺陷............................................................................................................................52.3工程案例............................................................................................................................52.3.1渝黔高速公路七里半大橋...................................................................................52.3.2沈陽北海高架橋....................................................................................................63推薦的混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)........................................................................................................83.1采用二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑作為防水層的鋪裝結(jié)構(gòu)....................................................83.1.1鋪裝結(jié)構(gòu)...............................................................................................................83.1.2方案說明...............................................................................................................83.1.3方案特點(diǎn)...............................................................................................................83.1.4方案適用領(lǐng)域.......................................................................................................83.1.5工程案例...............................................................................................................93.2采用AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系的鋪裝結(jié)構(gòu).......................................................................93.2.1鋪裝結(jié)構(gòu)...............................................................................................................93.2.2方案說明...............................................................................................................93.2.3方案特點(diǎn)...............................................................................................................93.2.4方案適用領(lǐng)域.....................................................................................................103.3AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系+瀝青砂膠的鋪裝結(jié)構(gòu)...........................................................103.3.1鋪裝結(jié)構(gòu).............................................................................................................103.3.2方案說明.............................................................................................................103.3.3方案特點(diǎn)..............................................................................................................113.3.4方案適用領(lǐng)域.....................................................................................................113.3.5工程案例.............................................................................................................113.4二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑+澆注式瀝青混凝土（GA）的鋪裝結(jié)構(gòu)................................113.4.1鋪裝結(jié)構(gòu).............................................................................................................113.4.2方案說明.............................................................................................................123.4.3方案特點(diǎn)..............................................................................................................123.4.4方案適用領(lǐng)域......................................................................................................123.4.5工程案例（上海東海大橋）..............................................................................123.5Eliminator防水粘結(jié)體系+澆注式瀝青混凝土（GA）的鋪裝結(jié)構(gòu)..........................133.5.1鋪裝結(jié)構(gòu).............................................................................................................133.5.2方案說明.............................................................................................................133.5.3方案特點(diǎn)..............................................................................................................143.5.4方案適用領(lǐng)域......................................................................................................143.5.5工程案例..............................................................................................................14水泥混凝土橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)技術(shù)手冊(cè)1前言1.1水泥混凝土橋面板的特性混凝土橋面板具有水泥混凝土的基本特性，存在較多的微空隙。由于混凝土在強(qiáng)度形成過程中產(chǎn)生較大的水化熱，引起混凝土的收縮應(yīng)力使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較多的微裂縫，而侵蝕物質(zhì)將通過這些空隙和裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，進(jìn)而侵蝕混凝土并銹蝕鋼筋，降低混凝土橋梁板的使用壽命。1.2合理的水泥混凝土橋面瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)組成及各層功能橋面鋪裝層設(shè)計(jì)與橋梁結(jié)構(gòu)類型鋪裝受力的特點(diǎn)、交通量大小、氣候環(huán)境條件等密切相關(guān)。合理的水泥混凝土橋面瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)如圖1.1所示。防水層圖1.1水泥混凝土橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)橋面瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，可由防水層和下面層、上面層組成，其中防水層和下面層共同組成防水體系。1.2.1防水（粘結(jié)）層防水粘結(jié)層保護(hù)橋面板不受路表水的侵害，并使橋面板和瀝青鋪裝層良好結(jié)合，一般由具有防水、粘結(jié)性能的層次組成。根據(jù)體系的需要還將設(shè)置緩沖層。1.2.2保護(hù)層保護(hù)層（下面層）不只是要有良好的承重和傳遞荷載的性能，還須具有良好的熱穩(wěn)性、抗水損害性能、適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)變形的能力。一般情況下，保護(hù)層應(yīng)采用空隙率小，抗?jié)B水性好的混合料類型。1.2.3磨耗層磨耗層（上面層）直接與車輛輪胎及大氣接觸，需提供平整、抗滑、耐久的行駛表面。因此，鋪裝上面層應(yīng)粗糙，有足夠的紋理以提供長(zhǎng)期的抗滑功能。鋪裝上面層也是在高溫天氣直接承受陽光照射，溫度也最高，也直接與雨水、酸霧等接觸，因此要有足夠的熱穩(wěn)性、抗老化性能、抗水損害性能、抗裂性能等。2過去的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及其缺陷鋪裝結(jié)構(gòu)如圖2.1所示圖2.1鋪裝結(jié)構(gòu)示意2.1結(jié)構(gòu)說明早期的防水粘結(jié)層采用（改性）乳化瀝青粘層，后來大量使用水溶型防水材料。橋面瀝青混凝土鋪裝層現(xiàn)在一般采用雙層鋪裝，而過去一般為單層鋪裝。在高速公路中，為了施工方便，單層鋪裝混合料往往是相鄰路段路面的上面層混合料類型；雙層鋪裝混合料往往是相鄰路段路面的上、中面層混合料類型。2.2結(jié)構(gòu)缺陷1因?qū)娱g粘結(jié)力不足，以至在水的侵蝕下，易產(chǎn)生脫層、推擁病害；2因防水性能不足，水侵蝕鋪裝結(jié)構(gòu)層引起橋面板腐蝕及鋼筋銹蝕，海洋性氣候地區(qū)及北方有凍融地區(qū)尤其嚴(yán)重；3因混合料的性能、調(diào)平層性能、橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造、道路線形等引起的其它破壞。2.3工程案例2.3.1渝黔高速公路七里半大橋1橋梁結(jié)構(gòu)及鋪裝概況：渝黔(重慶-貴陽高速公路七里半大橋位于彎道內(nèi)，縱向位于長(zhǎng)下坡（豎曲線末端，為簡(jiǎn)支T梁連續(xù)橋面結(jié)構(gòu)。橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)為乳化瀝青粘結(jié)層上直接鋪裝5cm改性瀝青AK-13瀝青混凝土，原鋪裝設(shè)計(jì)如圖2.2所示。圖2.2七里半大橋原鋪裝結(jié)構(gòu)2破壞原因：1）層間粘結(jié)不足：根據(jù)軟件計(jì)算分析，得出該橋橋面鋪裝層間最大剪應(yīng)力為0.66MPa，實(shí)驗(yàn)室模擬該橋橋面鋪裝結(jié)構(gòu)制作的試件，得出采用乳化瀝青及改性乳化瀝青防水層的層間抗剪強(qiáng)度，分別為0.25MPa、0.45MPa，顯然采用乳化瀝青或改性乳化瀝青作防水層，層間抗剪強(qiáng)度均不滿足要求。2）橋梁線形：該橋的平面線形為彎坡斜橋同時(shí)縱向又位于長(zhǎng)下坡（豎曲線）末端，車輛駛?cè)朐撀范螘r(shí)，一般需經(jīng)過高速（制動(dòng)）-低速（加速）-高速的過程，在轉(zhuǎn)彎時(shí)，鋪裝層除承受上述剪應(yīng)力外，還將承受離心力和重力的作用，并在鋪裝層中產(chǎn)生指向路緣的橫橋向剪應(yīng)力和指向下坡的順橋向剪應(yīng)力，再加上轉(zhuǎn)向行駛，車輛對(duì)路面的剪應(yīng)力較大，加大了鋪裝層的破壞。3瀝青鋪裝層材料對(duì)鋪裝層破壞的影響：AK-13開級(jí)配抗滑表層實(shí)際空隙率約8%～10%，易松散，根本不能阻止水的滲入，因此該級(jí)配混合料不宜用作橋面鋪裝層。2.3.2沈陽北海高架橋1橋梁結(jié)構(gòu)及鋪裝概況：沈陽北海高架橋地處我國(guó)東北寒冷地區(qū)，為連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)橋梁，該橋于1991年建成通車。大橋全長(zhǎng)1077.6米，寬11.5米。但多年來由于交通量大，超載現(xiàn)象嚴(yán)重，該橋橋面防水混凝土層疏松、粉化，部分橋面有坑槽及鋼筋外露現(xiàn)象。2004年10月大修后的鋪裝結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3北海高架橋橋面鋪裝結(jié)構(gòu)2破壞原因：1）層間結(jié)合能力差：橋面沒有粘結(jié)層、防水層、防水隔離層等防水粘結(jié)體系，導(dǎo)致橋面板與調(diào)平層、調(diào)平層與瀝青鋪裝層的層間結(jié)合能力差；2）調(diào)平層損壞：連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)橋梁存在支座的負(fù)彎矩區(qū)及懸臂翼緣的負(fù)彎矩區(qū)等，在行車荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的荷載變形引起調(diào)平層與鋪裝層之間存在較大剪應(yīng)力，而導(dǎo)致鋪裝層與調(diào)平層常年分離；在行車荷載作用下，在調(diào)平層與橋面板分離的條件下，調(diào)平層底面會(huì)產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，調(diào)平層率先破壞及瀝青鋪裝層與調(diào)平層的界面破壞，引起鋪裝層產(chǎn)生坑槽、網(wǎng)裂。3）氣候惡劣：冬季撒鹽除雪等措施加速鋪裝層、水泥混凝土調(diào)平層及橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。3推薦的混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD50-2006），《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》釋義手冊(cè)，《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004，西部課題“橋面鋪裝材料與技術(shù)研究”及《公路鋼箱梁橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南》等，提出以下混凝土橋面鋪裝建議結(jié)構(gòu)。3.1采用二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑作為防水層的鋪裝結(jié)構(gòu)3.1.1鋪裝結(jié)構(gòu)采用二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑作為防水層的鋪裝結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。圖3.1采用二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑的鋪裝結(jié)構(gòu)3.1.2方案說明1水泥混凝土板采用噴砂處治達(dá)到規(guī)定要求。2防水粘結(jié)層采用二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑，具有優(yōu)良的防水性和層間穩(wěn)定性。3瀝青混凝土鋪裝建議采用雙層鋪裝。當(dāng)橋面瀝青鋪裝為單層時(shí)，應(yīng)更加重視防水層材料和瀝青混合料類型的選擇，建議采用4～6cm厚的SMA/RAC；當(dāng)橋面瀝青鋪裝為雙層時(shí)，下層可選用AC或SMA，厚度宜為4～5cm，面層可采用SMA或RAC或AC或OGFC（排水性路面），厚度宜為2～5cm。鋪裝下層與面層之間需設(shè)置粘層，粘層可采用改性乳化瀝青。3.1.3方案特點(diǎn)該鋪裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑與鋪裝層及水泥混凝土板的粘結(jié)強(qiáng)度高，層間結(jié)合力強(qiáng)。3.1.4方案適用領(lǐng)域該方案施工工藝簡(jiǎn)便，層間結(jié)合力強(qiáng)，但防水層薄，抗（活動(dòng)性）荷載裂縫能力較差，適用于非特殊氣候環(huán)境的高速公路、城市高架水泥混凝土橋。3.1.5工程案例雙層瀝青混凝土鋪裝+二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑的鋪裝結(jié)構(gòu)已成功應(yīng)用于重慶李家沱長(zhǎng)江大橋、廣西南寧大橋、江西鄱陽湖大橋等數(shù)十座水泥混凝土橋梁。3.2采用AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系的鋪裝結(jié)構(gòu)3.2.1鋪裝結(jié)構(gòu)采用AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系的鋪裝結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖3.2橋面鋪裝結(jié)構(gòu)示意3.2.2方案說明1水泥混凝土板采用噴砂處治達(dá)到規(guī)定要求。2AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系是集合了優(yōu)良滲透固結(jié)作用和防水粘結(jié)性能的防水粘結(jié)體系,具有強(qiáng)滲透、高附著力的特性，能滲透至混凝土下3～5mm深處，嚴(yán)密封閉混凝土的表層毛細(xì)孔、微裂紋，防止混凝土冬季凍融破壞；與水泥混凝土及瀝青混凝土的結(jié)合性好，起到優(yōu)良的承上啟下作用，使整個(gè)橋面鋪裝在一定程度上整體受力，防止鋪裝層發(fā)生推移、脫層等病害。3瀝青混凝土鋪裝建議采用雙層鋪裝。當(dāng)橋面瀝青鋪裝為單層時(shí)，應(yīng)更加重視防水層材料和瀝青混合料類型的選擇，建議采用4～6cm厚的SMA/RAC；當(dāng)橋面瀝青鋪裝為雙層時(shí)，下層可選用AC或SMA，厚度宜為4～5cm，面層可采用SMA或RAC或AC或OGFC（排水性路面），厚度宜為2～5cm。鋪裝下層與面層之間需設(shè)置粘層，粘層可采用改性乳化瀝青。3.2.3方案特點(diǎn)AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系能將混凝土箱梁的毛細(xì)孔隙和細(xì)小裂縫完全封閉，能有效的阻隔水分自下而上從水泥混凝土橋面進(jìn)入到橋面鋪裝中，同時(shí)也能阻隔水分自上而下從橋面鋪裝滲入到水泥混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，阻止水分以及鹽分對(duì)水泥混凝土橋面板的腐蝕。該鋪裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是防水層的防水效果及耐久性好，并且層間結(jié)合力強(qiáng)，具有優(yōu)良的防凍融性。3.2.4方案適用領(lǐng)域該方案適用于雨水較多或冬冷地區(qū)的高速公路、城市高架等水泥混凝土橋梁。3.2.5工程案例該方案已應(yīng)用于寧夏銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)高架橋、渝湘高速武陵山大橋及巫鳳高速石馬河大橋等。3.3AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系+瀝青砂膠的鋪裝結(jié)構(gòu)3.3.1鋪裝結(jié)構(gòu)鋪裝結(jié)構(gòu)如圖3.3所式。圖3.3鋪裝結(jié)構(gòu)示意3.3.2方案說明1水泥混凝土板采用噴砂處治達(dá)到規(guī)定要求。2防水粘結(jié)層由AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系和瀝青砂膠共同承擔(dān)。AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系是集合了優(yōu)良滲透固結(jié)作用和粘結(jié)防水性能的防水粘結(jié)體系；另外，采用瀝青砂膠作防水緩沖層，起到有效防水和粘結(jié)，同時(shí)起到抵抗變形和緩沖應(yīng)力作用。4當(dāng)橋面瀝青鋪裝為單層時(shí)，應(yīng)更加重視防水層材料和瀝青混合料類型的選擇。單層重慶中交科技股份有限公司科技領(lǐng)先·交通和諧鋪裝建議采用4～6cm厚的AC/SMA/RAC；當(dāng)橋面瀝青鋪裝為雙層時(shí)，下層可選用AC或SMA，厚度宜為4～5cm，面層可采用SMA或RAC或AC或OGFC（排水性路面），厚度宜為2～5cm。鋪裝下層與面層之間需設(shè)置粘層，粘層可采用改性乳化瀝青。3.3.3方案特點(diǎn)完善的防水體系：體系中設(shè)置有封閉層、防水緩沖層，以及提供二者粘合的粘結(jié)層，可防止潮濕的水蒸氣上遷造成的凍融破壞、隔絕路表水下滲造成的橋面板鋼筋銹蝕、防止層間穩(wěn)定性不足造成的脫層。因此，該鋪裝結(jié)構(gòu)既提供良好的行駛性能，也長(zhǎng)久保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)。3.3.4方案適用領(lǐng)域該方案性價(jià)比高，適用范圍廣，尤其適用于海洋性氣候或有凍融地區(qū)橋梁橋面鋪裝。3.3.5工程案例1渝黔高速公路七里半大橋橋面病害處治：七里半大橋?qū)儆谟迩咚俟芬黄诠こ蹋挥诘缆肪€形中的彎道及豎曲線末端，橋梁結(jié)構(gòu)為雙向六車道的簡(jiǎn)支梁連續(xù)橋面結(jié)構(gòu)，鋪裝厚度5cmAK-13瀝青混凝土。約歷時(shí)三年的營(yíng)運(yùn)期，左幅（貴陽—重慶）橋面鋪裝發(fā)生了大面積的推移、裂縫等破壞（詳見“2.3.1”，于2005年進(jìn)行了修復(fù)，在修復(fù)過程中選用了該）鋪裝方案。采用該方案處治的橋面鋪裝，約五年多狀況良好，未出現(xiàn)病害。2重慶渝武路馬鞍石大橋病害處治：馬鞍石大橋?yàn)橹骺?46m+3*250m+146m的連續(xù)T型剛構(gòu)橋，引橋?yàn)?*40m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋。橋梁全長(zhǎng)1237m，橋面寬度24.5m，雙向6車道。馬鞍石大橋自2001年通車以來，經(jīng)過5年的運(yùn)營(yíng)，大橋橋面鋪裝層破壞嚴(yán)重，由于橋面鋪裝的破壞，橋梁結(jié)構(gòu)本身也遭受了明顯的水蝕作用。2006年對(duì)該橋橋面鋪裝維護(hù)，修補(bǔ)時(shí)將設(shè)計(jì)挖除部位的鋪裝層進(jìn)行整體挖除，包括調(diào)平層，直至橋面板位置，修補(bǔ)中保持原橋面鋪裝層厚度12cm不變。采用該方案處治的橋面鋪裝，至今狀況良好。3.4二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑+澆注式瀝青混凝土（GA）的鋪裝結(jié)構(gòu)3.4.1鋪裝結(jié)構(gòu)鋪裝結(jié)構(gòu)如圖3.4所式。11/14/重慶中交科技股份有限公司科技領(lǐng)先·交通和諧圖3.4鋪裝結(jié)構(gòu)示意3.4.2方案說明123水泥混凝土板采用噴砂處治達(dá)到規(guī)定要求。防水粘結(jié)層采用二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑，或者采用AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系。鋪裝下層采用澆注式瀝青混凝土，同時(shí)兼具防水層的作用，下層厚度宜為2.5～4cm，相應(yīng)面層厚度宜為2～5cm，面層可采用SMA或RAC或AC或OGFC（排水性路面）。鋪裝下層與面層之間需設(shè)置粘層，粘層可采用改性乳化瀝青。3.4.3方案特點(diǎn)澆注式瀝青混凝土作為下層（防水層）的鋪裝結(jié)構(gòu)，充分利用了澆注式瀝青混凝土的防水性強(qiáng)、整體性好等特點(diǎn)，澆注式瀝青混凝土既作為鋪裝下層，又作為鋪裝的防水保護(hù)層。澆注式瀝青混凝土與二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑（AMPER-Ⅱ防水粘結(jié)體系）的結(jié)合使用，是水泥混凝土橋面防水的完美組合，性價(jià)比高。3.4.4方案適用領(lǐng)域澆注式瀝青混凝土不透水，也不吸水，因而對(duì)諸如凍融變換、防凍滑的除冰鹽溶液及經(jīng)常潮氣作用的影響因素幾乎不敏感，澆注式瀝青混凝土的諸多優(yōu)點(diǎn)，使該鋪裝結(jié)構(gòu)尤其適用于冬季寒冷區(qū)域或海洋性氣候地區(qū)的特大橋橋面鋪裝。3.4.5工程案