西部地区沥青混凝土桥面铺装典型结构和设计方法探究

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1、西部地区沥青混凝土桥面铺装典型结构和设计方法探究　　摘要：为切实提高我国西部地区桥梁桥面铺装铺筑水平，延长桥面铺装使用寿命，防止早期病害的发生。在既有桥面铺装病害分析和结构受力分析的基础上，提出了与桥面防水等级相匹配的沥青混凝土典型结构和相应的设计方法。关键词：桥面铺装；防水体系；典型结构；设计方法中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：0引言随着西部大开发战略计划的实施，我国西部地区公路建设事业得到了大规模发展。桥梁作为公路建设项目中的重要组成部分，其结构的耐久性及桥面使用功能也越来越受到重视。合理和可

2、靠的桥面铺装体系，不仅能提供行驶性能良好而耐久的桥面，而且能作为桥面的有效防护体系，防止水份的渗透，保证桥梁结构的耐久性[1]。5本文在现有桥面铺装研究成果和工程应用实例基础上，进一步通过理论与试验研究，系统开展水泥混凝土桥梁桥面铺装材料和技术研究，逐步完善现有桥面铺装材料及结构体系，并开发研究新的铺装技术，形成适用于我国西部不同地区气候，交通状况的不同体系的桥面铺装成套技术[2]。以切实提高我国西部地区桥梁桥面铺装铺筑水平，延长桥面铺装使用寿命，防止早期病害的发生。1沥青混凝土桥面铺装病害调查（1）桥面铺装

3、病害调查结果[3]显示，水泥混凝土桥梁的桥面板均存在微孔和裂缝，从而为水进入桥梁结构提供了通道，并导致桥梁结构钢筋锈蚀、以及因为冻融循环引起混凝土的损坏，最终造成桥梁的耐久性降低。（2）5沥青混凝土桥面铺装的主要病害类型为坑槽，松散、剥落，占被调查桥梁总数的55.2％，且西北季节性冰冻地区的发生率明显高于西南地区。其病害原因与沥青混凝土路面的水损坏相似，也与西北地区冬季在桥面撒除冰盐、冻融循环的破坏作用、调平层在负弯矩的作用下或因调平层过薄而损坏并引起沥青层损坏有关。其次病害类型为车辙、推拥，占被调查桥梁总数

4、的43.8％，不论是夏季炎热的西南还是夏季凉爽的西北，其热稳性病害均较路面严重，这主要与桥面铺装较薄、混凝土调平层刚度较大、铺装层内剪应力较大、以及桥面铺装沥青层的温度大部分高于沥青路面温度等原因有关。裂缝病害，占桥梁调查总数的30.2％，并以桥梁结构原因所致的裂缝为主，包括伸缩缝附近刚柔交替行车荷载的冲击作用、负弯矩处的拉应力、空心板的湿接缝强度不足、箱梁横向刚度不足、腹板顶面产生较大的弯拉应力等所致的裂缝，还包括由施工原因造成的面板裂缝、拱上拉杆受力复杂桥面受力不匀、墩台沉降等原因所致的裂缝。2沥青混凝土

5、桥面铺装设计方法（1）根据桥梁的设计安全等级和桥梁所处的气候环境条件，将桥梁对桥面的防水等级要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其中Ⅰ为最高防水等级并以此类推，桥面铺装的防水结构选择将依据桥梁的防水等级要求进行；我国沥青路面施工技术规范中关于沥青路面的气候分区仍将适用于桥面铺装的沥青混凝土材料和防水层材料的选择[4]。（2）防水层材料在桥面防水结构体系中所贡献的防水性，与防水材料自身的防水耐久性、防水材料的施工性能、防水材料的抗裂缝能力、防水材料与基面的连接性能等多方因素有关，并且还与这些因素在桥面防水中所占的权重系数有

6、关，考虑所有综合因素后组合成四类与防水等级相匹配的防水结构体系。（3）5桥面铺装设计方法，就是根据桥梁设计安全等级和所在的气候区，拟定的桥面铺装防水等级，确定桥面铺装防水体系，并结合我国沥青路面施工技术规范中关于沥青路面的的气候分区，确定铺装用沥青用沥青混凝土材料和防水层材料，通过对防水结构体系的抗剪强度、粘结强度试验确定铺装结构的容许剪应力和容许拉拔应力，以此为设计指标，确定铺装层厚度，并对沥青铺装层在特殊部位和负弯矩区最大拉应力，负弯矩区防水层最大拉应力进行验算，以满足沥青混凝土的容许弯拉应力和防水层的容

7、许弯拉应力的要求；防水层合理厚度主要取决于获得最大层间抗剪、法向抗拉拔强度，并满足防水结构体系的防水性指标要求。（4）根据代表性防水结构体系的抗剪强度和拉拔强度，得出推荐的沥青层最小值5cm。结合沥青路面的舒适性对沥青层的厚度要求，推荐桥面铺装的沥青层典型厚度为5～12cm。（5）卷材、涂膜、热融沥青碎石、沥青玛碲脂等防水层的厚度一般为1.2～5mm。稀浆封层的厚度一般为5～10mm、沥青砂的厚度一般为20～25mm，并以防水结构体系获得最大层间抗力、达到体系的防水性指标所对应厚度为防水层的合理厚度。3桥面铺

8、装典型结构本文研究并提出了基于不同地区气候和桥梁设计的桥面铺装防水等级分类，建立了砼桥梁桥面铺装结构组合体系、设计方法，形成了数种适应于不同条件的铺装典型结构，如图1所示。图1桥面铺装典型结构图4结论1、5研究并提出了基于不同地区气候和桥梁设计的桥面铺装防水等级分类，建立了水泥混凝土桥梁桥面铺装结构组合体系，形成了数种适应于不同条件的铺装典型结构。2、研究并提出了沥青混凝土桥面铺装结构设计方法。5参