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邯长高速公路清漳河特大桥从清漳河两岸台地间跨越,两岸台地与河床高差达40多米。从邯郸方向来,自K27+06变坡点至大桥平坡段一路下坡,连续坡长1932.5m。其中,桥面段纵坡为2.683%。从长治方向来同样一路下坡,由K9+600至大桥平坡段纵坡分别为3.833%~2.632%,连续坡长2041.4m。其中桥面段纵坡为2.632%。该桥中段桥面处于凹形竖曲线的底部,如遇暴雨,雨水不能及时排除,将对行车安全造成影响。
一、桥面铺装变更提出理由
1.该桥纵断面设计,两端为坡桥,中段为平桥,除正常承担荷载外,还需承担车辆下坡时产生的冲击力,即在竖曲线上汽车荷载产生的离心力,与平坡桥面相比,增加了桥梁的附加荷载。
2.已建成的山区公路,位于大纵坡下端部位的沥青混凝土桥面铺装,经常出现拥包、搓板,最后导致桥面沥青砼损害,而且屡修屡坏,最终不得不将桥面改为水泥混凝土铺装。
3.水害是路面、桥面损害的根源,该桥中段桥面处于集水区的底部,沥青砼路面常年积水、浸水,必然导至桥面铺装早期损坏。
二、桥面铺装变更设计方案
上、下坡段按AC—13A型结构铺沥青砼路面,下坡段4联×120m=480m。部分桥面铺装10~11cm沥青砼改为水泥砼,与原设计的10cm水泥砼合并为一层,一次浇注厚20~21cm,采用40#水泥砼,同时增设双层钢筋网。通过该方案的实施,增强了平坡段桥面系抗防冲击性能,提高了平坡段桥上部构造的承载力的安全储备。既解决了爬坡、上坡抗滑问题,又解决了平坡段桥面积水而易受损害的问题,弥补了大梁起拱、齿板部位、桥面铺装厚度较薄的缺陷。
三、桥面铺装结构变更实施
1.桥面设计高程不变,取消原设计的沥青砼桥面铺装厚10~11cm,变更为一次浇注C40#水泥混凝土厚18.8cm+2mmSBS热改性沥青防水层+1㎝改性沥青微表处。
2.防水混凝土改为两层纲筋,下层按原设计施工,新增上层钢筋网直径(Φ12)与下层相同,间距(7.5 cm×7.5cm),并与T梁绞缝植筋相联结,上层钢筋网保护层净距为3cm。
3.为使桥面铺装与T梁顶面紧密结合,对T梁顶面要进行重新凿毛,认真清扫,并用高压水冲刷干净,以保证混凝土结合良好。
四、桥面微表处“开普”封层施工
1.桥面清扫,使用GYSQ450D型手扶清刷机和GYQS1500型强力清刷机清理桥面水泥混凝土铺装层表面浮浆和污染物。
2.喷洒粘合剂使用ZZ5262GLQ型数控沥青洒布车向水泥混凝土铺装层表面喷施复合黏结剂。
3.微表处施工,使用通用40型数控同步碎石车将适量的SBS的改性沥青(0.5~0.8kb/m2 )与3~6mm经过表面活性剂处理的单粒径玄武岩同时播洒在处理过的桥面上,覆盖率约为80%,然后用胶轮压路机机稳压。这个薄层叫碎石封层,它是一个含骨料颗粒的胶状板体,具有良好的水密性和抗应变、抗裂性,而且同水泥混凝土层间有很强的结合力。
本工序是桥面改性沥青微表处封层的最重要的工序之一,这直接关系到桥面铺装的成败,因此应注意以下几点:(1)为降低该工序粘结剂对温度的敏感性,以及变形后的恢复能力,SBS的含量最低不应该低于10%。(2)为使碎石的良好结合,必须使用专用设备将粘结剂与碎石几乎同时播洒下去(该设备粘结剂与碎石的时间间隔是0.07秒),因为|考试|大|洒布的粘结剂温度损失很快。同时播撒的单粒径碎石要经过表面活性处理,否则碎料表面的粉尘将形成隔离剂影响粘结,即使石料通过水洗也不能达到要求。(3)碎石过多将形成隔离层,影响板体性,过少由于抗剪强度不够将可能使桥面产滑推移。
4.碎石封层以上的微表处,它是以聚合物改良乳化沥青(改性剂含量5%)为黏结材料的冷拌沥青混凝土薄层。为了使大桥表面具有理想的纹理深度或抗滑性,混合料将采用玄武岩粒径为10mm多碎石断级配,摊铺厚度为10mm。施工机械为GYXF1235B型改性稀浆封层机。
本设计“开普”封层经碾压密实后最终厚度为10~15mm,可以满足大桥表面防水、抗滑、抗剥离、抗裂、抗推移、耐久性等多项技术要求。另外,这项技术本身还可以把价格昂贵的优质石料和结合料的用途、用量实现限度的优化。它将从技术性和经济性两个方面充分体现施工技术的优势。
清漳河特大桥桥面铺装改性沥青微表处封层试验段于2005年5月交付使用,至今桥面平整结实使用效果良好。在今后坡桥设计中,桥面铺装设计可参照应用,以提高桥梁的整体荷载能力和桥面强度。
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