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(抚宁县交通局公路管理站河北 抚宁 066300)
【摘 要】本文通过对水泥混凝土路段桥头跳车的成因进行分析,提出养护管理工作应采取预防为主的建议。
【关键词】水泥混凝土路段;桥头跳车;压浆;预防
A new method to prevent and cure cement concrete road segment jump bridgehead
Hao Zhi-meng
(Funing county transportation highway bureau management station Funing Hebei 066300)
【Abstract】The article discussed cement concrete road segment cause jump bridge because of carrying on analysis and put forward protecting management work in should adopt a prevention is main of suggestion.
【Key words】Cement concrete road segment; Bridgehead displacement; Press syrup; Prevent from
桥头跳车是当今公路行业的一大通病,虽然大中桥的桥头跳车现象有些好转,但还未从根本上防治,这也是一项长远的课题,现在我根据一条施工经验,谈一下解决水泥混凝土路面桥头跳车的简单方法。
桥头跳车一直是困扰设计和施工的一大难题,它直接影响安全运营。我市大部分桥梁都设置
了桥头搭板,经过几年运营,大多数桥头搭板和台帽搭接处产生破碎或产生跳车现象。
1. 产生桥头跳车的原因
存在以上问题,有多方面的原因:(1)工作面小,压路机不能靠近台身,压实度不能满足要求,使台后填土经过一段时间后产生了工后沉降,形成跳车。(2)台身和台后填土的膨胀系数不同,台身相对台后填土的膨胀系数较大,受温度变化影响,台身产生前后位移,而台后填土却不能或很小恢复,最后台后填土发生凹曲现象。(3)路面水渗入路基或路面积水沿台背渗入路基,造成路基土软化,水土流失,引起桥头引道路基下沉,造成跳车。桥头路基两侧排水不畅,防水工程不完善也极易造成路基土的流失,引起沉降和跳车。
经对我局近年接养的几条新建公路的调查显示,新改建或翻修施工后2~4年内,无论大中小桥(或涵)的桥头搭板(或涵前路面)均出现中度的或严重的跳车现象。目前我们养护部门针对这种病害一般采用沥青混凝土罩面,或翻修混凝土搭板两种措施,这两种办法虽说可以在一定程度上减轻或短期内消除跳车现象,但效果不是很好,而且它们的缺点也不容忽视。第一种方式沥青混凝土罩面可以减轻跳车,但它的不持久性和对路面的美观产生影响都是很严重的,在当前的公路管养形式下,对公路的洁、美要求越来越高,所以这种处理方式与当前的公路管养潮流不相符。第二种方式翻修桥头搭板可以在短期内消除桥头跳车,但它的处理费用相当高。一般在进行破碎板处理时,如无意外情况,业主和监理不允许对基层作任何填补处理,对不足标高只允许用混凝土替代,这就使得翻修后的搭板厚度达到25~30cm,大大增加了每平米混凝土用量,再者桥头搭板在设计时配筋也有一定要求,使得翻修桥头搭板所用造价最高可达200元/m2。且翻修处理后几年时间里,还有继续沉降的可能。如102线抚宁城关——榆关段于1996年完成改建,在1999~2000年间,该段桥头搭板,涵前路面均出现不同程度的沉降。上述几种情况,经过一段时间运行后,桥头搭板极易产生板底脱空病害,搭板随之破碎,发生桥头跳车。
2. 解决桥头跳车采取的方法
为了解决这一问题,我们采用了一种新的施工工艺,也就是压浆。压浆是对水泥混凝土路面进行早期维护的一种施工方法,尚属于一种新工艺,它对水泥混凝土路面的板底脱空病害的消除有很大作用。它是利用压浆泵自压力推动搅拌良好的水泥浆沿管壁,通过压浆卡头挤入水泥板与基层的脱空区。挤入的水泥浆经硬化后形成一层密实结构,水稳性好,并能与板底紧密结合在一起。因而要求水泥浆要有较好的粘聚性,流动性,硬化后有一定强度,并在压浆过程中不离析,不泌水,因此必须对所用材料,机械认真选择。
2.1 原材料的选择
2.1.1 水泥的选择。水泥是压浆材料的主要成分,在压浆材料中起到胶凝的作用,因此要选择能够保证水泥浆有良好的流动性,保水性并且凝结快的水泥。在一般情况下,硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常被优选用做水泥浆的凝结材料。
2.1.2 粉煤灰的选择。粉煤灰是从煤粉炉中收集到的细微颗粒粉末,其玻璃体的含量最多可达85%以上,这些玻璃体大多程球状,因而可很有效的改善压浆拌合物的和易性与流动性,并对管壁磨损小,能有效的减小压力损失,是混凝土板底部填充物更加密实。
2.1.3 膨胀剂的含量控制。膨胀剂的加入是为了防止由于水泥浆硬化后产生的收缩,这样就不能严格的保证压浆处理后的密贴要求。但膨胀剂的加入量也要适当,这里推荐的配合比为水泥:粉煤灰:水:膨胀剂=1:1:0.7:0.1。
2.2 压浆设备的选择。压浆设备的选择主要是压浆机的选择,压浆机是压浆工艺的心脏与动力,必须结合混凝土板底压浆工作的特点,选好压浆机。
2.2.1 压力控制。根据《公路养护技术规范》规定混凝土板底脱空水泥浆灌注压力应为300~500Kpa,但这只是实际对混凝土板底脱空部位的压力,没有考虑由于管路影响而导致的压力损耗。再者该压力也只能保证填满,而不能保证密实。再综合考虑后,我们选择压浆机的压力为1.5~2.0Mpa(压力表压力)。
2.2.2 输送管的管径不宜过大,输送半径应为20米左右。
2.3 施工工艺
2.3.1 清理场地。压浆一般采用不断交施工,施工前要保证现场有安全的施工场地,现场设有安全标志,确保行使车辆不得进入施工场地,保证压浆施工能顺利进行。
2.3.2 路面钻孔。孔的位置选择与桥头搭板的大小,错台情况,沉降量大小以及压浆机类型有关,应尽量选择板底脱空严重的位置钻孔。
2.3.3 压浆。在钻孔后取出钻芯即可压浆。压浆是最关键的环节,压浆施工时要使压浆膨胀卡头完全插入孔中,拧紧膨胀卡头,不至于由于压力逐渐增大,但未达到设计压力时压浆头强行喷出。施工时,要尽量采用长手柄的扳手,这样可增大拧螺丝时的扭矩,压浆处理的顺序应当先从沉陷大的地方开始,逐步由大到小依次进行。在压浆过程中,水泥混凝土板会自脱空区处整体缓慢向上抬高,应结合设计高程及观测情况,确定搭板的最后高程。在达到预期要求后,停止压浆。拔出压浆膨胀卡头,立即用木塞将孔塞死以免水泥浆外溢压力被消弱。当水泥出凝以后,再取出圆木塞备用,因此压浆施工前要准备一些圆木塞备用,保证施工顺利进行。
2.3.4 养生。压浆施工完毕后,对压过浆的水泥混凝土板进行养生是压浆施工的又一重要环节。压浆完毕后不能立刻就撤除警戒标志开放交通,因为在撤除标志后车辆就可能毫无顾及的行使在刚刚处理完的水泥板上,是没有完全凝固的水泥浆变形与水泥搭板再次形成空隙形成脱空区。根据试验证明在使用掺入早强剂的水泥浆的强度在压浆施工24小时后便可达到2.5MPa,满足通车要求。掺入早强剂的比例推荐使用水泥:早强剂=1:0.01。
为了试验压浆这种新工艺处理桥头跳车的效果,1999年我站对102线抚宁段刘庄小桥前后搭板进行了压浆处理,据调查施工前该处已出现较轻微的跳车现象,经压浆处理后跳车现象基本消除。2001年在进行102线水泥混凝土路面翻修施工时,我们又进行了一项调查,此次施工中对出现跳车两座小桥和一座涵洞的桥头搭板(或涵前路面)进行了翻修。而在两年前压浆的刘庄小桥则行车顺势,不存在跳车现象,搭板也完好无损,未进行处理。
但是如果使用早期压浆处理的工艺,它的造价将大大降低。以102线抚宁段刘庄小桥为例:我站于1999年在进行压浆施工时,在102线刘庄小桥处进行了一次用压浆工艺治理桥头跳车的实验。共压浆桥头搭板125m2,使用水泥5.2吨,共计工程费8000元,每平米造价为64元。压浆后三天便通车,至2001年止,该处行车顺势。如果不对其进行压浆,在它出现跳车后采用翻修的方法,所用资金可达到2万元。并且对交通量繁重的102线正在进行的翻修施工任务来说无疑是个负担。
2001年我站对青乐线抚宁桥附近的一座涵洞前后搭板进行了压浆处理,跳车现象基本消除。至2003年底,青乐线田个庄——抚宁段桥涵均出现不同程度的跳车现象,而2001年压浆处理的涵洞则行车顺适,搭板完好。2004年我站对青乐线田个庄——抚宁段所有桥涵前后搭板都进行了压浆处理,施工中发现这些桥涵搭板均已脱空,脱空深度高达3~7厘米。
3. 结束语
压浆对处理水泥混凝土路面桥头跳车来说是一种行之有效的办法。它的效果是显而易见的,既节约了资金,又缩短了工期,产生了较好的社会效益。变被动养护为主动养护,保证水泥混凝土路面桥头搭板的稳定性是非常可行的。如果在新改建工程完工2~3年内对桥头搭板(或涵前路面)进行首次压浆维护,以后每隔3~5年复压一次,它的益处将在以后显现出来。
【摘 要】本文通过对水泥混凝土路段桥头跳车的成因进行分析,提出养护管理工作应采取预防为主的建议。
【关键词】水泥混凝土路段;桥头跳车;压浆;预防
A new method to prevent and cure cement concrete road segment jump bridgehead
Hao Zhi-meng
(Funing county transportation highway bureau management station Funing Hebei 066300)
【Abstract】The article discussed cement concrete road segment cause jump bridge because of carrying on analysis and put forward protecting management work in should adopt a prevention is main of suggestion.
【Key words】Cement concrete road segment; Bridgehead displacement; Press syrup; Prevent from
桥头跳车是当今公路行业的一大通病,虽然大中桥的桥头跳车现象有些好转,但还未从根本上防治,这也是一项长远的课题,现在我根据一条施工经验,谈一下解决水泥混凝土路面桥头跳车的简单方法。
桥头跳车一直是困扰设计和施工的一大难题,它直接影响安全运营。我市大部分桥梁都设置
了桥头搭板,经过几年运营,大多数桥头搭板和台帽搭接处产生破碎或产生跳车现象。
1. 产生桥头跳车的原因
存在以上问题,有多方面的原因:(1)工作面小,压路机不能靠近台身,压实度不能满足要求,使台后填土经过一段时间后产生了工后沉降,形成跳车。(2)台身和台后填土的膨胀系数不同,台身相对台后填土的膨胀系数较大,受温度变化影响,台身产生前后位移,而台后填土却不能或很小恢复,最后台后填土发生凹曲现象。(3)路面水渗入路基或路面积水沿台背渗入路基,造成路基土软化,水土流失,引起桥头引道路基下沉,造成跳车。桥头路基两侧排水不畅,防水工程不完善也极易造成路基土的流失,引起沉降和跳车。
经对我局近年接养的几条新建公路的调查显示,新改建或翻修施工后2~4年内,无论大中小桥(或涵)的桥头搭板(或涵前路面)均出现中度的或严重的跳车现象。目前我们养护部门针对这种病害一般采用沥青混凝土罩面,或翻修混凝土搭板两种措施,这两种办法虽说可以在一定程度上减轻或短期内消除跳车现象,但效果不是很好,而且它们的缺点也不容忽视。第一种方式沥青混凝土罩面可以减轻跳车,但它的不持久性和对路面的美观产生影响都是很严重的,在当前的公路管养形式下,对公路的洁、美要求越来越高,所以这种处理方式与当前的公路管养潮流不相符。第二种方式翻修桥头搭板可以在短期内消除桥头跳车,但它的处理费用相当高。一般在进行破碎板处理时,如无意外情况,业主和监理不允许对基层作任何填补处理,对不足标高只允许用混凝土替代,这就使得翻修后的搭板厚度达到25~30cm,大大增加了每平米混凝土用量,再者桥头搭板在设计时配筋也有一定要求,使得翻修桥头搭板所用造价最高可达200元/m2。且翻修处理后几年时间里,还有继续沉降的可能。如102线抚宁城关——榆关段于1996年完成改建,在1999~2000年间,该段桥头搭板,涵前路面均出现不同程度的沉降。上述几种情况,经过一段时间运行后,桥头搭板极易产生板底脱空病害,搭板随之破碎,发生桥头跳车。
2. 解决桥头跳车采取的方法
为了解决这一问题,我们采用了一种新的施工工艺,也就是压浆。压浆是对水泥混凝土路面进行早期维护的一种施工方法,尚属于一种新工艺,它对水泥混凝土路面的板底脱空病害的消除有很大作用。它是利用压浆泵自压力推动搅拌良好的水泥浆沿管壁,通过压浆卡头挤入水泥板与基层的脱空区。挤入的水泥浆经硬化后形成一层密实结构,水稳性好,并能与板底紧密结合在一起。因而要求水泥浆要有较好的粘聚性,流动性,硬化后有一定强度,并在压浆过程中不离析,不泌水,因此必须对所用材料,机械认真选择。
2.1 原材料的选择
2.1.1 水泥的选择。水泥是压浆材料的主要成分,在压浆材料中起到胶凝的作用,因此要选择能够保证水泥浆有良好的流动性,保水性并且凝结快的水泥。在一般情况下,硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常被优选用做水泥浆的凝结材料。
2.1.2 粉煤灰的选择。粉煤灰是从煤粉炉中收集到的细微颗粒粉末,其玻璃体的含量最多可达85%以上,这些玻璃体大多程球状,因而可很有效的改善压浆拌合物的和易性与流动性,并对管壁磨损小,能有效的减小压力损失,是混凝土板底部填充物更加密实。
2.1.3 膨胀剂的含量控制。膨胀剂的加入是为了防止由于水泥浆硬化后产生的收缩,这样就不能严格的保证压浆处理后的密贴要求。但膨胀剂的加入量也要适当,这里推荐的配合比为水泥:粉煤灰:水:膨胀剂=1:1:0.7:0.1。
2.2 压浆设备的选择。压浆设备的选择主要是压浆机的选择,压浆机是压浆工艺的心脏与动力,必须结合混凝土板底压浆工作的特点,选好压浆机。
2.2.1 压力控制。根据《公路养护技术规范》规定混凝土板底脱空水泥浆灌注压力应为300~500Kpa,但这只是实际对混凝土板底脱空部位的压力,没有考虑由于管路影响而导致的压力损耗。再者该压力也只能保证填满,而不能保证密实。再综合考虑后,我们选择压浆机的压力为1.5~2.0Mpa(压力表压力)。
2.2.2 输送管的管径不宜过大,输送半径应为20米左右。
2.3 施工工艺
2.3.1 清理场地。压浆一般采用不断交施工,施工前要保证现场有安全的施工场地,现场设有安全标志,确保行使车辆不得进入施工场地,保证压浆施工能顺利进行。
2.3.2 路面钻孔。孔的位置选择与桥头搭板的大小,错台情况,沉降量大小以及压浆机类型有关,应尽量选择板底脱空严重的位置钻孔。
2.3.3 压浆。在钻孔后取出钻芯即可压浆。压浆是最关键的环节,压浆施工时要使压浆膨胀卡头完全插入孔中,拧紧膨胀卡头,不至于由于压力逐渐增大,但未达到设计压力时压浆头强行喷出。施工时,要尽量采用长手柄的扳手,这样可增大拧螺丝时的扭矩,压浆处理的顺序应当先从沉陷大的地方开始,逐步由大到小依次进行。在压浆过程中,水泥混凝土板会自脱空区处整体缓慢向上抬高,应结合设计高程及观测情况,确定搭板的最后高程。在达到预期要求后,停止压浆。拔出压浆膨胀卡头,立即用木塞将孔塞死以免水泥浆外溢压力被消弱。当水泥出凝以后,再取出圆木塞备用,因此压浆施工前要准备一些圆木塞备用,保证施工顺利进行。
2.3.4 养生。压浆施工完毕后,对压过浆的水泥混凝土板进行养生是压浆施工的又一重要环节。压浆完毕后不能立刻就撤除警戒标志开放交通,因为在撤除标志后车辆就可能毫无顾及的行使在刚刚处理完的水泥板上,是没有完全凝固的水泥浆变形与水泥搭板再次形成空隙形成脱空区。根据试验证明在使用掺入早强剂的水泥浆的强度在压浆施工24小时后便可达到2.5MPa,满足通车要求。掺入早强剂的比例推荐使用水泥:早强剂=1:0.01。
为了试验压浆这种新工艺处理桥头跳车的效果,1999年我站对102线抚宁段刘庄小桥前后搭板进行了压浆处理,据调查施工前该处已出现较轻微的跳车现象,经压浆处理后跳车现象基本消除。2001年在进行102线水泥混凝土路面翻修施工时,我们又进行了一项调查,此次施工中对出现跳车两座小桥和一座涵洞的桥头搭板(或涵前路面)进行了翻修。而在两年前压浆的刘庄小桥则行车顺势,不存在跳车现象,搭板也完好无损,未进行处理。
但是如果使用早期压浆处理的工艺,它的造价将大大降低。以102线抚宁段刘庄小桥为例:我站于1999年在进行压浆施工时,在102线刘庄小桥处进行了一次用压浆工艺治理桥头跳车的实验。共压浆桥头搭板125m2,使用水泥5.2吨,共计工程费8000元,每平米造价为64元。压浆后三天便通车,至2001年止,该处行车顺势。如果不对其进行压浆,在它出现跳车后采用翻修的方法,所用资金可达到2万元。并且对交通量繁重的102线正在进行的翻修施工任务来说无疑是个负担。
2001年我站对青乐线抚宁桥附近的一座涵洞前后搭板进行了压浆处理,跳车现象基本消除。至2003年底,青乐线田个庄——抚宁段桥涵均出现不同程度的跳车现象,而2001年压浆处理的涵洞则行车顺适,搭板完好。2004年我站对青乐线田个庄——抚宁段所有桥涵前后搭板都进行了压浆处理,施工中发现这些桥涵搭板均已脱空,脱空深度高达3~7厘米。
3. 结束语
压浆对处理水泥混凝土路面桥头跳车来说是一种行之有效的办法。它的效果是显而易见的,既节约了资金,又缩短了工期,产生了较好的社会效益。变被动养护为主动养护,保证水泥混凝土路面桥头搭板的稳定性是非常可行的。如果在新改建工程完工2~3年内对桥头搭板(或涵前路面)进行首次压浆维护,以后每隔3~5年复压一次,它的益处将在以后显现出来。