低温大温差环境下桥面铺装施工及养护

1、低温大温差环境下桥面铺装施工及养护技术研究江苏省交通科学研究院股份有限公司二零一三年十二月主讲人：张云必桥梁结构工程研究所 所长助理博士 工程师 目录 一、桥面铺装常见病害 二、病害原因分析 三、桥面铺装混凝土原材料及配合比 四、桥面铺装施工工艺一、桥面铺装常见病害1、早期病害 在桥面铺装施工完成后，即发生大量裂缝等病害。一、桥面铺装常见病害2、后期病害 一般3-5年即维修，桥面铺装破坏，多处开裂、坑洞和钢筋外露，跳车现象严重，影响了行车安全、桥梁安全和耐久性。二、病害原因分析1、龄期差值大 由于主梁梁体混凝土先期完成，主体结构混凝土与后浇铺装层混凝土的工作龄期相差很大，两者收缩量不同，产生较

2、大的剪力。龄期差值大龄期差值大二、病害原因分析2、表面积大、厚度薄(1)铺装层直接暴露在大气环境中，水分散失大、升降温速度快，易造成结构干缩裂缝等病害。 (2)铺装层厚度一般都在10厘米左右，长(宽)厚比极不匹配。并且由于混凝土主梁顶面凹凸不平，有些地方铺装厚度不足2cm。表面积大 表面凹凸不平 二、病害原因分析3、钢筋错位、间距不匀等(1)钢筋网完全“沉底”，根本没有在设计位置。(2)钢筋网的间距不能按照设计要求施工，钢筋间距不等、绑扎质量差、焊点不可靠，失去了设计钢筋网的作用。钢筋沉底间距不匀二、病害原因分析4、受力复杂 铺装层不但承受集中荷载的直接作用，同时，还承受了桥梁结构第一、第二、

3、第三体系内力作用，且温度荷载、冰冻荷载、摩擦荷载等均直接作用其上，受力特别复杂，极易发生破坏。荷载不均衡 集中力大 三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制1、水泥（1）水泥品种应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不应选用复合硅酸盐水泥。（2）水泥的技术要求除满足通用硅酸盐水泥GB175的规定外，还应满足表1所列的要求。（3）水泥的使用环境应在5以上。（5）对同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期的水泥应进行检验，其试验结果合格后方可使用。对出厂日期超过3个月或对水泥质量有所怀疑时，应按上述规定进行复检，试验合格后方可使用。三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制

4、1、水泥表1 水泥技术指标要求序号项目指标技术要求1比表面积，/，3404202熟料中的C含量，8.03碱含量(以Na2O+0.658K2O计)，0.804氯离子含量，0.10（钢筋混凝土）0.06（预应力混凝土）（1）散装水泥：对同厂家、同批号、同品种、同标号的水泥每500t抽检一次，不同批号及不足500t的均按一批次抽检。（2）袋装水泥：以同厂家、同批号、同品种、同标号的水泥每200t抽检一次，不同批号及不足200t的均按一批次抽检。三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制2、粗集料（1）粗集料的取样和试验方法应依据普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法JGJ52-2006中的相关

5、规定。（2）粗集料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。（3）粗集料吸水率应小于1%。（4）当粗集料为碎石时，碎石的强度用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比应不小于1.5；施工过程中碎石的强度可用压碎指标值进行控制，应满足现行标准普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法JGJ52-2006的要求。（5）粗集料中的有害物质含量除应满足现行标准普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法JGJ52-2006的要求外，还应满足下表的要求。三、桥面铺装混凝土原材料及配合比检验项目混凝土强度指标C50C30C30含泥量（%）0.51.01.

6、0泥块含量（%）0.100.250.25针片状含量（%）81010硫化物及硫酸盐含量（折算为SO3，%）1.01.01.0氯化物含量（以NaCl计，%）0.030.030.03有机物含量（%）合格坚固性（%）588压碎指标碎石沉积岩101013深成岩、变质岩121220喷出岩131330卵石沉积岩9912深成岩、变质岩121216喷出岩-岩石抗压强度深成岩80MPa变质岩60MPa沉积岩30MPa岩石抗压强度与混凝土抗压强度比2.01.51.5碱活性（%）0.10三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制2、粗集料 同料源、同品种、同规格的粗集料每进场400m3为一批进行抽检，不足40

7、0m3也按一批抽检，其检验项目应包含外观、筛分析、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、压碎指标、有机物含量等指标。三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制3、细集料（1）细集料的取样和试验方法可依据普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法JGJ52-2006，可采用天然河砂、人工砂或混合砂，不应使用山砂。（2）当细集料中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时方能采用。（3）同料源、同品种、同规格的砂每进场400m3为一批进行抽检，不足400m3也按一批抽检，其检验项目应包含外观、筛分析、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、压碎指标、有机物含量等指标。三

8、、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制3、细集料检验项目混凝土强度等级C30C30C50C50含泥量（%）3.03.02.0泥块含量（%）1.00.50.1硫化物及硫酸盐含量（折算为SO3，%）1.01.00.5云母含量（%）1.01.00.5轻物质含量（比重小于2，%）1.0有机物含量（%）合格坚固性（%）885氯离子含量（%）0.060.060.02碱活性（%）0.10三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制4、矿物掺合料（1）矿物掺合料品种宜为粉煤灰、矿渣微粉或硅灰，应选用品质稳定产品。（2）矿渣微粉的技术指标应符合用于水泥和混凝土中的矿渣微粉GB/T18046的相关

9、规定，且宜使用S105或S95级矿渣微粉。（3） 硅灰的技术指标应符合高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T 18736的规定，且比表面积宜大于2000m2/kg，SiO2的有效含量宜大于90%。（4） 粉煤灰的技术指标应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 1596的规定；可采用级灰和优质的级灰，不得选用级灰。（5） 同厂家、同编号、同出厂日期的产品每120t为一批进行抽检，不足120t也按一批计。三、桥面铺装混凝土原材料及配合比1 原材料指标控制5、水（1）混凝土拌和水宜采用合格饮用水，并应做水质分析试验。（2）新水源，同一水源使用达一年、同一水源涨水季节抽检一次。（3）混凝土拌和用水和养

10、生用水除满足现行标准混凝土用水标准JGJ 63技术要求外，还应满足下表所列的技术要求。项目预应力混凝土钢筋混凝土普通混凝土PH值595959不溶物（mg/L）200020005000可不溶物（mg/L）2000500010000氯化物含量（以Cl-计，mg/L）35012003500硫酸盐（以SO42-计），mg/L60027002700硫化物（以S2-计，mg/L）100三、桥面铺装混凝土原材料及配合比2 混凝土配合比设计 对具有低气温、大温差、高蒸发量等特点的地区，恶劣的环境对混凝土结构的施工易造成极大的影响，为保证混凝土工程的耐久性，必须使用有特殊要求的低温早强耐久性混凝土。（1）水灰比

11、不宜大于0.5；（2）单方混凝土用水量应小于160kg/m3（3）桥梁混凝土应采用低温早强耐久混凝土，宜掺用优质粉煤灰以降低绝热温升，粉煤灰掺量宜控制在20%以内。（4）C50混凝土宜采用P.O42.5、P.O52.5、P.52.5水泥，单方用量450-500kg。四、桥面铺装施工工艺1、施工工工艺流程测量放样钢筋绑扎焊滑道检查振捣梁安装模板砼浇筑砼拌合运输覆盖养生清理梁顶杂物钢筋下料四、桥面铺装施工工艺2、高程控制（1）梁板安装检查无误后在进行桥面铺装施工之前，应首先对梁顶标高进行一次全面测量，每片梁不少于三点（梁中和端部），测量结果与设计标高进行比较，当不满足桥面铺装厚度时需及时调整到位。

12、（2）放出桥面中线，两边缘线，伸缩缝，防撞墙位置线，以墨线弹于桥面，做为施工支模的依据。（3）布设施工标高控制点，对所使用的高程控制点与附近的高程点进行联测，以保证桥面标高的准确性。为了施工方便，用四等水准测量在桥面引出若干个高程控制点。直线段用全站仪5米定一个里程控制点。曲线段1.252.5米定一个里程控制点。四、桥面铺装施工工艺1、原材料检验、加工（1）钢筋必须按不同钢种、等级、牌号规格及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混杂，且应设立识别标志。钢筋露天堆放时，应垫高并用塑料薄膜遮盖。钢筋应具有出厂质量证明和试验报告单。同时对已进场的钢筋进行现场取样做力学性能试验，合格后方可用于施工。（2）

13、钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。所用焊工必须持焊工专业知识考试合格证上岗。（3）钢筋下料按设计的钢筋数量表，首先核对图纸上的钢筋的类型、直径和数量，然后分别对各种型号的钢筋取样下料试弯，进一步核对其下料长度，并在实施中用模具控制下料尺寸。钢筋下料前须经过调直，调直后的钢筋外观检查应无死弯。使用钢筋切断机或砂轮切割机切断钢筋。一般预制空心板桥面现浇层为10钢筋网片，间距10cm10cm，预制箱梁桥面现浇层钢筋为D6冷轧带肋钢筋焊接网片，施工中应严格按照施工图纸安装。3、钢筋绑扎四、桥面铺装施工工艺2、钢筋安装 现浇层钢筋网片安装根据钢筋焊接网混凝土结构技术规程JGJ/T

14、114-2003要求，桥面铺装混凝土钢筋网片的搭接可采用平搭法或叠搭法及扣搭法，当采用平搭法时其搭接长度不应小于35d，采用叠搭法（或扣搭法）时不应小于25d，且不小于20厘米。钢筋绑扎必须扎牢，不得有滑动、折断、移位等现象，以防止在浇砼时松动或变形，对重点部位及易变形部位施以一部分点焊以保证钢筋骨架的几何形状。预制空心板桥面现浇层钢筋在现场绑扎焊接成整体骨架。钢筋网片绑扎检查钢筋网片间距3、钢筋绑扎四、桥面铺装施工工艺2、钢筋安装 钢筋网片定位成型后的钢筋网片3、钢筋绑扎四、桥面铺装施工工艺3、钢筋安装质量标准 项次检查项目规定植或允许偏差检查方法和频率1受力钢筋间距(mm)两排以上排距5尺

15、量；每构件检查2个断面同排5105202箍筋、横向水平筋、螺旋筋间距(mm)10尺量；每构件检查5-10个间距3钢筋骨架尺寸(mm)长10尺量；骨架总数30%抽查宽、高或直径54弯起钢筋位置(mm)20尺量；每骨架抽查30%5保护层厚度柱、梁、拱肋5尺量；每构件沿模板周边检查8处板3表5 钢筋安装质量标准3、钢筋绑扎四、桥面铺装施工工艺4、钢筋安装施工注意事项（1）当钢筋有焊接接头时，施焊前清除钢筋焊接部位的铁锈、水锈和油污，钢筋端部的扭曲、弯折处应予以矫正或切除。在规范规定的长度区段内(35倍钢筋直径且不小于500mm)，同一根钢筋不得有两个接头，配置在该区段内所有接头的受力钢筋截面面积不大

16、于受力钢筋总截面积的50%，且钢筋焊接接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径，也不宜位于构件的最大弯矩处。同时焊缝质量应满足公路桥涵施工技术规范的要求。（2）钢筋表面应清洁、无损伤、无油渍、无漆污和铁锈。使用前应将锈污清除干净，带有颗粒或片状锈斑的不合格钢筋不准使用。（3）桥面钢筋安装完毕后注意检查保护层厚度和各预留钢筋数量及位置，包括伸缩缝、护栏预埋钢筋；施工中桥面现浇层钢筋如与防撞护栏、伸缩缝预埋钢筋有冲突，可适当调整现浇层钢筋。3、钢筋绑扎四、桥面铺装施工工艺4 滑道安装 滑道采用角铁或钢管沿桥纵向铺设在预埋支撑筋上，沿外护栏和内护栏分别向内侧0.5米处预埋布设轨道支撑筋，支撑筋由

17、16钢筋制作，为保证振捣梁轨道具有足够的刚度和稳定性，每0.5米布设一道轨道支撑筋。支撑筋预埋结束后，严格按照测量班提供的高程数据焊接横向钢筋，4cm4cm轨道角铁铺设在横向钢筋上后，精确测量各点角铁或钢管标高，并拉线调平，每2m 检测一点标高，调整标高至设计标高。 最后检查角钢或钢管的稳定性及角钢接头的高差。滑道调整并检查合格后，再以此校对、调整钢筋网的上下保护层，箱梁桥面保护层为20cm，空心板桥面现浇层保护层为30cm，保护层调整后，将钢筋网片固定稳固。四、桥面铺装施工工艺5 模板安装 现浇层厚度为8cm或10cm，模板可采用用木板或者竹胶板，模板安装要求位置正确，表面平整干净，并设立支

18、撑，使模板保持整体稳定，防止浇筑、振捣时受力变形；模板安装后，其尺寸、平面位置和顶部高程均满足设计要求；在浇筑现浇层前检查模板的顺直性，并在接缝处堵塞严实，防止漏浆。四、桥面铺装施工工艺6 混凝土工程1、混凝土浇筑 混凝土浇筑前再次检查钢筋保护层的厚度，对即将进行混凝土施工的桥面洒水，充分湿润，并且保证桥面没有积水。 浇筑前洒水湿润四、桥面铺装施工工艺1、混凝土浇筑 桥面铺装混凝土经泵车泵送或罐车运至桥面，人工摊铺均匀，施工过程中严格控制混凝土的坍落度。浇筑过程中采用振捣梁进行振捣，并用滚杠沿滑道来回滚动、并辅以杠尺找平，边整平边振捣，直至混凝土不再下沉，表面无明显气泡冒出、平坦、泛浆，且高程

19、与角钢或钢管顶标高齐平为止，在振捣梁和滚杠无法到达的内外护栏部位的砼需振捣棒振捣摊铺。 混凝土表面采用木抹或电抹整平，然后进行拉毛处理，拉毛方向垂直于行车道方向，混凝土在收面和拉毛时人不能直接在桥面现浇层上，而是站在跳板上进行施工。铺装混凝土收面完成后，若混凝土表面有裂纹产生，可在混凝土初凝后、终凝前采取二次抹压的方法消除裂纹。6 混凝土工程四、桥面铺装施工工艺罐车运至桥面泵车泵送振捣梁振捣混凝土利用跳板进行抹面6 混凝土工程四、桥面铺装施工工艺6 混凝土工程2、混凝土浇筑施工注意事项（1）控制生产配合比，控制混凝土塌落度，保证浇筑的连续性；（2）浇筑前，灌注部位的尘土、杂物、冰雪、铁锈等清除

20、干净；（3）浇筑混凝土时，应注意防止混凝土的分层离析，混凝土由泵车卸出进行浇筑时，其自由倾落高度不应超过1.5m；（4）混凝土应振捣成型，振动时间不宜过长以混凝土不再沉落，不再出现明显大气泡、表面出现浮浆为度；对于使用掺合料的混凝土，应通过试验来确定振捣时间；使用插入式振捣器振捣混凝土时，振动棒不得碰撞预埋件、模板和钢筋。（5）在低温大温差环境下，桥面养生要特别重视温差过大和失水问题，在自然养生条件无法满足要求时，应加盖草栅洒水养生。四、桥面铺装施工工艺3、混凝土顶面真空吸水处理 在寒冷地区混凝土浇筑完成收光后，可采用混凝土真空吸水装置吸水处理，以增加混凝土的密实度、减小水灰比、提高混凝土的早

21、期强度、改善混凝土内部的孔结构进而全面改善混凝土的性能。真空吸水装置6 混凝土工程四、桥面铺装施工工艺3、混凝土顶面真空吸水处理 混凝土顶面真空吸水步骤如下： 第一步：真空室和集水室中都灌满清洁水，盖上盖板扣紧；检查软管、盖垫及接头有无损伤，尼龙布、吸水通道不堵塞；在已平整的混凝土表面上铺设尼龙布，然后将盖垫覆盖在尼龙布上，并向两边摊平，盖垫四周应伸出10cm；接上软管及电源。 第二步：开动电动机并检查转向，电机风扇罩壳上的箭头指示正确的转向；确保吸垫紧密贴合在混凝土表面上，安装在真空室上的真空表读数为53.290.4kpa之间；真空吸水处理时间与混凝土厚度等有关，10cm厚度约为15min；达到预定时间后，掀起盖垫两个短边，露出尼龙布2cm，继续抽真空以除去残留水分。6 混凝土工程四、桥面铺装施工工艺3、混凝土顶面真空吸水处理 混凝土吸水后应立即进行表面抹光施工处理：经过真空吸水处理后的混凝土表面密实、干硬，吸水后应立即进行抹光处理，一般采用手扶叶片式抹光机抹光，使混凝土表面平整，且能大大提高混凝土表面的密实性和抗磨损性能，达到表面光洁、平整、美观。叶片式抹光机抹光机施工6 混凝土工程四、桥面铺装施工工艺4、混凝土养生 桥面铺装养生采用土工布覆盖洒水养护，混凝土终凝后