长大纵坡水泥混凝土桥桥面铺装防水粘结层研究

【摘要】长大纵坡坡陡且长，会使控制汽车的难度增大，容易导致意外的发生，因此，对长

大纵坡水泥混凝土桥桥面铺装有了更多的要求。文章对长大纵坡水泥混凝土桥桥面铺装防水粘结

层进行研究，具有一定的借鉴意义。

【关键词】长大纵坡；水泥混凝土；桥面铺装；防水粘结层

中图分类号：TV331文献标识码：A

一、前言

文章对混凝土桥面铺装和防水粘结层进行了概述，对长大纵坡现象进行了阐述，通过分析，

并结合自身实践经验和相关理论知识，对长大纵坡水泥混凝土桥桥面防水粘结层施工技术进行了

探讨。

二、混凝土桥面铺装概述

桥面铺装直接承受行车荷载的垂直和水平作用，同时又受环境温度、湿度变化以及降水和日

照等因素的综合影响，其受力和变形远较一般的公路路面或机场道面复杂，因此对其强度、变形

稳定性及疲劳耐久性等均有更高要求。混凝土桥沥青铺装层的变形和应力特征与主梁及桥面板结

构型式密切相关：一方面可分散荷载并参与桥面板的受力；另一方面起联结各主梁共同受力的作

用。简而言之，桥面铺装层既是保护层又是受力层，因此，不仅应具有足够的强度和良好的整体

性，并且要能够满足抗裂、抗冲击、耐磨等各项要求。具体要求如下：

1.优良的变形适应能力：混凝土桥面板比道路基层、底基层的柔性大，在荷载作用下变形大，

这就要求桥面铺装具有优良的柔韧性和适应大变形的能力，以适应桥面板的变形及挠度。

2.优良的抗裂性能：在荷载作用下，混凝土桥箱梁顶部的铺装层表面反复承受较大的拉应力、

拉应变，极易产生疲劳开裂，这也是目前混凝土箱梁桥面铺装最常见的破坏类型，因此桥面铺装

须具有优良的抗裂性。

3.优良的层间粘结性能：铺装层与桥面板的层间(包括铺装层分层碾压时铺装上层与铺装下层

的层间及与防水粘结层的层间必须具有良好的粘结性，以保证桥面铺装与桥面板紧密结合成为整

体，共同承受荷载作用和环境因素的影响，充分发挥铺装与桥面板的复合作用，减小铺装层和桥

面板的应力、应变。

4.优良的高温稳定性：在夏季高温季节，沥青混凝土铺装从上到下温度都非常高，为了有效

防止车辙、推挤、拥包等永久变形，桥面铺装必须具备优良的高温抗蠕变和抗剪切性能。

三、防水粘结层概述

粘结层主要起到使铺装层与桥面板有优良粘结效果的作用,既要与桥面板有优良的结合力,又

要与铺装的防水层(或缓冲层)相粘结。在部分国家也有把粘结层分为粘着层和粘结层两层的,粘着

层主要与桥面板粘结,在国内,粘着层有时候也称为底涂层或下封闭层,其上的粘结层主要与铺装

的防水层(或缓冲层)相粘结。

防水层(或缓冲层)则主要起到防水作用,缓冲应力作用及为施工机具提供行走操作平台等等。

所以防水层不只是要与粘结层结合牢固,而且要与铺装层材料相容;不能因为铺装层的高温施工而

破坏;铺装层需要碾压而防水层却不能因为碾压而刺破;防水层(或缓冲层)要有足够的韧性。当然,

防水层(或缓冲层)要有良好的防水抗渗作用和适应桥面铺装的使用条件(行车荷载及环境因素)。

防水层(或缓冲层)与粘结层合并称为防水粘结层,起到承上启下的作用。

水泥混凝土桥面和钢桥面铺装应分别满足下列功能性要求:

1.水泥混凝土桥面铺装

桥面铺装需平整、抗滑以满足行车舒适、安全的使用动能要求。桥面铺装与桥面板要有良好

粘结力,以抵抗行车及刹车荷载产生的层间剪切力,不产生脱层病害。桥面铺装须具有完善的防排

水体系,防止水渗透损害铺装与桥面板的层间粘结和防止水渗透对桥梁结构产生损害。桥面铺装必

须具有良好热稳性,以在高温时抵抗行车荷载而不产生严重的车辙、推拥、侧移等病害。

2.钢桥面铺装

防腐性能:具有良好的保护钢板被氧化的能力,同时能够适应桥面的变形,并与钢板良好地粘

结。

粘结性能:能够提供优良的粘结,并能够在宽的温度范围保持其性能。

防水性能:具有良好的密实性、憎水性,能够防止水气的渗入。

四、长大纵坡现象

长大纵坡现象顾名思义，一方面坡度大，通常达到公路等级的上限或者超出一般最大坡度；

另一方面就是坡长。大纵坡使汽车在行驶时加速度过大，加重发动机和胎轮的负荷，加大路面纵

向受力：长的坡长使汽车最终速度相对初始速度有很大变化，常会使控制汽车的难度增大，道路

受力时间增长。通常的结果就是上行车辆发动机容易过热熄火，下行车辆容易刹车失灵导致事故。

对于路面结构来说，上行路面承受过大荷载在坡顶位置形成车辙，而下行路面由于车辆的刹车减

速作用，在坡地产生过大推移力容易产生层间滑移。

路面顶部的纵向力，即汽车轮胎对路面顶部的纵向摩擦力在桥面铺装防水粘结层位置产生巨

大的纵向推移力。根据实测成果，一般沥青路面的滚动摩擦系数在0.2～0.3之间，即车辆正常行

驶时，车辆荷载施加于路面顶部的横向力为车辆轴载的0.2～0.3；对于滑动摩擦，摩擦系数可以

达到0.7～0.8，也就是说汽车在刹车时，对路面顶部的横向力作用可以达到汽车轴载的0.7～0.8，

再加上动力作用，滑动摩擦系数可以达到0.8。

大纵坡会增大车辆的加速度，长坡段会增长加速度作用时间，改变程度视其坡度和长度大小

决定。假设纵坡坡度为10％，车辆轴载的0.1将参与速度的改变，下坡时，在纵坡底部（圆弧段）

汽车的速度会比正常行驶时的大，对路面的正应力也会比正常行驶时有所增加（离心加速度），如

果轮胎与路面摩擦力足够的话，相应对铺装层顶部的纵向力也会增大。

五、长大纵坡水泥混凝土桥桥面防水粘结层施工技术

桥面防水粘结层的施工至关重要，其质量的好坏直接关系到整个防水粘结层，乃至桥面防水

系统的成败，因此有必要建立完善的质量控制体系，对施工的基本要求、桥面前期处理、施工机

具、施工工艺等进行研究，确保施工质量和进度。

1.对面层铺装的要求

操作人员应规范作业，防水粘结层施工完成后采取保护措施，不得再凿眼、打洞，破坏防水

粘结层。对于涂膜类防水粘结层，未固化以前，不能让行人在上面骑车、踩踏，在实于后方可进

行面层的铺筑。面层施工时宜使用平底或气胎设备，摊铺机和运料车车轮保持清洁湿润，慢速直

线行驶，严禁在防水粘结层上转弯掉头或急刹车。非施工设备和人员不得进入施工现场。

2.桥面准备工作

浇注水泥混凝土结构时，振捣易导致离析，粗骨料下沉，表面形成一层水泥含量较多、收缩

性较大的浮浆层。浮浆层的存在不仅影响桥面板的强度，而且易产生裂缝，不利于防水粘结层和

桥面基层的结合，必须予以清除。

喷砂清理是用由清洁压缩空气或水推动作高速运动的精细磨料冲击混凝土表面而对其进行表

面处理。磨料的粒径进行了精心挑选，若仅需除去混凝土的表层浮浆，则直径为350～840m的砂

磨料就已足够。但施工前须先做试验，决定磨料种类、磨料粒度、磨液浓度、喷射距离、喷射角

度、喷射时间、压缩空气压力等。经喷砂法处理过的混凝土表面纹理均匀、坚硬且无其他杂质。

最后，防水粘结层施工前要求清除灰尘、石屑、砂粒等残留物，必要时可以用钢刷、高压水

枪清洗，待桥面板无积水，干燥后即可进行防水粘结层的施工。

3.防水粘结材料施工技术

改性沥青防水粘结层的施工主要包括防水粘结剂洒布和保护层预拌碎石撒布两道工序，其中，

防水粘结剂的洒布质量控制需把握两个重点：防水粘结剂的融化升温；洒布施工工艺参数的控制。

六、结束语

长大纵坡水泥混凝土桥桥面防水粘结层施工相对于普通道路桥梁防水粘结层施工，需要考虑

的因素要多很多，尤其是需要进行受力分析计算，需要我们投入更多的精力去研究才行。

参考文献

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