武夷新区童游大道市政道路白改黑工程桥面加铺设计

建筑设计武夷新区童游大道市政道路白改黑工程桥面加铺设计赵　波/厦门市市政工程设计院有限公司　福建福州　350000摘　要：本文结合工程实践，介绍了市政道路白改黑桥面加铺设计，分析采用不同改造方案的优缺点，总结超薄磨耗层在桥面加铺工程中的应用，为今后的桥面加铺设计提供参考。关键词：白改黑；桥面加铺；超薄磨耗层1研究背景近年来，福建省多个城市都在对水泥混凝土路面进行“白改黑”改造，以达到环保、防尘、降噪和增添行车舒适性的效果。“白改黑”后的道路路面与轮胎之间附着力增强，车辆行驶起来更加安全，更加平稳，交通标线在黑色路面上更为醒目和美观，能有效提高交通安全，美化城市环境的质量。随着市政道路白改黑越来越普及，桥面加铺也成为市政道路白改黑工程的重要环节。由于各类旧桥不同的使用年限与桥梁状况，桥面加铺成为了道路白改黑项目的重点与难点。传统的沥青面层加铺，由于增加了桥梁自重荷载以及施工期间的机械荷载，且对桥面标高、排水都存在不同程度的改变，难以适应各类不同旧桥的加铺需求。本工程位于福建省南平市武夷新区，童游大道设计起点位于武夷新区建阳北互通高速出口100米处，终点与改线后S303相交城市主干路。项目主要工程内容包括：对现状路面改造，完善道路交通功能，以及对现状管线进行提升改造。道路沿线包含了两座桥梁，本文重点对桥面白改黑加铺设计进行研究。2桥梁状况调查2.1桥梁基本情况本工程包含童子山桥和崇阳溪桥2座桥梁，两座桥梁均为2009年建成投入使用，基本情况如下。2.1.1童子山桥童子山桥为跨铁路桥，起点引桥采用两联5×30m小箱梁+4×30m小箱梁，跨越铁路主桥布置采用3×30m预应力空心板，终点引桥采用一联2×30m小箱梁，起点引桥长276m，终点引桥长63.9m，主桥长90m，全桥总长429.9m。下部结构0号桥台采用U型桥台扩大基础，14号桥台采用肋板台式桩基础，桥墩采用桩柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。桥面为水泥混凝土面层结构，最大纵坡4%。2.1.2崇阳溪桥崇阳溪桥为跨崇阳溪桥梁，大桥全长200m，桥面总宽度38.5m，双向6车道。上部结构为5×40m先简支后连续预应力砼T梁。下部结构桥墩采用特殊造型+单排1.8m大直径桩，上部墩顺桥向宽1.6m，下部通过承台和单排桩相接，承台厚2.5m。桥台采用重力式台，扩大基础。桥面为水泥混凝土面层结构，最大纵坡1.4%。2.2桥梁检测结果2.2.1童子山桥通过对童子山立交桥进行桥梁尺寸恢复量测、外观检测、材质状况检测、桥梁荷载试验及承载能力验算，结论如下：①试验跨桥梁外观状况和材质状况良好；②桥梁技术状况等级为3类，桥梁有中等缺损，尚能维持正常使用功能；③在等效荷载作用下，试验跨桥梁结构处于弹性工作状态，其强度、刚度满足正常使用要求；④桥梁实测基本频率大于理论值，说明桥跨竖向刚度大于有限元模型，结构动力性能较好；由于桥面破损较严重，实测第一跨的冲击系数大于规范限值；第十跨在动荷载作用下的动位移和动应变在正常范围内。综合结论：童子山立交桥技术状况为3类，有中等缺损，尚能维持正常使用功能，其强度、刚度均满足要求。2.2.2崇阳溪桥通过对现场桥梁检测可得到如下结论：①桥面伸缩缝橡胶条基本缺失，均被杂物填塞；②主梁共存在1条梁底斜裂缝，1条湿接缝横向裂缝，2条盖梁斜裂缝，宽度均小于0.14mm；③1墩处8支座被杂物填充，无法详细观测支座状况；④主梁翼板2处露筋，总长L=30cm；⑤各构件混凝土强度推定值均大于设计值，满足要求；⑥主梁底部实测保护层厚度除个别外，其余均大于设计值，满足要求；⑦墩柱实测保护层厚度均大于设计值，满足要求；

综合结论：根据《城市桥梁养护技术规范》相关条文规定，崇阳溪大桥技术状况等级评定为B级。2.3桥面状况调查

2.3.1童子山桥

经现场踏勘，结合路面检测报告，童子山桥桥面病害较多，主要病害问题为：

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Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.①裂缝：桥面存在较为规律的横向裂缝，裂缝间距约为5m，裂缝曾经历过多次修复，分析主要原因为桥面未设置横缝，经历温度缩胀出现规律的横向裂缝，同时还存在其他不规则裂缝或表面裂纹。②磨损与露骨：桥面经多年使用，桥梁纵坡较大，且临近交叉口车辆启停频繁，表面磨损和露骨较为严重。③板边破损：部分伸缩缝位置横缝存在板边破损。④坑洞：桥面个别位置存在少量坑洞。2.3.2崇阳溪桥经现场踏勘，结合路面检测报告，崇阳溪桥桥面病害相对较少，主要病害问题为：①裂缝：桥台位置伸缩缝附近存在横向裂缝，因桥梁搭板在路基侧出现一定沉降，桥台侧发生小幅度翘曲，路面被反向拉裂。同时存在其他裂缝或表层裂纹，无明显规律性。②磨损与露骨：桥面经多年使用，且临近交叉口车辆启停频繁，表面磨损和露骨较为严重。③板边破损：部分伸缩缝位置横缝存在板边破损。3桥面加铺设计3.1方案对比水泥混凝土桥面白改黑设计，结合桥梁结构与桥面状况，分析对比两种桥面加铺方案的优缺点。方案1：加铺沥青混凝土面层加铺沥青混凝土面层是指对旧桥面进行处理后，参照路基段沥青面层，对桥面进行加铺。方案2：加铺超薄磨耗层加铺超薄磨耗层是指对旧桥面进行处理后，以改性树脂类胶黏剂，以单粒径黑色骨料作为集料，采用薄层铺装的一类新型聚合物铺装层，达到白改黑的效果，主要用于沥青路面、水泥混凝土道面铺装、钢桥面铺装和功能彩色路面。对比加铺沥青面层与加铺超薄磨耗层两种方案如下表。表1　桥面加铺方案对比分析方案方案1旧桥面处治后，加铺4cm沥青混凝土+6cm沥青混凝土优点1.面层与路基段结构层一致。1.厚度薄，自重荷载增加小，利于结构安全，对方案2旧桥面处治后，加铺超薄磨耗层铺装桥梁影响最小。2.无需改造桥面排水设施。3.施工快，开放交通快。4.无需重型施工设备。缺点1.增加桥梁自重2.施工期间需重型机械，不利于桥梁结构安全。1.对桥面处治质量要求较高。2.对施工质量要求较高。3.如存在桥梁基面处理不足，可能会造成脱层、剥落等问题。3.2加铺方案设计童子山立交桥和崇阳溪大桥两座桥梁已投入使用多年，桥面存在一定程度的病害，特别是童子山桥经历了多次桥面修补，桥面加铺方案不宜对桥梁结构产生影响。超薄磨耗层加铺方案的特点契合了两座桥梁的现状情况，以及对市政道路“白改黑”效果的功能要求。本项目最终确定了加铺6mm超薄磨耗层桥面方案，同时要求桥面加铺施工之前，桥梁养护单位应根据桥检结果，对桥梁结构进行必要的维修加固。同时，由于超薄磨耗层厚度较薄，基面的病害容易反射到磨耗层表面。因此，该方案对旧桥面的处治质量要求较高，需对旧桥面进行详细的调查评估，对旧桥面存在的病害进行充分完全的处治后，方可加铺面层。本项目设计过程中依据路面检测报告，对现状桥面铺装存在的病害进行了彻底的处治设计，且要求加铺前对原桥面进行精铣刨1cm处理，去除表层老化混凝土层和表面浅层病害，且针对童子山桥进行割缝处理（补充设置纵缝、横缝）。4桥面加铺施工工艺桥面加铺施工主要考虑桥面病害处治与面层加铺两部分内容。4.1病害处治针对童子山桥和崇阳溪桥存在的各类病害，设计不同的处治方案如下：①裂缝扩缝宽度1.5~2cm，深度根据裂缝深度确定，最大不超过2/3板厚，清缝机清缝，再用乳化环氧树脂进行灌缝。针对童子山桥存在较为规律的横向裂缝，先对现状裂缝进行修补，在加铺面层完成后，补充设置横缝与纵缝。②磨损与露骨

精铣刨1cm，去除表层磨损混凝土和表面浅层病害。③板边破损

将破碎部位切割成规则矩形，清除碎块，吹净杂物，用高模量补强材料填充修补，养生达到一定强度后，沿原板缝位置割缝。④坑洞

按坑洞大小确定切割范围（切割面应与路中线平行或垂直，深度大于6cm，底面凿毛），清除槽内杂物，保持干燥，灌注C35混凝土。

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4.2面层加铺

本项目加铺方案采用双层叠合铺装，主要材料为高性能改性环氧胶黏剂和耐磨骨料，胶黏剂选用高性能改性环氧树脂粘结剂，耐磨骨料选用1~3mm粒径金刚砂黑色系骨料。

桥面加铺流程如下:（1）桥面病害处治完成后，清理路表，提供洁净、干燥和平整的基面；（2）采用专用抛丸机处理，使路面形成糙面，糙面等级0.4mm＜R＜0.7mm。（3）改性环氧胶黏剂作为基础表面的防水黏结底涂层，用量为1.6L/m2~2.0L/m2，满撒布粒径1~3mm骨料，用量为7.0kg/󰀁m2~9.0kg/󰀁m2。养护固化后，清扫回收表面松散、多余骨料，底涂胶与骨料形成的第一层薄层铺装厚度约为3mm；（4）在第一层薄层上涂抹第二层环氧胶，用量为2.0L/m2~2.4L/m2，满撒布粒径1~3mm骨料，用量为7.0kg/󰀁m2~9.0kg/󰀁m2。󰀁养护固化后，清扫回收骨料，形成第二层薄层铺装，厚度约为3mm；双层铺装后总厚度约为图1　超薄磨耗层加铺结构图2　桥面加铺工艺流程5~7mm。（2）在加铺完成后的桥面进行割缝、清缝和灌缝，设置纵缝和横缝。结语

本文基于工程实例，对桥面加铺超薄磨耗层的优缺点与施工工艺进行了探讨。桥面加铺超薄磨耗层具有：厚度薄，自重荷载增加小，对桥梁结构影响小；无需改造桥面排水设施；施工快，开放交通快，施工期间无需重型施工设备等众多优势，广泛适用于各类桥梁加铺工程。同时也应当注意，超薄磨耗层由于结构厚度薄，对基面存在的病害包容性小，基面病害容易反射至表层。因此加铺磨耗层对旧桥面处治质量的要求较高，加铺超薄磨耗层之前，必须对旧桥面进行充分彻底的桥面病害处治，为加铺层提供坚实、洁净、干燥的基面。随着超薄磨耗层在桥面加铺工程实践中不断的应用总结，在今后的项目中必将发挥其特有的优势，为桥面白改黑提供更加科学合理的加铺方案。

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