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桥面铺装层破坏一直是困扰设计师的难点,传统沥青混凝土铺装方案在荷载长期作用下,很难达到设计使用寿命,尤其是钢桥面铺装层,使用寿命仅为5~8年。
采用UHPC桥面铺装材料和沥青组合的方式,可以很好的解决这个难题。只需在主梁上铺设一定厚度的UHPC,即可完成铺装,无需铺设防水层。施工简单快捷,可以快速恢复通行,且铺装层使用寿命长。
一 、UHPC桥面铺装材料的性能指标
项目 |
依据 |
指标 |
抗压强度(MPa) |
试件尺寸40×40×160(mm) |
≥150 |
试件尺寸100×100×160(mm) |
≥120 |
|
抗拉强度(MPa) |
≥9 |
|
弹性段抗拉强度(MPa) |
≥7 |
|
极限抗拉强度(MPa) |
≥8 |
|
极限拉伸应变(%) |
≥0.2 |
|
极限抗拉强度/弹性段抗拉强度 |
≥1.1 |
|
抗弯拉强度(MPa) |
≥22 |
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初始坍落扩展度(mm) |
≥700 |
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1h坍落扩展度(mm) |
≥650 |
|
备注:每立方原材料重量(不含拌合水)为2250kg |
二、UHPC桥面铺装方案
1、新桥面铺装
25~40mm UHPC路桥铺装材料+40mm沥青混凝土-防水层
2、旧桥面修复
40~80mm UHPC桥面铺装材料(加钢筋)+40mm沥青混凝土-防水层
路桥修复后通行重载车辆该方案的优势在于:强度高,可降低桥梁自重,快速恢复通车。如四川某跨河大桥通过60mm的UHPC桥面铺装层,在不增加桥面重量荷载的情况下,完成了桥面的修复,3天后可通行80吨重载矿车,韧性好,能够承载矿车大量通行,并显著提升桥梁使用寿命,施工周期仅为20天。
3、钢桥面铺装UHPC
UHPC可大大减轻预制构件尺寸和自重,且保证预制构件承载力等力学性能;节点连接可大大简化,便于施工,且节点更加牢固,地震作用下不会成为整个桥梁的薄弱点。
4、预制梁板湿接缝浇筑UHPC
常规普通混凝土湿接缝设计方案存在很多问题:
⑴、湿接缝钢筋分布密集,导致混凝土极难浇筑密实,施工难度大。
⑵、湿接缝宽度过大,现场工程量大。
⑶、湿接缝处受力情况复杂,易于破坏,属于桥梁结构中的薄弱点。
采用UHPC浇筑湿接缝可以很好地解决上述问题:
⑴、极大减少湿接缝处钢筋的数量,UHPC流动性良好,无粗骨料,可以保证现场浇筑的施工质量。
⑵、湿接缝宽度可以减少到1/3以上,大大降低现场施工的作业量。
⑶、UHPC自身优异的力学性能,可以保证湿接缝从原本的薄弱点变成现在的强点。
三、UHPC桥面铺装材料的施工工艺
1、配合比
粉料:钢纤维:水=10∶(1~3)∶9
2、搅拌
投入粉料到搅拌机,加水搅拌3~4分钟(物料达到胶体状态),加入钢纤维继续搅拌(当钢纤维用量较大时——通常不超过3%,可以逐渐或分次加入),待钢纤维分散后均匀后进行浇筑,并振动成型,而后进行养护。
五、包装贮存
采用复合防潮袋包装,50kg/袋;
须贮存于干燥通风的室内,包装袋密闭,注意防潮、防冻。