本发明涉及桥梁道路领域，特别是涉及一种水泥桥面黑色化改造方法。
背景技术：
当前，随着机动车数量的不断增多，各个城市的交通拥堵情况，越来越严重，修建道路基础设施，或者改造现有的基础设施，是当前解决交通拥堵问题的主要对策。方法之一是修建立体交叉，从空间上分离交通，减少或消除道路交叉口由于灯控带来的时间延误和交通拥堵，很多大城市，当前已经拥有大规模的立体交叉。桥梁、隧道和地面道路是立交的主要组成部分。沥青混凝土和水泥混凝土是城市立交桥梁的两种主要铺装形式，两种桥面铺装各有优缺点：沥青桥面铺装行车噪音小、行车平稳、便于维修；水泥桥面铺装承载力大、不易发生水损坏、高温稳定性高。当前，市区特别是市中心区，对于桥面行车舒适性的要求越来越高，且随着交通量的增加，桥面维修对交通的影响越来越大，因此，新建桥梁，其铺装形式，以沥青桥面为主。而已经建成通车的城市桥梁，存在大量的水泥桥面。
水泥桥面具有行车振动大和噪音大的缺点，对于已建成通车的采用水泥桥面铺装的桥梁，将水泥桥面改造为沥青桥面的“黑色化”改造，具有较大的需求。“黑色化”改造需要在现状的水泥桥面上加铺沥青混凝土，桥梁建设时的承载能力，并未考虑新增加的沥青混凝土荷载，因此，改造的主要障碍，是加铺重量对桥梁承载力的影响，特别是对于通车时间较长的桥梁。
加铺对结构承载力的影响，是水泥桥面和水泥路面“黑色化”改造的最大不同，规范规定了在水泥路面上加铺沥青混凝土面层的厚度，对于快速路和主干路不宜小于10cm，其他道路不宜小于7cm。对于通车多年的桥梁，在水泥桥面上加铺普通的沥青混凝土材料，存在加铺增重和振动压实对桥梁结构的影响，两个方面的风险。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种操作性较好、实用性强的水泥桥面黑色化改造方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种水泥桥面黑色化改造方法，其包括以下步骤：
s1：根据水泥桥面的实际情况，计算加铺沥青混凝土和超薄磨耗层所增加的重量，然后进行桥梁承载力验算，确定加铺类型；
s2：铺筑试验段，检测试验段指标；
s3：在水泥桥面进行全面铺筑；
s4：对全面铺筑过程中损坏的普通伸缩缝进行改造，将损坏的普通伸缩缝改造为无缝伸缩缝；
s5：开放交通，通过专家打分法进行综合评估。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤s1中，采用有限元分析软件进行结构分析，验算正常使用时极限状态下的承载力，对墩柱的抗弯、抗剪、裂缝和偏心等指标进行验算。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤s2中，检测指标包括平整度、摩擦系数、构造深度、渗水系数、粘结强度、行车噪音、造价。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述超薄磨耗层的乳化沥青高度为2-3mm，公称最大粒径为5-7mm，最小摊铺厚度0.8-2.0cm，沥青膜厚度15-20μm。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤s4中，在普通伸缩缝底部安装橡胶条，在普通伸缩缝两侧安装型钢，在两型钢之间安装高温填充条，然后在普通伸缩缝顶部安装钢板，并在钢板上铺设灌缝混合料。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤s5中，专家打分法从技术指标、经济指标、社会效益指标三个方面进行评估，专家打分法包括确定评估指标、确定每个指标权重、为各指标打分、计算各指标包含权重后的得分和总得分。
本发明的有益效果：此水泥桥面黑色化改造方法，在服务年限较长的水泥桥面进行黑色化改造，铺筑试验段，并对桥梁承载力进行分析，将超薄磨耗层分别与普通伸缩缝和无缝伸缩缝进行组合，将新材料技术与传统技术手段结合，并通过设计、材料、施工、检测、评估各个方面结合，解决了当前水泥桥面黑色化改造问题，进而改善行车舒适性、景观和减少行车噪音，具有较好的操作性。
具体实施方式
本发明为水泥桥面黑色化改造方法，其包括以下步骤：
s1：根据水泥桥面的实际情况，计算加铺沥青混凝土和超薄磨耗层所增加的重量，然后进行桥梁承载力验算，确定加铺类型。
s2：铺筑试验段，检测试验段指标；
s3：在水泥桥面进行全面铺筑；
s4：对全面铺筑过程中损坏的普通伸缩缝进行改造，将损坏的普通伸缩缝改造为无缝伸缩缝；
s5：开放交通，通过专家打分法进行综合评估。
具体地，当前国内外水泥桥面的黑色化改造，加铺材料主要有两种类型：10cm沥青混凝土和超薄磨耗层，两者都可以实现改造目标。普通沥青混凝土具有性能稳定、施工设备和工艺成熟的优点，但是重量大、振动压实对桥梁的影响大。所述超薄磨耗层的乳化沥青高度为2-3mm，公称最大粒径为5-7mm，最小摊铺厚度0.8-2.0cm，沥青膜厚度15-20μm。超薄磨耗层增重小、静压工艺对桥梁影响小、施工速度快，但是作为新材料，性能尚需检验、施工设备和工艺要求较高。分析在水泥桥面上加铺两种材料，对桥梁承载力的影响，以保证桥梁结构的安全性，根据现有桥梁设计和施工技术资料，采用有限元分析软件进行结构分析，验算正常使用时极限状态下的承载力。对各种上部结构类型和墩柱的抗弯、抗剪、裂缝和偏心等指标进行验算，检验其是否满足规范和使用要求。在本实施例根据对两种材料的比较，在通车多年的水泥桥面上加铺超薄磨耗层，具有较小的增重和施工影响，相比10cm沥青混凝土更好。
铺筑试验段，超薄磨耗层主要有超薄沥青，厚度约2cm，环氧树脂，厚度约0.5cm两种材料，在大规模施工前，铺筑试验段，并对指标进行检测，以检验和对比他们的使用性能。检测指标包括：平整度、摩擦系数、构造深度、渗水系数、粘结强度、行车噪音、造价。根据结果，在本实施例中，超薄沥青具有较好的平整度、降低噪音效果较好，从提高舒适性上来讲，优于环氧树脂。所以选择超薄沥青材料作为铺筑材料。
大规模铺筑完成后，需要对损坏的普通伸缩缝进行改造，以保证加铺面层后的行车舒适性。当前有两种方式，更换为普通伸缩缝和改造为无缝伸缩缝。具体地，在普通伸缩缝底部安装橡胶条，在普通伸缩缝两侧安装型钢，在两型钢之间安装高温填充条，然后在普通伸缩缝顶部安装钢板，并在钢板上铺设灌缝混合料。无缝伸缩缝相比普通伸缩缝来说，具有以下优势：与桥面铺装形成一体，具有良好的整体性和舒适性，降噪效果好，无需进行凿除施工，相对于普通伸缩缝，费用降低约40％,施工快速高效降低了人力物力，不渗水，大大改善了普通伸缩缝的渗水情况。根据检测结果，超薄磨耗层与无缝伸缩缝组合，行车噪音较超薄磨耗层与普通伸缩缝的组合，降低15％，具有较好的降噪效果。
与同时期铺筑的不同形式的路面结构进行检测和对比，以检验超薄磨耗层新材料的使用性能。对比的路面结构形式包括水泥桥面加铺超薄磨耗层、沥青桥面加铺超薄磨耗层、水稳层加铺sma、水泥桥面加铺sma等。检测指标包括：平整度、摩擦系数、构造深度、渗水系数、粘结强度、行车噪音。
采用专家打分法，对超薄磨层和无缝伸缩缝进行综合评估，专家在看完现场和相关的设计、施工和检测等资料后，对材料进行打分和评估。评估指标包括技术指标、经济指标和社会效益指标。对于超薄磨耗层，技术指标包括平整度、路面渗水性能、粘结性能、抗噪性能等；经济指标包括工程造价和养护成本等；社会效益指标包括环境影响、视觉效果和行车舒适性等。对于无缝伸缩缝，技术指标包括与原路面高差、渗水性能、抗噪性能等；经济指标包括工程造价和养护成本等；社会效益指标包括环境影响、视觉效果和行车舒适性等。专家打分法分为以下几个步骤：确定评估指标、确定每个指标的权重、为各个指标打分、计算各个指标包含权重后的得分和总得分。通过综合评估，检验两种新材料是否达到了规范要求和使用要求，总结它们的优势或不足，提出需要改进的地方，为以后的应用提供借鉴和指导。下表为专家打分法示例汇总表：
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。