大桥混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土铺装技术

1、瓯江大桥混合梁桥面铺装设计与施工技术研究 交通运输部公路科学研究所大桥混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土铺装技术施工技术交流汇报人：徐全亮2022/7/25-2-汇报内容 瓯江大桥工程概况 钢桥面铺装设计方案 浇注式沥青混凝土特点 前期所完成的工作 钢桥面铺装施工工艺和质控体系 问题与建议2022/7/25-3-瓯江大桥工程概况位置：位于浙江诸永高速公路温州段得延伸线上。全长4.7km。桥型：混合梁刚构桥桥跨布置： 84+200+84=368(m)其中钢梁长80m钢混结构特点：充分发挥混凝土梁与钢梁各自优点，降低梁高，结构布置灵活瓯江桥：根部梁高9.0m，普通梁高12m左右；边中跨比0.42，普通0

2、.55左右 诸永高速公路瓯江大桥2022/7/25-4-瓯江大桥工程概况钢混结合段 有格室后承压板式 钢梁侧采用变刚度钢箱梁，长2.2m，混凝土梁侧长1.8m,总长4.0m 顶底板、腹板采用双壁板钢-混组合结构，采用开孔板连接件（PBL）2022/7/25-5-钢桥面铺装设计方案1. 主桥钢箱梁段铺装设计方案2022/7/25-6-钢桥面铺装设计方案2. 钢混结合段铺装设计方案（铺装）2022/7/25-7-钢桥面铺装设计方案3. 其它细部设计外侧路缘石附近设置螺旋排水管施工缝采用贴缝条处治2022/7/25-8-浇注式沥青混凝土浇筑式沥青混凝土二十世纪五十年代浇筑式沥青混凝土起源于德国，德文

3、为Gu，意思为“流动路面”，英文名称为GussAsphalt 。英国称作Mastic Asphalt两者在施工工艺上有所区别。 浇注式沥青混凝土钢桥面铺装体系是欧洲和日本的主要铺装类型，其中日本使其得以长足发展。浇注式沥青混凝土铺装1997年在我国香港青马大桥上首次使用。截至目前已在我国60余座钢桥上使用。2022/7/25-9-浇注式沥青混凝土空隙率极小，接近于0，无需碾压便能达到其最终强度，它 不会出 现因压实不足而表现出的缺陷病害； 不透水，也不吸水，对含Cl的溶液及经常性潮气作用之类的气候影响因素不敏感。因而不会出现水损害问题； 柔韧性强，对冲击及颠簸不敏感； 结合料在气候因素影响下几

4、乎不会老化，具有较好的耐久性(使用寿命20年以上)； 沥青含量较高，具有较好的抗开裂能力。优点：缺点： 浇注式沥青混凝土动稳定度约为300500次/mm,虽经江阴长江大桥双层浇注式沥青混凝土（4年）和安庆长江大桥（8年）验证，但其高温稳定性一直是业界较为关心的问题。2022/7/25-10-目前已经开展的工作我国现有浇筑式沥青混凝土钢桥面及钢混结合段铺装设计施工技术及使用现状调研分析 （鄂东大桥、重庆石板坡大桥）结构形式调研施工技术调研使用性能调研主要破坏形式调研瓯江大桥气候（降雨和温度）调查（中资公司）瓯江大桥的交通荷载水平调查（中资公司）2022/7/25-11-前期所完成的工作使用情况调

5、研铺装结构桥梁名称桥梁结构主 跨通车时间浇注式铺装GA+SMA重庆朝天门大桥钢桁梁5522009.4重庆菜园坝大桥钢箱拱梁4202006重庆石板坡长江大桥T型钢构3302006.8长沙三汊矶大桥钢箱梁3282006.9南京夹江大桥钢箱梁2482009.10安庆长江大桥钢箱梁5102004.10汕头礐石大桥（翻修）钢箱梁PC箱梁5182006.11山东胜利黄河大桥钢箱梁2882003.7江西南昌洪都大桥钢箱梁3652009赣州飞龙岛大桥钢箱梁1502009赣州赣江公路大桥钢箱梁4082010江西南昌英雄大桥钢箱梁3852009江苏省S342主线上跨互通钢桥钢箱梁161+1612006MA+SMA

6、昂船洲大桥钢箱梁10182009.10深圳湾大桥钢箱梁210+1802007.7MA青马大桥钢桁梁13771998江阴大桥钢箱梁138519992022/7/25-12-前期所完成的工作使用情况调研序号桥梁名称防水体系交通量使用状况1香港青马大桥Eliminator防水粘结层+ MA重交通使用情况良好2江阴长江大桥沥青砂胶+ GA重交通、超载严重部分防水层失效3胜利黄河大桥（翻修）环氧树脂（两层撒砂）+溶剂型粘结剂（两层）+沥青砂胶+ GA中交通使用情况良好4安庆长江大桥溶剂型粘结剂 + GA中交通使用情况良好5长沙三汊矶大桥环氧树脂（两层撒砂）+橡胶沥青砂胶+ GA中交通使用情况良好6重庆石

7、板坡长江大桥中交通、基本无超载使用情况良好7礐石大桥（翻修）重交通、超载严重部分防水层失效8深圳湾大桥（翻修）Eliminator防水粘结层+ GA中交通使用情况良好9重庆菜园坝长江大桥中交通使用情况良好10江苏S342立交主跨桥重交通、超载严重使用情况良好11昂船洲大桥Eliminator防水粘结层+ MA重交通使用情况良好12上海桥隧（长江大桥）Eliminator防水粘结层+ GA轻交通使用情况良好13重庆朝天门长江大桥中交通使用情况良好“防水粘结层 + MA（GA）保护层”防水体系调查统计2022/7/25-13-前期所完成的工作使用情况调研序号桥梁名称铺装方案使用状况1重庆朝天门大桥

8、Eliminator+GA+SMA良好，无任何病害2重庆菜园坝大桥良好，无任何病害3重庆石板坡长江大桥环氧树脂+沥青砂胶+GA+SMA良好，无任何病害4长沙三汊矶大桥良好，无任何病害5南京夹江大桥Eliminator+GA+SMA良好，无任何病害6江苏省S342主线上跨互通良好，无任何病害7安庆长江大桥环氧树脂+沥青砂胶+GA+SMA面层一条纵向裂缝8汕头礐石大桥（翻修）慢车道铺装层出现车辙病害、划线扭曲，局部挖补9山东胜利黄河大桥面层纵向裂缝10江西南昌洪都大桥Eliminator+GA+SMA良好，无任何病害11江西南昌英雄大桥良好，无任何病害12赣州飞龙岛大桥良好，无任何病害13赣州章江

9、大桥良好，无任何病害14赣州赣江公路大桥良好，无任何病害15深圳湾大桥Eliminator+MA+SMA良好，无任何病害16昂船洲大桥良好，无任何病害17青马大桥Eliminator+MA良好，无任何病害18江阴大桥沥青砂胶+MA车辙、开裂严重，已翻修铺装破坏情况调查统计2022/7/25-14-前期所完成的工作使用情况调研香港青马大桥是中国第一座采用英国浇注式沥青混凝土铺装的钢桥，至今已15年，使用情况良好，但其钢桥面板厚度为25mm； 江阴长江大桥于1999年采用了英国浇注式沥青混凝土铺装，是中国大陆第一座采用浇注式铺装的钢桥，但一年后就出现了崩溃性破坏； 山东胜利黄河大桥和安庆长江大桥采

10、用德国浇注式沥青混凝土铺装，距今10年左右，使用情况良好； 在经过防水粘结层（Eliminator）、胶结料（聚合物改性沥青和高弹改性沥青、铺装结构（浇注式+SMA）和施工技术（生产和运输）等技术改进后，浇注式沥青混凝土开始大规模应用在大跨径钢桥上（近70座），整体使用情况良好； 特别是江阴长江大桥（交通、气候条件严峻）双层浇注式沥青混凝土试验段的铺设，距今已4年，正常铺筑的试验段未出现任何病害，德国浇注式沥青混凝土的高温稳定性得到了有效验证。2022/7/25-15-前期所完成的工作使用情况调研重庆石板坡长江大桥是一座刚混结合钢构桥，采用与瓯江大桥相同的铺装结构和材料，距今已7年，全桥未出现

11、任何病害； 湖北鄂东长江大桥刚混结合段采用竖向柔性连接处理，截至目前使用状况良好。2022/7/25-16-前期所完成的工作材料改进贯入度（mm） 浇注式沥青混凝土胶结料改进2022/7/25-17-浇注式铺装优化组成设计 级配设计（针对高温稳定性） 目前已经开展的工作2022/7/25-18-前期所完成的工作材料改进 SMA沥青混凝土胶结料改进桥面铺装用SMA沥青经历了SBS改性沥青到高弹改性沥青的阶段，动温度度达到6000次/mm以上，大大提高了高温稳定性； -10度小梁弯曲破坏应变达到15E-3，是普通SMA的3倍以上，大大提高了铺装层的耐疲劳性能。2022/7/25-19-前期所完成的

12、工作材料改进 原材料和级配设计 原材料检验 配合比优化设计与验证 相关科研实验2022/7/25-20-前期所完成的工作钢混结合段铺装方案 钢混结合段由于材料模量突变等因素的影响，受力较为复杂，可通过提高材料强度和刚度以及柔韧性来解决。增加柔韧性和释放应力方案 铺装上层铺装下层防水粘结层钢板SMA-10 35mmGA-10 35mmEliminator方案一（与主桥段铺装方案相同）铺装上层铺装下层防水粘结层钢板GA-10 35mmGA-10 35mmEliminator方案二 双层浇注式沥青混凝土2022/7/25-21-前期所完成的工作钢混结合段铺装方案 铺装上层铺装下层防水粘结层钢板SMA

13、-10 35mm（切缝）GA-10 35mmEliminator 方案三 浇注式+SMA（切缝）铺装上层铺装下层防水粘结层钢板EA 30mmEA 40mm环氧树脂双层环氧沥青混凝土增加强度和刚度2022/7/25-22-前期所完成的工作钢混结合段铺装方案 铺装形式抗裂性防水性经济性施工便利性对全桥铺装性能影响浇注式+SMA优良优良较好较好较好双层浇注式优良优良较好一般一般浇注式+SMA（切缝）优良优良较好较好较好双层环氧优良优良一般较差较差四种方案主要性能对比2022/7/25-23-前期所完成的工作钢混结合段铺装方案 铺装上层铺装下层防水粘结层钢板SMA-10 35mm（切缝）GA-10 3

14、5mmEliminator选定方案 浇注式+SMA（切缝）延长钢混结合段铺装为15米采用竖向柔性连接 细部处治措施交工验收阶段的工程质量检查与验收钢桥面板处理防水粘接层SMA表面层材料GA浇注式沥青混凝土GA层表面粘接层钢桥面铺装施工步骤施工工艺钢桥面铺装施工工艺和质控体系钢桥面板处置钢桥面板处置钢桥面板清洁抛丸除锈施工清洁工序：表层松散物钢板表面较厚的油和油脂局部受油 污染部位。注意点：采用溶剂（如甲苯）清洗时，作业人员必须保证个人安 全，现场严禁吸烟和电焊作业，清洗后溶剂应集中收集。施工条件：钢板清洁、干燥、无污染，表面无焊瘤、飞溅物、针孔；天气预计晴好10h、干燥，环境温度10以上、相对

15、湿度小于85、钢板表面温度大于实测空气露点温度+3风速大于10m/s、有雾、露水、下雨时禁止施工 材料配置：磨料采用金属混合磨料由钢丸和钢砂组成，二者比例通过试验确定；磨料干燥清洁，不含油脂、盐分等有害物质。施工工艺：喷砂作业由喷砂机连续匀速进行除锈。多台喷砂机时，作业范围要搭接。最后一遍抛丸除锈，要换清洁干燥磨料，禁止使用回收磨料。喷砂机的作业行走速度和抛丸作业的遍数根据现场实施效果确定。无法用回收式真空抛丸机抛丸的边角处及桥面的凹坑部位，采用手提式真空抛丸机补充抛丸。喷砂作业完成后，回收散落钢砂。喷砂除锈过程应实行区域性封闭施工。抛丸后的钢板表面保持清洁无污染。规定时间未涂刷EBCL胶料的

16、，应重新处理。防水粘结层防水粘结层施工条件涂布面须清洁、干燥、无浮锈、无尘埃。除锈处理后3小时内开始实施施工环境温度大于10，湿度小于90% ，雾天及下雨 时不得施工 材料施工工艺质量检测Eliminator防水粘结层成品材料。除锈处理后开始防腐底涂层Zed S94。 Zed S94固化后，喷涂Eliminator防水材料（两层）。刷涂、滚涂或喷涂施工Tack Coat No.2胶粘剂。施工结束后应封闭养护、不得在在胶料初始固化前可能下雨的天气中施工。防水层干膜厚度不小于2mm常温下与钢板之间的抗拉拔强度不小于5MPaGA浇注式沥青混凝土层GA浇注式沥青混凝土层施工准备配合比设计混合料拌合混合

17、料运输混合料摊铺和压实成型接 缝质量检查不得在雾天和下雨时施工；准确定位侧限挡板的高度，做好人员和机械的准备;矿料级配；设计方法和设计要求；设计流程；沥青加热温度：170190、集料加热温度：280320 出料温度：220250 干拌15s,湿伴90s，总时间115s，以均匀无花白料为准。专用的运输设备cooker、自动保温和加热220250 注意运输时间，不得小于45分钟专用的摊铺设备、无需碾压、如产生气泡，应及时刺破施工天气晴时进行，施工时间控制在60min内，结束后封闭交通2-3d;尽可能不设施工缝；若设置，横缝宜在横梁间隔约1/4处，上下层横 缝位置至少错开1.5m，横缝界面应涂布粘结

18、材料。SMA表面层施工工艺及质量检验SMA施工准备、施工工艺、质量控制和检查的相应技术要求应符合公路沥青路面施工技术规范的相关规定。配合比设计配合比设计方法和技术要求；配合比设计应符合公路沥青路面施工技术规范的相关规定。 体系中的SMA混凝土一般采用高粘改性沥青，对出料温度、摊铺温度、碾压温度要求更高，应特别引起注意。 说明SMA表面层SMA沥青混凝土： 生产、摊铺和碾压工艺与普通路面用SMA基本相同，但最好采用水平震荡压路机进行碾压；纵向接缝应尽量采用热接缝，且纵向裂缝应避开轮迹带部位；在面层SMA施工完并清理干净后，行车道铺装表面层压实3天后，可开放2t以下轻型交通，5天后可正式开放交通。

19、钢桥面铺装施工工艺和质控体系2022/7/25-29-接缝处理： 应调整机械配置，使浇注式沥青混凝土能够连续摊铺，减少横向接缝设置，不得已设置横向接缝时，应设置于横隔板间距1/4处。接缝处应采用贴缝条进行处治; 试 验 项 目要 求试验方法软化点（RB） JTG E20-2011 T0604低温柔度（-20，30min，R=15mm）无裂纹GB 18243-2000弹性恢复率（25） %JTG E20-2011 T0662贴缝条技术要求钢桥面铺装施工工艺和质控体系2022/7/25-30-施工过程中质控标准： 喷砂除锈；应检测粗糙度和洁净度。Eliminator施工；应检测厚度和拉拔强度浇注式

20、沥青混凝土施工：应检测贯入度和流动性（现场目测）、厚度。钢桥面铺装施工工艺和质控体系SMA施工：应检测混合料温度、压实度、马歇尔指标、厚度、表面抗滑和渗水系数2022/7/25-31-验收标准： 钢桥面铺装施工工艺和质控体系工程分项检测指标要求合格判定检测频度喷砂除锈清洁度 级Sa2.5全部达到要求6点/1000粗糙度 m80120最小80，最大120防水粘结层用 量 g/底涂层100200最小1001次/1000Eliminator25003500最小2500Tack Coat No.2胶粘剂100200最小100湿膜厚度mm1.2平均值满足要求1点/100粘结强度(25)MPa5最小56点/1000浇注式铺装用改性沥青针入度(25)0.1mm2060符合要求1次/施工日软化点 80延度(5)cm20浇注式沥青混合料级配(通过率)拌合楼记录9.5mm，4.75mm2.36mm0.075mm762与施工级配目标值对比，每次结果均达到要求1次/施工日油石比 0.3与