大跨径钢桥面铺装施工技术

大跨径钢桥桥面铺装施施工技术广东省交通通集团有限限公司广东省长大大公路工程程有限公司司主要内容研究背景正交异性钢钢桥面铺装装层组成和和要求常用环氧沥沥青种类ChemCo环氧沥青混混凝土钢桥桥面铺装日本环氧沥沥青混凝土土施工特点点主要创新点点主要成果应应用项目简简介研究背景我国从1980年代开始修修建正交异异性桥面板板钢桥，对对正交异性性钢桥面铺铺装的研究究最早开始始于广东马马房桥。在在此期间铺铺装层主要要采用密级级配SMA，并从南京京长江二桥桥开始采用用环氧沥青青混凝土作作用铺装材材料，从江江阴长江大大桥开始采采用浇注式式沥青混凝凝土。我国国的钢桥面面铺装材料料初期以双双层SMA为主，但双双层SMA方案在世界界其他国家家应用较少少，近年开开始应用环环氧沥青及及浇注式沥沥青混凝土土铺装材料料，这表明明我国钢桥桥面铺装材材料也在不不断改进和和完善。我国初建的的钢桥桥面面板相对较较薄，多为为12mm厚，最近新新建钢桥桥桥面板厚度度已经提高高到14mm或16mm，这也反映映出设计人人员开始从从钢桥面板板刚度角度度综合考虑虑钢桥面铺铺装问题。。几种典型结结构病害形形式我国钢桥面面铺装使用用情况表明明，双层SMA铺装出现早早期破坏情情况较严重重，主要是是高温车辙辙、横向推推移、纵向向推移、开开裂等病害害；浇注式式沥青混凝凝土桥面铺铺装也出现现早期车辙辙、开裂损损坏，这些些桥面铺装装大部分在在3年内出现病病害，4年左右开始始翻修；环环氧沥青桥桥面铺装表表现较好，，但部分桥桥梁也出现现了鼓包和和开裂病害害。研究目的：：通过对钢钢桥面铺装装损伤机理理及耐久性性养护方面面进行研究究，为钢桥桥面铺装设设计和养护护提供理论论依据和技技术支持。。双层SMA铺装车辙病病害双层SMA铺装推移、脱层层浇注式铺装装车辙病害害浇注式+SMA铺装车辙环氧沥青铺铺装鼓包线线形开裂环氧沥青铺铺装鼓包开开裂发展-浸水正交异性钢钢桥面铺装装层组成和和要求在钢桥面上上铺筑沥青青铺装层的的目的主要要有3个：1.提供舒适抗抗滑性能的的行驶路面面；2.提供平整的的行驶路面面，以弥补补桥面板的的不平整；；3.提供防水层层，保护桥桥面板。桥面铺装结结构组成通常由粘结结层、粘附附层、缓冲冲层、磨耗耗层等组成成。铺装各各层如下：：1.粘结底层（（bondinglayer）：提供钢钢板表面与与缓冲层之之间的可靠靠粘结；2.缓冲层（isolationlayer）：保护钢钢板，避免免腐蚀，并并在钢板与与磨耗层之之间形成一一个柔性过过渡；3.粘附层（adhesionlayer）：提供磨磨耗层与缓缓冲层之间间的可靠粘粘结；4.磨耗层（wearinglayer）：传递交交通荷载，，提高必要要抗滑构造造，及平整整度。当然在实际际铺装结构构中，可以以通过一种种材料获得得几个功能能，或一个个功能进一一步由几层层材料共同同承担。铺装材料性性能要求对于钢桥面面铺装材料料一般需要要满足以下下基本要求求：1.铺装材料需需要具有抗抗车辙性能能；2.铺装材料具具有低温抗抗裂性能；；3.各层铺装材材料之间需需要具有可可靠的粘结结；4.铺装材料提提供充分的的抗滑能力力。典型铺装材材料：环氧氧沥青沥青青混凝土环氧沥青是是将环氧树树脂加入沥沥青中，与与掺入沥青青中的固化化剂反应，，形成不可可逆的热固固性材料。。这种材料料改变了沥沥青的热塑塑性质，环环氧沥青混混合料具有有优良的物物理力学性性质，也具具有良好的的路用性能能。环氧沥沥青属于双双相材料，，其中连续续相为热固固性环氧树树脂，非连连续相为沥沥青，环氧氧沥青混凝凝土集料的的最大粒径径一般为10mm。典型铺装结结构环氧沥青沥沥青混凝土土特点与应应用环氧沥青在在低温时具具有良好的的韧性，高高温时不熔熔化，环氧氧沥青路面面具有更优优良的稳定定性，具有有优异的抗抗裂性，同同时具有密密水性。环环氧沥青混混合料在高高温、低温温情况下均均表现出优优良的抗疲疲劳性能，，具有良好好的耐久性性能，在桥桥面铺装上上有广泛的的应用。环氧沥青作作为钢桥面面铺装材料料与钢板组组成较理想想的复合结结构，能够够对正交异异性钢桥面面起到增强强刚度作用用，减小钢钢桥面挠度度，延长钢钢桥面板的的使用寿命命。常用环氧沥沥青种类常用的环氧氧沥青主要要分为：从拌和温度度分为：热热拌环氧沥沥青、温拌拌环氧沥青青、常温环环氧三类。。从产地分为为：美国、、日本、国国产三类。。ChemCo环氧沥青混混凝土钢桥桥面铺装实实施流程程：备料→设设备调试试→防腐腐涂装→→喷洒防防水粘结→→中央分分隔带铺装装→混合合料生产→→运输输→下下层摊铺→→碾压压成型→→接缝处处理→喷喷洒粘结结层→混混合料生生产→运运输→上上层摊铺铺→碾碾压成型→→接缝缝处理→→养护防腐层层喷砂除锈1．采用多台台抛丸机并并行直线连连续抛丸的的方式，每每幅抛丸处处应互相搭搭接5～10mm。2．经抛丸处处理后的钢钢板表面不不应有焊渣渣、焊疤、、灰尘、油油污、水和和毛刺等，，其清洁度度应达到Sa2.5级，粗糙度度应为Rz40～80μm。3．对于不适适于抛丸的的少数部位位可使用机机械打磨。。除锈等级级为St3.0级。4．对于已经经抛丸结束束，未喷涂涂涂料的钢钢板表面，，必须采用用适当的保保护措施，，尽快报验验进入油漆漆喷涂工序序。防腐涂装1．喷涂作业业宜使用高高压无气喷喷涂法，在在边角处预预涂和少量量补涂时可可采用刷涂涂法。2．涂层应均均匀，无漏漏喷、干喷喷，无龟裂裂、流坠、、针眼和气气泡等缺陷陷。3．施工时应应连续自测测湿膜厚度度，以获得得要求的干干膜厚度。。防水粘结层层与粘层1.施工条件：：环境温度：：>10℃相对湿度：：<90%风力：<10m/s2.施工前要确确认施工期期间不会出出现雨、雾雾天气。3.确定洒布方方向时应考考虑风向的的影响，并并采用措施施防止粘结结料对钢桥桥面及其他他非作业区区的污染。。喷洒的粘结结层应均匀匀、连续，，用量准确确。喷洒区区边缘保持持横平竖直直，且严格格控制喷洒洒区边缘粘粘结层洒布布量。超量量、漏洒或或少洒的地地方应予以以纠正，并并及时对喷喷洒超量的的地方用木木铲进行处处理（不得得破坏桥面面防腐涂装装层）。粘结料喷洒洒后的48h内应完成环环氧沥青混混合料的摊摊铺碾压作作业，如因因故不能按按时摊铺碾碾压，在混混合料摊铺铺前应按0.35L/㎡用量重新喷喷洒粘结料料。为达到防止止污染及减减轻对粘结结层的破坏坏，摊铺过过程中承包包商可采用用边侧供料料的方式，，以避免运运料车辆在在粘结层上上通行环氧沥青混混凝土铺装装层施工准备：：开始拌和前前的1小时应完成成对环氧沥沥青结合料料混合计量量机的标定定，确保组组分A与组分BV以正确的比比例混合。。开始摊铺前前的3小时应检查查作业面的的粘结层表表面有无缺缺陷或污染染、是否均均匀、干燥燥，如有缺缺陷应及时时处理。混合料的拌拌制贮油罐内材材料的预热热1．在拌制环环氧沥青混混合料之前前夜，要预预先将A及BV加热脱筒，，分别泵入入各自的厂厂内贮油罐罐中。2．贮油罐内内的加热温温度为：A加热至87±3℃℃；BV加热至128±3℃，应始终保保持这一温温度。混合料的拌拌制混合料的拌拌和时间应应经过试拌拌确定，环环氧沥青混混合料每锅锅的拌和时时间宜控制制在40~50s，其中干拌拌时间不得得少于3s。拌和的环氧氧沥青混合合料应均匀匀一致，所所有矿料颗颗粒应全部部裹覆环氧氧沥青结合合料，无花花白料、死死料、无结结团成块或或粗细集料料离析现象象，混合料料温度在110℃~121℃℃范围内并基基本保持稳稳定。增设临时料料斗混合料料拌和质量量与温度的的检查混合料的摊摊铺摊铺宽度1．应根据““每幅应在在一个工作作日内连续续摊铺完成成”的原则则选择合适适的摊铺宽宽度。2．纵缝宜设设置在车道道线处，与与腹板或纵纵向加劲肋肋的横向间间距不应小小于10cm。3．摊铺层侧侧向若为自自由边时，，摊铺宽度度应比铺装装层设计宽宽度超宽10cm。摊铺速度1.摊铺机必须须缓慢、均均匀、连续续不间断地地摊铺。2.摊铺速度应应根据供料料能力及各各料车送料料单上的““容许卸料料时间”确确定，以匀匀速摊铺为为原则，并并尽可能减减少摊铺过过程中的拉拉料与鱼尾尾纹等现象象的产生，，非特殊情情况不得随随意变换摊摊铺速度或或中途停顿顿。3.摊铺过程中应应派专人均匀匀翻动螺旋布布料器与熨平平板之间的混混合料，并及及时清除“死死料”压路机组合及及碾压遍数1．碾压紧跟摊摊铺机进行。。2．碾压过程按按初压、复压压、终压三个个阶段进行。。具体碾压遍遍数与压路机机组合应通过过试铺确定，，在正桥施工工时可根据现现场情况适当当调整。3．使用轮胎压压路机时，必必须检查各轮轮胎的磨耗及及压力是否相相等，防止因因轮胎软硬不不一影响面层层的横向平整整度。碾压温度1．派专人负责责检测碾压温温度，保证初初压终了温度度不低于82℃，终压终了温温度不低于65℃。2．当温度不满满足要求时，，要查明原因因，采取有效效措施，并杜杜绝再次发生生。开放交通1.环氧沥青混凝凝土铺装的养养护期暂定为为30~45天，具体时间间应根据；2.环境温度与现现场试验结果果确定；3.环氧混凝土摊摊铺最后一天天，成型6~8组马歇尔试件件；成型完毕将其其放在钢桥上上，与铺装层层在相同的自自然环境下养养护；4.每隔7天，取一组马马歇尔试件，，进行稳定度度试验；5.当测试稳定度度≥固化试件件稳定度的75%时，可开放小小车通过;当≥95%时，可完全开开放交通。日本环氧沥青青混凝土施工工特点日本大近代化化成株式会社社的TAF环氧沥青与美美国ChemCo公司的环氧沥沥青施工过程程差别较大，，近代化成株株式会社TAF环氧沥青施工工过程是先把把环氧主剂与与固化剂混合合，并在混合合料拌合过程程中直接加入入拌合仓，与与集料、沥青青拌合，拌合合出环氧沥青青混合料。一般环氧树脂脂及固化剂与与沥青比例为为35：65（或50：50），混合料拌拌合温度为160~180℃，可施工时间间约为2h。TAF环氧沥青特点点TAF环氧沥青与ChemCo公司的环氧沥沥青相比，混混合料可施工工时间较长，，施工控制相相对难度较低低，而且养生生期短，也非非常适合维修修工程。环氧沥青施工工控制环氧沥青混凝凝土的施工过过程和机理与与普通沥青混混合料施工具具有显著差别别，主要表现现为：1.环氧沥青混凝凝土施工是一一个化学反应应过程，因此此对施工各环环节的温度和和时间要求非非常严格，如如果超过规定定时间或温度度要求，材料料必须废弃，，一般控制精精度要求精确确到时间为1min和温度为1℃；2.环氧沥青混凝凝土一般设计计空隙率低于于3%，基本处于不不透气状态，，因此施工过过程中环氧沥沥青混凝土中中严禁进入水水，否则将产产生鼓包开裂裂病害；3.环氧沥青混凝凝土完成施工工后需要一定定时间的养生生期，因材料料不同养生期期可能需要7~45天；4.环氧沥青混凝凝土造价昂贵贵，约是普通通沥青混凝土土造价的10倍，因此如果果施工控制失失误将造成较较高的损失。。环氧沥青施工工控制关键环环节为保证钢桥面面铺装工程质质量，环氧沥沥青铺装施工工中的技术难难点和质量控控制与保证的的关键环节主主要包括：1.施工设备、组组织管理、施施工工艺控制制是保证环氧氧铺装质量的的关键环节，，工作中编制制《钢桥面环氧沥沥青铺装施工工技术指南》、《钢桥面环氧沥沥青铺装施工工质量控制方方案》，做好前期准准备、检查和和培训工作。。2.原材料备料，，尤其是集料料备料的质量量、规格、含含水量对环氧氧铺装质量影影响非常大，，混合料质量量特性的稳定定性问题十分分突出。在加加大检测频率率同时，应用用控制图等统统计工具作为为主要检测手手段，保证施施工质量的稳稳定，进行及及时的质量纠纠错与改进。。环氧沥青施工工控制关键环环节3.试验段检验、、评价、完善善工作是保证证环氧铺装质质量的关键前前提条件，通通过试验段的的试铺、检验验、改进来保保证主桥铺装装质量的可靠靠性。4.做好雨季施工工的预防措施施，尤其做好好原材料的防防水、防潮措措施，并做好好施工过程的的防水控制和和检验。5.施工过程控制制是环氧沥青青铺装施工质质量的关键，，施工过程精精确控制施工工时间、温度度、工艺过程程等环节，及及时发现问题题并改进处理理。主要创新点1.管理创新在钢桥面铺装装施工中，按按照项目分类类建立基于职职能小组的精精细化管理体体系，在保证证和提高环氧氧沥青钢桥面面铺装质量方方面起到显著著效果，“基基于职能小组组的项目施工工精细化管理理”项目获得得第十八届广广东省企业管管理现代化创创新成果一等等奖。主要创新点2.工艺创新结合钢桥面环环氧沥青粘层层油施工的特特点，开发钢钢桥面环氧沥沥青自动洒布布装置及侧向向布料装置，，改变了原来来人工洒布及及运输车直接接行驶粘层油油的施工工艺艺，提高了施施工质量。开发了日本环环氧沥青智能能投放装置，，代替了人工工投放，计量量更加准确，，环氧组分搅搅拌更加均匀匀，降低了人人工劳动强度度，使日本环环氧大规模施施工变成可能能。研究了大跨径径钢桥面日本本环氧沥青铺铺装施工方法法（专利号：：ZL200910036672.7）（发明专利利）人工洒布机械洒布人工投入设备投入智能投放装置置主要创新点设备创新钢桥面环氧沥沥青自动洒布布装置（专利利号：2007100306简易环氧沥青混合料侧向布料装置（专利号：200720051951.7）（实用新型专利）针对环氧沥青后续养护，开发了钢桥面环氧沥青综合养护车，能实现裂缝、鼓包及坑槽热料维修工作（专利号：201120502971.8）（实用新型专利）开发了沥青搅拌站4级温度控制系统，精确控制混合料温度在±2℃针对环氧沥