混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土施工技术交流

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瓯江大桥混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土

施工技术交流汇报人：徐全亮二O一三年十月2022/12/3-2-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2022/12/3-3-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0.55左右诸永高速公路瓯江大桥2022/12/3-4-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）2022/12/3-5-钢桥面铺装设计方案1.主桥钢箱梁段铺装设计方案2022/12/3-6-钢桥面铺装设计方案2.钢混结合段铺装设计方案（铺装）2022/12/3-7-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2022/12/3-8-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，德文为Guß，意思为“流动路面”，英文名称为GussAsphalt。英国称作MasticAsphalt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。2022/12/3-9-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300~500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。2022/12/3-10-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）2022/11/26-11-前期所完成成的工作——使用情况调调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138519992022/11/26-12-前期所完成成的工作——使用情况调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“防水粘结结层+MA（GA）保护层””防水体系系调查统计计2022/11/26-13-前期期所所完完成成的的工工作作———使用用情情况况调调研研序号桥梁名称铺装方案使用状况1重庆朝天门大桥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，已翻修铺装装破破坏坏情情况况调调查查统统计计2022/11/26-14-前期期所所完完成成的的工工作作———使用用情情况况调调研研香港港青青马马大大桥桥是是中中国国第第一一座座采采用用英英国国浇浇注注式式沥沥青青混混凝凝土土铺铺装装的的钢钢桥桥，，至至今今已已15年，，使使用用情情况况良良好好，，但但其其钢钢桥桥面面板板厚厚度度为为25mm；江阴阴长长江江大大桥桥于于1999年采采用用了了英英国国浇浇注注式式沥沥青青混混凝凝土土铺铺装装，，是是中中国国大大陆陆第第一一座座采采用用浇浇注注式式铺铺装装的的钢钢桥桥，，但但一一年年后后就就出出现现了了崩崩溃溃性性破破坏坏；；山东东胜胜利利黄黄河河大大桥桥和和安安庆庆长长江江大大桥桥采采用用德德国国浇浇注注式式沥沥青青混混凝凝土土铺铺装装，，距距今今10年左左右右，，使使用用情情况况良良好好；；在经经过过防防水水粘粘结结层层（（Eliminator）、胶胶结料料（聚聚合物物改性性沥青青和高高弹改改性沥沥青、、铺装装结构构（浇浇注式式+SMA）和施施工技技术（（生产产和运运输））等技技术改改进后后，浇浇注式式沥青青混凝凝土开开始大大规模模应用用在大大跨径径钢桥桥上（（近70座），，整体体使用用情况况良好好；特别是是江阴阴长江江大桥桥（交交通、、气候候条件件严峻峻）双双层浇浇注式式沥青青混凝凝土试试验段段的铺铺设，，距今今已4年，正正常铺铺筑的的试验验段未未出现现任何何病害害，德德国浇浇注式式沥青青混凝凝土的的高温温稳定定性得得到了了有效效验证证。2022/11/26-15-前期所所完成成的工工作——使用情情况调调研重庆石石板坡坡长江江大桥桥是一一座刚刚混结结合钢钢构桥桥，采采用与与瓯江江大桥桥相同同的铺铺装结结构和和材料料，距距今已已7年，全全桥未未出现现任何何病害害；湖北鄂鄂东长长江大大桥刚刚混结结合段段采用用竖向向柔性性连接接处理理，截截至目目前使使用状状况良良好。。2022/11/26-16-前期所所完成成的工工作——材料改改进贯入度度（mm）浇注式式沥青青混凝凝土胶胶结料料改进进2022/11/26-17-浇注式式铺装装优化化组成成设计计——级配设设计（（针对对高温温稳定定性））目前已已经开开展的的工作作2022/11/26-18-前期所所完成成的工工作——材料改改进SMA沥青混混凝土土胶结结料改改进桥面铺铺装用用SMA沥青经经历了了SBS改性沥沥青到到高弹弹改性性沥青青的阶阶段，，动温温度度度达到到6000次/mm以上，，大大大提高高了高高温稳稳定性性；-10度小梁梁弯曲曲破坏坏应变变达到到15E-3，是普普通SMA的3倍以上上，大大大提提高了了铺装装层的的耐疲疲劳性性能。。2022/11/26-19-前期所所完成成的工工作——材料改改进原材料料和级级配设设计原材料料检验验配合比比优化化设计计与验验证相关科科研实实验2022/11/26-20-前期所完成成的工作——钢混结合段段铺装方案案钢混结合段段由于材料料模量突变变等因素的的影响，受受力较为复复杂，可通通过提高材材料强度和和刚度以及及柔韧性来来解决。增加柔韧性性和释放应应力方案铺装上层铺装下层防水粘结层层钢板SMA-1035mmGA-1035mmEliminator方案一（与与主桥段铺铺装方案相相同）铺装上层铺装下层防水粘结层层钢板GA-1035mmGA-1035mmEliminator方案二双双层浇浇注式沥青青混凝土2022/11/26-21-前期所完成成的工作——钢混结合段段铺装方案案铺装上层铺装下层防水粘结层层钢板SMA-1035mm（切缝）））GA-1035mmEliminator方案三浇浇注式式+SMA（切缝）铺装上层铺装下层防水粘结层层钢板EA30mmEA40mm环氧树脂双层环氧沥沥青混凝土土增加强度和和刚度2022/11/26-22-前期所完成成的工作——钢混结合段段铺装方案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主要性能对对比2022/11/26-23-前期所完成成的工作——钢混结合段段铺装方案案铺装上层铺装下层防水粘结层层钢板SMA-1035mm（切缝）GA-1035mmEliminator选定方案浇浇注式式+SMA（切缝）延长钢混结结合段铺装装为15米采用竖向柔柔性连接细部处治措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装施工步骤骤施工工艺钢桥面铺装装施工工艺艺和质控体体系钢桥面板处处置钢桥面板处处置钢桥面板清清洁抛丸除锈施施工清洁工序：：表层松散物物—钢板表面较较厚的油和和油脂—局部受油污染部位。。注意点：采用溶剂（（如甲苯））清洗时，，作业人员员必须保证证个人安全，现场严严禁吸烟和和电焊作业业，清洗后后溶剂应集集中收集。。施工条件：：钢板清洁洁、干燥、、无污染，，表面无焊焊瘤、飞溅溅物、针孔孔；天气预计晴晴好10h、干燥，环环境温度10℃以上、相对对湿度小于于85％、钢板表面温温度大于实实测空气露露点温度+3℃风速大于10m/s、有雾、露露水、下雨雨时禁止施施工材料配置：：磨料采用金金属混合磨磨料由钢丸丸和钢砂组组成，二者者比例通过试验确确定；磨料料干燥清洁洁，不含油脂、盐分分等有害物质质。施工工艺：：◆喷砂作业业由喷砂机机连续匀速速进行除锈锈。多台喷砂机时，作业范围要搭接。最后一遍抛抛丸除锈，要换清洁干燥磨磨料，禁止止使用回收收磨料。◆喷砂机的的作业行走走速度和抛抛丸作业的的遍数根据据现场实施施效果确定定。◆无法用回回收式真空空抛丸机抛抛丸的边角处及桥桥面的凹坑坑部位，采用用手提式真空抛抛丸机补充充抛丸。◆喷砂作业业完成后，，回收散落落钢砂。◆喷砂除锈锈过程应实实行区域性性封闭施工工。◆抛丸后的的钢板表面面保持清洁洁无污染。。◆规定时间间未涂刷EBCL胶料的，应应重新处理理。防水粘结层层防水粘结层施工条件

涂布面须清清洁、干燥燥、无浮锈锈、无尘埃埃。

除锈处理后后3小时内开始始实施

施工环境温温度大于10℃，湿度小于于90%，雾天及下下雨时不得施工工材料施工工艺质量检测Eliminator防水粘结层层——成品材料。。

除锈处理理后开始防腐底涂层层ZedS94。

ZedS94固化后，喷喷涂Eliminator防水材料（两层）。。

刷涂、滚涂涂或喷涂施施工TackCoatNo.2胶粘剂。

施工结结束后应应封闭养养护、不不得在在在胶料初初始固化化前可能下雨雨的天气气中施工工。防水层干干膜厚度度不小于于2mm常温下与与钢板之之间的抗抗拉拔强强度不小小于5MPaGA浇注式沥青混凝凝土层GA浇注式沥青混凝土层施工准备备配合比设计混合料拌合混合料运输混合料摊摊铺和压实成成型接缝质量检查查★不得在在雾天和和下雨时时施工；；★准确定位位侧限挡挡板的高高度，做好人人员和机机械的准准备;★矿料级级配；★设计方方法和设设计要求求；★设计流流程；★沥青加加热温度度：170~190℃、集料加加热温度度：280~320℃出料温度度：220~250℃★干拌15s,湿伴90s，总时间间115s，以均匀匀无花白白料为准准。★专用的的运输设设备cooker、自动保保温和加加热220~250℃★注意运运输时间间，不得得小于45分钟★专用的的摊铺设设备、无无需碾压压、如产生气气泡，应应及时刺刺破★施工天天气晴时时进行，，★施工时时间控制制在60min内，结束束后封闭闭交通2-3d;★尽可能能不设施施工缝；；若设置置，横缝缝宜在横横梁间隔隔约1/4处，上下下层横缝位置至至少错开开1.5m，横缝界界面应涂涂布粘结结材料。。SMA表面层施工工艺艺及质量检验验SMA施工准备备、施工工工艺、、质量控控制和检检查的相应技技术要求求应符合合《公路沥青青路面施施工技术规范范》的相关规规定。配合比设设计◆配合比比设计方方法和技技术要求求；◆配合比比设计应应符合《公路沥青青路面施施工技术规范范》的相关规规定。体系中的的SMA混凝土一一般采用用高粘改改性沥青青，对出料温温度、摊摊铺温度度、碾压压温度要要求更高高，应特别引引起注意意。说明SMA表面层SMA沥沥青混凝凝土：生产、摊摊铺和碾碾压工艺艺与普通通路面用用SMA基本相相同，但但最好采采用水平平震荡压压路机进进行碾压压；纵向接缝缝应尽量量采用热热接缝，，且纵向向裂缝应应避开轮轮迹带部部位；在面层SMA施施工完并并清理干干净后，，行车道道铺装表表面层压压实3天天后，可可开放2t以下下轻型交交通，5天后可可正式开开放交通通。钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体体系2022/11/26-29-接缝处理理：应调整机机械配置置，使浇浇注式沥沥青混凝凝土能够够连续摊摊铺，减减少横向向接缝设设置，不不得已设设置横向向接缝时时，应设设置于横横隔板间间距1/4处。。接缝处应应采用贴贴缝条进进行处治治;试验项目要求试验方法软化点（R＆B）℃≥JTGE20-2011T0604低温柔度（-20℃，30min，R=15mm）无裂纹GB18243-2000弹性恢复率（25℃）%≥JTGE20-2011T0662贴缝条技技术要求求钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体体系2022/11/26-30-施工过程程中质控控标准：：喷砂除锈锈；应检检测粗糙糙度和洁洁净度。。Eliminator施工；应应检测厚厚度和拉拉拔强度度浇注式沥沥青混凝凝土施工工：应检检测贯入入度和流流动性（（现场目目测）、、厚度。。钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体体系SMA施工：应应检测混混合料温温度、压压实度、、马歇尔尔指标、、厚度、、表面抗抗滑和渗渗水系数数2022/11/26-31-验收标准准：钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体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

μm80～120最小80，最大120防水粘结层用

量

g/㎡底涂层100～200最小1001次/1000㎡Eliminator2500～3500最小2500TackCoatNo.2胶粘剂100～200最小100湿膜厚度mm≥1.2平均值满足要求1点/100㎡粘结强度(25℃)MPa≥5最小56点/1000㎡浇注式铺装用改性沥青针入度(25℃)0.1mm20～60符合要求1次/施工日软化点℃≥80延度(5℃)cm≥20浇