新型混凝土钢桥面铺装施工特点及施工技术

新型混凝土钢桥面铺装施工特点及施工技术广东省交通集团有限公司广东省长大公路工程有限公司

主要内容研究背景正交异性钢桥面铺装层组成和要求常用环氧沥青种类ChemCo环氧沥青混凝土钢桥面铺装日本环氧沥青混凝土施工特点主要创新点主要成果应用项目简介研究背景我国从1980年代开始修建正交异性桥面板钢桥，对正交异性钢桥面铺装的研究最早开始于广东马房桥。在此期间铺装层主要采用密级配SMA，并从南京长江二桥开始采用环氧沥青混凝土作用铺装材料，从江阴长江大桥开始采用浇注式沥青混凝土。我国的钢桥面铺装材料初期以双层SMA为主，但双层SMA方案在世界其他国家应用较少，近年开始应用环氧沥青及浇注式沥青混凝土铺装材料，这表明我国钢桥面铺装材料也在不断改进和完善。

我国初建的钢桥桥面板相对较薄，多为12mm厚，最近新建钢桥桥面板厚度已经提高到14mm或16mm，这也反映出设计人员开始从钢桥面板刚度角度综合考虑钢桥面铺装问题。几种典型结构病害形式我国钢桥面铺装使用情况表明，双层SMA铺装出现早期破坏情况较严重，主要是高温车辙、横向推移、纵向推移、开裂等病害；浇注式沥青混凝土桥面铺装也出现早期车辙、开裂损坏，这些桥面铺装大部分在3年内出现病害，4年左右开始翻修；环氧沥青桥面铺装表现较好，但部分桥梁也出现了鼓包和开裂病害。

研究目的：通过对钢桥面铺装损伤机理及耐久性养护方面进行研究，为钢桥面铺装设计和养护提供理论依据和技术支持。

双层SMA铺装车辙病害

双层SMA铺装推移、脱层

浇注式铺装车辙病害

浇注式+SMA铺装车辙

环氧沥青铺装鼓包线形开裂

环氧沥青铺装鼓包开裂发展-浸水

正交异性钢桥面铺装层组成和要求

在钢桥面上铺筑沥青铺装层的目的主要有3个：1.提供舒适抗滑性能的行驶路面；2.提供平整的行驶路面，以弥补桥面板的不平整；3.提供防水层，保护桥面板。桥面铺装结构组成

通常由粘结层、粘附层、缓冲层、磨耗层等组成。铺装各层如下：1.粘结底层（bondinglayer）：提供钢板表面与缓冲层之间的可靠粘结；2.缓冲层（isolationlayer）：保护钢板，避免腐蚀，并在钢板与磨耗层之间形成一个柔性过渡；3.粘附层（adhesionlayer）：提供磨耗层与缓冲层之间的可靠粘结；4.磨耗层（wearinglayer）：传递交通荷载，提高必要抗滑构造，及平整度。当然在实际铺装结构中，可以通过一种材料获得几个功能，或一个功能进一步由几层材料共同承担。

铺装材料性能要求

对于钢桥面铺装材料一般需要满足以下基本要求：1.铺装材料需要具有抗车辙性能；2.铺装材料具有低温抗裂性能；3.各层铺装材料之间需要具有可靠的粘结；4.铺装材料提供充分的抗滑能力。典型铺装材料料：环氧沥青青沥青混凝土土环氧沥青是将将环氧树脂加加入沥青中，，与掺入沥青青中的固化剂剂反应，形成成不可逆的热热固性材料。。这种材料改改变了沥青的的热塑性质，，环氧沥青混混合料具有优优良的物理力力学性质，也也具有良好的的路用性能。。环氧沥青属属于双相材料料，其中连续续相为热固性性环氧树脂，，非连续相为为沥青，环氧氧沥青混凝土土集料的最大大粒径一般为为10mm。典型铺装结构构环氧沥青沥青青混凝土特点点与应用环氧沥青在低低温时具有良良好的韧性，，高温时不熔熔化，环氧沥沥青路面具有有更优良的稳稳定性，具有有优异的抗裂裂性，同时具具有密水性。。环氧沥青混混合料在高温温、低温情况况下均表现出出优良的抗疲疲劳性能，具具有良好的耐耐久性能，在在桥面铺装上上有广泛的应应用。环氧沥青作为为钢桥面铺装装材料与钢板板组成较理想想的复合结构构，能够对正正交异性钢桥桥面起到增强强刚度作用，，减小钢桥面面挠度，延长长钢桥面板的的使用寿命。。常用环氧沥青青种类常用的环氧沥沥青主要分为为：从拌和温度分分为：热拌环环氧沥青、温温拌环氧沥青青、常温环氧氧三类。从产地分为：：美国、日本本、国产三类类。ChemCo环氧沥青混凝凝土钢桥面铺铺装

实施流流程：备料→设设备调试→防防腐涂装→→喷洒防防水粘结→中中央分隔带带铺装→混混合料生产→→运输→→下层摊摊铺→碾碾压成型→→接缝处理理→喷洒洒粘结层→→混合料生生产→运运输→上层层摊铺→碾碾压成型→→接缝处处理→养养护防腐层喷砂除锈1．采用多台抛抛丸机并行直直线连续抛丸丸的方式，每每幅抛丸处应应互相搭接5～10mm。2．经抛丸处理理后的钢板表表面不应有焊焊渣、焊疤、、灰尘、油污污、水和毛刺刺等，其清洁洁度应达到Sa2.5级，粗糙度应应为Rz40～80μm。3．对于不适于于抛丸的少数数部位可使用用机械打磨。。除锈等级为为St3.0级。4．对于已经抛抛丸结束，未未喷涂涂料的的钢板表面，，必须采用适适当的保护措措施，尽快报报验进入油漆漆喷涂工序。。防腐涂装1．喷涂作业宜宜使用高压无无气喷涂法，，在边角处预预涂和少量补补涂时可采用用刷涂法。2．涂层应均匀，无无漏喷、干喷，无无龟裂、流坠、针针眼和气泡等缺陷陷。3．施工时应连续自自测湿膜厚度，以以获得要求的干膜膜厚度。防水粘结层与粘层层1.施工条件：环境温度：>10℃相对湿度：<90%风力：<10m/s2.施工前要确认施工工期间不会出现雨雨、雾天气。3.确定洒布方向时应应考虑风向的影响响，并采用措施防防止粘结料对钢桥桥面及其他非作业业区的污染。喷洒的粘结层应均均匀、连续，用量量准确。喷洒区边边缘保持横平竖直直，且严格控制喷喷洒区边缘粘结层层洒布量。超量、、漏洒或少洒的地地方应予以纠正，，并及时对喷洒超超量的地方用木铲铲进行处理（不得得破坏桥面防腐涂涂装层）。粘结料喷洒后的48h内应完成环氧沥青青混合料的摊铺碾碾压作业，如因故故不能按时摊铺碾碾压，在混合料摊摊铺前应按0.35L/㎡用量重新喷洒粘结结料。为达到防止污染及及减轻对粘结层的的破坏，摊铺过程程中承包商可采用用边侧供料的方式式，以避免运料车车辆在粘结层上通通行环氧沥青混凝土铺铺装层施工准备：开始拌和前的1小时应完成对环氧氧沥青结合料混合合计量机的标定，，确保组分A与组分BV以正确的比例混合合。开始摊铺前的3小时应检查作业面面的粘结层表面有有无缺陷或污染、、是否均匀、干燥燥，如有缺陷应及及时处理。混合料的拌制贮油罐内材料的预预热1．在拌制环氧沥青青混合料之前夜，，要预先将A及BV加热脱筒，分别泵泵入各自的厂内贮贮油罐中。2．贮油罐内的加热热温度为：A加热至87±3℃；BV加热至128±3℃，应始终保持这一一温度。混合料的拌制混合料的拌和时间间应经过试拌确定定，环氧沥青混合合料每锅的拌和时时间宜控制在40~50s，其中干拌时间不不得少于3s。拌和的环氧沥青混混合料应均匀一致致，所有矿料颗粒粒应全部裹覆环氧氧沥青结合料，无无花白料、死料、、无结团成块或粗粗细集料离析现象象，混合料温度在在110℃~121℃范围内并基本保持持稳定。增设临时料斗混合合料拌和质量与温温度的检查混合料的摊铺摊铺宽度1．应根据“每幅应应在一个工作日内内连续摊铺完成””的原则选择合适适的摊铺宽度。2．纵缝宜设置在车车道线处，与腹板板或纵向加劲肋的的横向间距不应小小于10cm。3．摊铺层侧向若为为自由边时，摊铺铺宽度应比铺装层层设计宽度超宽10cm。摊铺速度1.摊铺机必须缓慢、、均匀、连续不间间断地摊铺。2.摊铺速度应根据供供料能力及各料车车送料单上的“容容许卸料时间”确确定，以匀速摊铺铺为原则，并尽可可能减少摊铺过程程中的拉料与鱼尾尾纹等现象的产生生，非特殊情况不不得随意变换摊铺铺速度或中途停顿顿。3.摊铺过程中应派专专人均匀翻动螺旋旋布料器与熨平板板之间的混合料，，并及时清除“死死料”压路机组合及碾压压遍数1．碾压紧跟摊铺机机进行。2．碾压过程按初压压、复压、终压三三个阶段进行。具具体碾压遍数与压压路机组合应通过过试铺确定，在正正桥施工时可根据据现场情况适当调调整。3．使用轮胎压路机机时，必须检查各各轮胎的磨耗及压压力是否相等，防防止因轮胎软硬不不一影响面层的横横向平整度。碾压温度1．派专人负责检测测碾压温度，保证证初压终了温度不不低于82℃，终压终了温度不不低于65℃。2．当温度不满足要要求时，要查明原原因，采取有效措措施，并杜绝再次次发生。开放交通1.环氧沥青混凝土铺铺装的养护期暂定定为30~45天，具体时间应根根据；2.环境温度与现场试试验结果确定；3.环氧混凝土摊铺最最后一天，成型6~8组马歇尔试件；成型完毕将其放在在钢桥上，与铺装装层在相同的自然然环境下养护；4.每隔7天，取一组马歇尔尔试件，进行稳定定度试验；5.当测试稳定度≥固固化试件稳定度的的75%时，可开放小车通通过;当≥95%时，可完全开放交交通。日本环氧沥青混凝凝土施工特点日本大近代化成株株式会社的TAF环氧沥青与美国ChemCo公司的环氧沥青施施工过程差别较大大，近代化成株式式会社TAF环氧沥青施工过程程是先把环氧主剂剂与固化剂混合，，并在混合料拌合合过程中直接加入入拌合仓，与集料料、沥青拌合，拌拌合出环氧沥青混混合料。一般环氧树脂及固固化剂与沥青比例例为35：65（或50：50），混合料拌合温温度为160~180℃℃，可施工时间约为为2h。TAF环氧沥青特点TAF环氧沥青与ChemCo公司的环氧沥青相相比，混合料可施施工时间较长，施施工控制相对难度度较低，而且养生生期短，也非常适适合维修工程。环氧沥青施工控制制环氧沥青混凝土的的施工过程和机理理与普通沥青混合合料施工具有显著著差别，主要表现现为：1.环氧沥青混凝土施施工是一个化学反反应过程，因此对对施工各环节的温温度和时间要求非非常严格，如果超超过规定时间或温温度要求，材料必必须废弃，一般控控制精度要求精确确到时间为1min和温度为1℃；2.环氧沥青混凝土一一般设计空隙率低低于3%，基本处于不透气气状态，因此施工工过程中环氧沥青青混凝土中严禁进进入水，否则将产产生鼓包开裂病害害；3.环氧沥青混凝土完完成施工后需要一一定时间的养生期期，因材料不同养养生期可能需要7~45天；4.环氧沥青混凝土造造价昂贵，约是普普通沥青混凝土造造价的10倍，因此如果施工工控制失误将造成成较高的损失。环氧沥青施工控制制关键环节为保证钢桥面铺装装工程质量，环氧氧沥青铺装施工中中的技术难点和质质量控制与保证的的关键环节主要包包括：1.施工设备、组织管管理、施工工艺控控制是保证环氧铺铺装质量的关键环环节，工作中编制制《钢桥面环氧沥青铺铺装施工技术指南南》、《钢桥面环氧沥青铺铺装施工质量控制制方案》，做好前期准备、、检查和培训工作作。2.原材料备料，尤其其是集料备料的质质量、规格、含水水量对环氧铺装质质量影响非常大，，混合料质量特性性的稳定性问题十十分突出。在加大大检测频率同时，，应用控制图等统统计工具作为主要要检测手段，保证证施工质量的稳定定，进行及时的质质量纠错与改进。。环氧沥青施工控制制关键环节3.试验段检验、评价价、完善工作是保保证环氧铺装质量量的关键前提条件件，通过试验段的的试铺、检验、改改进来保证主桥铺铺装质量的可靠性性。4.做好雨季施工的预预防措施，尤其做做好原材料的防水水、防潮措施，并并做好施工过程的的防水控制和检验验。5.施工过程控制是环环氧沥青铺装施工工质量的关键，施施工过程精确控制制施工时间、温度度、工艺过程等环环节，及时发现问问题并改进处理。。主要创新点1.管理创新在钢桥面铺装施工工中，按照项目分分类建立基于职能能小组的精细化管管理体系，在保证证和提高环氧沥青青钢桥面铺装质量量方面起到显著效效果，“基于职能能小组的项目施工工精细化管理”项项目获得第十八届届广东省企业管理理现代化创新成果果一等奖。主要创新点2.工艺创新结合钢桥面环氧沥沥青粘层油施工的的特点，开发钢桥桥面环氧沥青自动动洒布装置及侧向向布料装置，改变变了原来人工洒布布及运输车直接行行驶粘层油的施工工工艺，提高了施施工质量。开发了日本环氧沥沥青智能投放装置置，代替了人工投投放，计量更加准准确，环氧组分搅搅拌更加均匀，降降低了人工劳动强强度，使日本环氧氧大规模施工变成成可能。研究了大跨径钢桥桥面日本环氧沥青青铺装施工方法（（专利号：ZL200910036672.7）（发明专利）人工洒布机械洒布人工投入设备投入智能投放装置主要创新点设备创新钢桥面环氧沥青自自动洒布装置（专专利号：200710030682.0200720057797.4）（发明专利）简易环氧沥青混合合料侧向布料装置置（专利号：200720051951.7）（实用新型专利利）针对环氧沥青后续续养护，开发了钢钢桥面环氧沥青综综合养护车，能实实现裂缝、鼓包及及坑槽热料维修工工作（专利号：201120502971.8）（实用新型专利利）开发了沥青搅拌站站4级温度控制系统，，精确控制混合料料温度在±2℃针对环氧沥青