1、大跨徑鋼橋面鋪裝施工技術廣東省交通集團有限公司廣東省長大公路工程有限公司 主要內容研究背景正交異性鋼橋面鋪裝層組成和要求常用環氧瀝青種類ChemCo環氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝日本環氧瀝青混凝土施工特點主要創新點主要成果應用項目簡介研究背景我國從1980年代開始修建正交異性橋面板鋼橋，對正交異性鋼橋面鋪裝的研究最早開始于廣東馬房橋。在此期間鋪裝層主要采用密級配SMA，并從南京長江二橋開始采用環氧瀝青混凝土作用鋪裝材料，從江陰長江大橋開始采用澆注式瀝青混凝土。我國的鋼橋面鋪裝材料初期以雙層SMA為主，但雙層SMA方案在世界其他國家應用較少，近年開始應用環氧瀝青及澆注式瀝青混凝土鋪裝材料，這表明我國鋼

2、橋面鋪裝材料也在不斷改進和完善。 我國初建的鋼橋橋面板相對較薄，多為12mm厚，最近新建鋼橋橋面板厚度已經提高到14mm或16mm，這也反映出設計人員開始從鋼橋面板剛度角度綜合考慮鋼橋面鋪裝問題。幾種典型結構病害形式我國鋼橋面鋪裝使用情況表明，雙層SMA鋪裝出現早期破壞情況較嚴重，主要是高溫車轍、橫向推移、縱向推移、開裂等病害；澆注式瀝青混凝土橋面鋪裝也出現早期車轍、開裂損壞，這些橋面鋪裝大部分在3年內出現病害，4年左右開始翻修；環氧瀝青橋面鋪裝表現較好，但部分橋梁也出現了鼓包和開裂病害。 研究目的：通過對鋼橋面鋪裝損傷機理及耐久性養護方面進行研究，為鋼橋面鋪裝設計和養護提供理論依據和技術支持

3、。 雙層SMA鋪裝車轍病害 雙層SMA鋪裝推移、脫層 澆注式鋪裝車轍病害 澆注式+SMA鋪裝車轍 環氧瀝青鋪裝鼓包線形開裂 環氧瀝青鋪裝鼓包開裂發展-浸水 正交異性鋼橋面鋪裝層組成和要求 在鋼橋面上鋪筑瀝青鋪裝層的目的主要有3個：1.提供舒適抗滑性能的行駛路面；2.提供平整的行駛路面，以彌補橋面板的不平整；3.提供防水層，保護橋面板。橋面鋪裝結構組成 通常由粘結層、粘附層、緩沖層、磨耗層等組成。鋪裝各層如下：1.粘結底層（bonding layer）：提供鋼板表面與緩沖層之間的可靠粘結；2.緩沖層（isolation layer）：保護鋼板，避免腐蝕，并在鋼板與磨耗層之間形成一個柔性過渡；3.

4、粘附層（adhesion layer）：提供磨耗層與緩沖層之間的可靠粘結；4.磨耗層（wearing layer）：傳遞交通荷載，提高必要抗滑構造，及平整度。當然在實際鋪裝結構中，可以通過一種材料獲得幾個功能，或一個功能進一步由幾層材料共同承擔。 鋪裝材料性能要求 對于鋼橋面鋪裝材料一般需要滿足以下基本要求：1.鋪裝材料需要具有抗車轍性能；2.鋪裝材料具有低溫抗裂性能；3.各層鋪裝材料之間需要具有可靠的粘結；4.鋪裝材料提供充分的抗滑能力。典型鋪裝材料：環氧瀝青瀝青混凝土 環氧瀝青是將環氧樹脂加入瀝青中，與摻入瀝青中的固化劑反應，形成不可逆的熱固性材料。這種材料改變了瀝青的熱塑性質，環氧瀝青混

5、合料具有優良的物理力學性質，也具有良好的路用性能。環氧瀝青屬于雙相材料，其中連續相為熱固性環氧樹脂，非連續相為瀝青，環氧瀝青混凝土集料的最大粒徑一般為10mm。 典型鋪裝結構環氧瀝青瀝青混凝土特點與應用環氧瀝青在低溫時具有良好的韌性，高溫時不熔化，環氧瀝青路面具有更優良的穩定性，具有優異的抗裂性，同時具有密水性。環氧瀝青混合料在高溫、低溫情況下均表現出優良的抗疲勞性能，具有良好的耐久性能，在橋面鋪裝上有廣泛的應用。環氧瀝青作為鋼橋面鋪裝材料與鋼板組成較理想的復合結構，能夠對正交異性鋼橋面起到增強剛度作用，減小鋼橋面撓度，延長鋼橋面板的使用壽命。 常用環氧瀝青種類 常用的環氧瀝青主要分為：從拌和

6、溫度分為：熱拌環氧瀝青、溫拌環氧瀝青、常溫環氧三類。從產地分為：美國、日本、國產三類。ChemCo環氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝實施流程： 備料 設備調試 防腐涂裝 噴灑防水粘結 中央分隔帶鋪裝 混合料生產 運輸 下層攤鋪 碾壓成型 接縫處理 噴灑粘結層 混合料生產 運輸 上層攤鋪 碾壓成型 接縫處理 養護 防 腐 層噴砂除銹1采用多臺拋丸機并行直線連續拋丸的方式，每幅拋丸處應互相搭接510mm。2經拋丸處理后的鋼板表面不應有焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等，其清潔度應達到Sa2.5級，粗糙度應為Rz4080m。3對于不適于拋丸的少數部位可使用機械打磨。除銹等級為St3.0級。4對于已經拋丸結束，

7、未噴涂涂料的鋼板表面，必須采用適當的保護措施，盡快報驗進入油漆噴涂工序。防腐涂裝1噴涂作業宜使用高壓無氣噴涂法，在邊角處預涂和少量補涂時可采用刷涂法。2涂層應均勻，無漏噴、干噴，無龜裂、流墜、針眼和氣泡等缺陷。3施工時應連續自測濕膜厚度，以獲得要求的干膜厚度。防水粘結層與粘層1. 施工條件：環境溫度：10 相對濕度：90%風力： 10m/s2. 施工前要確認施工期間不會出現雨、霧天氣。 3. 確定灑布方向時應考慮風向的影響，并采用措施防止粘結料對鋼橋面及其他非作業區的污染。 噴灑的粘結層應均勻、連續，用量準確。噴灑區邊緣保持橫平豎直，且嚴格控制噴灑區邊緣粘結層灑布量。超量、漏灑或少灑的地方應予

8、以糾正，并及時對噴灑超量的地方用木鏟進行處理（不得破壞橋面防腐涂裝層）。 粘結料噴灑后的48h內應完成環氧瀝青混合料的攤鋪碾壓作業，如因故不能按時攤鋪碾壓，在混合料攤鋪前應按0.35L/用量重新噴灑粘結料。為達到防止污染及減輕對粘結層的破壞，攤鋪過程中承包商可采用邊側供料的方式，以避免運料車輛在粘結層上通行環氧瀝青混凝土鋪裝層施工準備：開始拌和前的1小時應完成對環氧瀝青結合料混合計量機的標定，確保組分A與組分BV以正確的比例混合。開始攤鋪前的3小時應檢查作業面的粘結層表面有無缺陷或污染、是否均勻、干燥，如有缺陷應及時處理。混合料的拌制貯油罐內材料的預熱1在拌制環氧瀝青混合料之前夜，要預先將A及

9、BV加熱脫筒，分別泵入各自的廠內貯油罐中。2貯油罐內的加熱溫度為：A加熱至873；BV加熱至1283，應始終保持這一溫度。混合料的拌制混合料的拌和時間應經過試拌確定，環氧瀝青混合料每鍋的拌和時間宜控制在4050s，其中干拌時間不得少于3s。 拌和的環氧瀝青混合料應均勻一致，所有礦料顆粒應全部裹覆環氧瀝青結合料，無花白料、死料、無結團成塊或粗細集料離析現象，混合料溫度在110121范圍內并基本保持穩定。 增設臨時料斗混合料拌和質量與溫度的檢查混合料的攤鋪攤鋪寬度1應根據“每幅應在一個工作日內連續攤鋪完成”的原則選擇合適的攤鋪寬度。2縱縫宜設置在車道線處，與腹板或縱向加勁肋的橫向間距不應小于10c

10、m。3攤鋪層側向若為自由邊時，攤鋪寬度應比鋪裝層設計寬度超寬10cm。攤鋪速度1.攤鋪機必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪。2.攤鋪速度應根據供料能力及各料車送料單上的“容許卸料時間”確定，以勻速攤鋪為原則，并盡可能減少攤鋪過程中的拉料與魚尾紋等現象的產生，非特殊情況不得隨意變換攤鋪速度或中途停頓。3.攤鋪過程中應派專人均勻翻動螺旋布料器與熨平板之間的混合料，并及時清除“死料” 壓路機組合及碾壓遍數1碾壓緊跟攤鋪機進行。2碾壓過程按初壓、復壓、終壓三個階段進行。具體碾壓遍數與壓路機組合應通過試鋪確定，在正橋施工時可根據現場情況適當調整。3使用輪胎壓路機時，必須檢查各輪胎的磨耗及壓力是否相等，防止

11、因輪胎軟硬不一影響面層的橫向平整度。碾壓溫度1派專人負責檢測碾壓溫度，保證初壓終了溫度不低于82，終壓終了溫度不低于65。2當溫度不滿足要求時，要查明原因，采取有效措施，并杜絕再次發生。開放交通1. 環氧瀝青混凝土鋪裝的養護期暫定為3045天，具體時間應根據；2. 環境溫度與現場試驗結果確定；3. 環氧混凝土攤鋪最后一天，成型68組馬歇爾試件；成型完畢將其放在鋼橋上，與鋪裝層在相同的自然環境下養護；4. 每隔7天，取一組馬歇爾試件，進行穩定度試驗；5. 當測試穩定度固化試件穩定度的75%時，可開放小車通過;當95%時，可完全開放交通。 日本環氧瀝青混凝土施工特點日本大近代化成株式會社的TAF環

12、氧瀝青與美國ChemCo公司的環氧瀝青施工過程差別較大，近代化成株式會社TAF環氧瀝青施工過程是先把環氧主劑與固化劑混合，并在混合料拌合過程中直接加入拌合倉，與集料、瀝青拌合，拌合出環氧瀝青混合料。 一般環氧樹脂及固化劑與瀝青比例為35：65（或50：50），混合料拌合溫度為160180，可施工時間約為2h。TAF環氧瀝青特點TAF環氧瀝青與ChemCo公司的環氧瀝青相比，混合料可施工時間較長，施工控制相對難度較低，而且養生期短，也非常適合維修工程。環氧瀝青施工控制環氧瀝青混凝土的施工過程和機理與普通瀝青混合料施工具有顯著差別，主要表現為：1. 環氧瀝青混凝土施工是一個化學反應過程，因此對施工

13、各環節的溫度和時間要求非常嚴格，如果超過規定時間或溫度要求，材料必須廢棄，一般控制精度要求精確到時間為1min和溫度為1；2. 環氧瀝青混凝土一般設計空隙率低于3%，基本處于不透氣狀態，因此施工過程中環氧瀝青混凝土中嚴禁進入水，否則將產生鼓包開裂病害；3. 環氧瀝青混凝土完成施工后需要一定時間的養生期，因材料不同養生期可能需要745天；4. 環氧瀝青混凝土造價昂貴，約是普通瀝青混凝土造價的10倍，因此如果施工控制失誤將造成較高的損失。環氧瀝青施工控制關鍵環節 為保證鋼橋面鋪裝工程質量，環氧瀝青鋪裝施工中的技術難點和質量控制與保證的關鍵環節主要包括：1.施工設備、組織管理、施工工藝控制是保證環氧

14、鋪裝質量的關鍵環節，工作中編制鋼橋面環氧瀝青鋪裝施工技術指南、鋼橋面環氧瀝青鋪裝施工質量控制方案，做好前期準備、檢查和培訓工作。2.原材料備料，尤其是集料備料的質量、規格、含水量對環氧鋪裝質量影響非常大，混合料質量特性的穩定性問題十分突出。在加大檢測頻率同時，應用控制圖等統計工具作為主要檢測手段，保證施工質量的穩定，進行及時的質量糾錯與改進。環氧瀝青施工控制關鍵環節3.試驗段檢驗、評價、完善工作是保證環氧鋪裝質量的關鍵前提條件，通過試驗段的試鋪、檢驗、改進來保證主橋鋪裝質量的可靠性。4.做好雨季施工的預防措施，尤其做好原材料的防水、防潮措施，并做好施工過程的防水控制和檢驗。5.施工過程控制是環

15、氧瀝青鋪裝施工質量的關鍵，施工過程精確控制施工時間、溫度、工藝過程等環節，及時發現問題并改進處理。主要創新點1. 管理創新在鋼橋面鋪裝施工中，按照項目分類建立基于職能小組的精細化管理體系，在保證和提高環氧瀝青鋼橋面鋪裝質量方面起到顯著效果，“基于職能小組的項目施工精細化管理”項目獲得第十八屆廣東省企業管理現代化創新成果一等獎。主要創新點2. 工藝創新結合鋼橋面環氧瀝青粘層油施工的特點，開發鋼橋面環氧瀝青自動灑布裝置及側向布料裝置，改變了原來人工灑布及運輸車直接行駛粘層油的施工工藝，提高了施工質量。開發了日本環氧瀝青智能投放裝置，代替了人工投放，計量更加準確，環氧組分攪拌更加均勻，降低了人工勞動

16、強度，使日本環氧大規模施工變成可能。研究了大跨徑鋼橋面日本環氧瀝青鋪裝施工方法（專利號：ZL 200910036672. 7）（發明專利）人工灑布機械灑布人工投入設備投入智能投放裝置主要創新點設備創新鋼橋面環氧瀝青自動灑布裝置（專利號：200710030682.0 200720057797.4）（發明專利）簡易環氧瀝青混合料側向布料裝置（專利號：200720051951.7）（實用新型專利）針對環氧瀝青后續養護，開發了鋼橋面環氧瀝青綜合養護車，能實現裂縫、鼓包及坑槽熱料維修工作（專利號：201120502971.8 ）（實用新型專利） 開發了瀝青攪拌站4級溫度控制系統，精確控制混合料溫度在2針對環氧瀝青施工中的“死料”，開發了攤鋪機“死料”自動清除裝置智能灑布小車環氧瀝青綜合養護車側向喂料設備“死料”清理裝置主要成果應用1. 湛江海灣大橋，雙層ChemCo美國環氧瀝青，2006年施工，局部鼓包、裂縫病害，總體使用效果良好。2. 深圳后海大橋，雙層ChemCo美國環氧瀝青，2007年施工，無病害，總體使用效果良好。3. 湖北陽邏長江大橋，雙層ChemCo美國環氧瀝青，2007年施工，局部鼓包、裂縫病害，總體使用效果良好。4. 廣州珠江黃埔大橋，雙層ChemCo美國環氧瀝青及日本環氧瀝青（懸索橋重車道），2008年施工，局部鼓包、裂縫病害，總體使