大跨徑鋼橋面鋪裝施工技術(shù)廣東省公路學(xué)會課件

1、大跨徑鋼橋面鋪裝施工技術(shù)廣東省交通集團(tuán)有限公司廣東省長大公路工程有限公司 主要內(nèi)容研究背景正交異性鋼橋面鋪裝層組成和要求常用環(huán)氧瀝青種類ChemCo環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝日本環(huán)氧瀝青混凝土施工特點主要創(chuàng)新點主要成果應(yīng)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(huán)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(yīng)用較少，近年開始應(yīng)用環(huán)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(jìn)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(jīng)提高到14mm或16mm，這也反映出設(shè)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(jié)構(gòu)病害形式我國鋼橋面鋪裝使用情況表明，雙層SMA鋪裝出現(xiàn)早期破壞情況較嚴(yán)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(xiàn)早期車轍、開裂損壞，這些橋面鋪裝大部分在3年內(nèi)出現(xiàn)病害，4年左右開始翻修；環(huán)氧瀝青橋面鋪裝表現(xiàn)較好，但部分橋梁也出現(xiàn)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(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行研究，為鋼橋面鋪裝設(shè)計和養(yǎng)護(hù)提供理論依據(jù)和技術(shù)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(huán)氧瀝青鋪裝鼓包線形開裂 環(huán)氧瀝青鋪裝鼓包開裂發(fā)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(hù)橋面板。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)組成 通常由粘結(jié)層、粘附層、緩沖層、磨耗層等組成。鋪裝各層如下：1.粘結(jié)底層（bonding layer）：提供鋼板表面與緩沖層之間的可靠粘結(jié)；2.緩沖層（isolation layer）：保護(hù)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(jié)；4.磨耗層（wearing layer）：傳遞交通荷載，提高必要抗滑構(gòu)造，及平整度。當(dāng)然在實際鋪裝結(jié)構(gòu)中，可以通過一種材料獲得幾個功能，或一個功能進(jìn)一步由幾層材料共同承擔(dān)。 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(jié)；4.鋪裝材料提供充分的抗滑能力。典型鋪裝材料：環(huán)氧瀝青瀝青混凝土 環(huán)氧瀝青是將環(huán)氧樹脂加入瀝青中，與摻入瀝青中的固化劑反應(yīng)，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(zhì)，環(huán)氧瀝青混

5、合料具有優(yōu)良的物理力學(xué)性質(zhì)，也具有良好的路用性能。環(huán)氧瀝青屬于雙相材料，其中連續(xù)相為熱固性環(huán)氧樹脂，非連續(xù)相為瀝青，環(huán)氧瀝青混凝土集料的最大粒徑一般為10mm。 典型鋪裝結(jié)構(gòu)環(huán)氧瀝青瀝青混凝土特點與應(yīng)用環(huán)氧瀝青在低溫時具有良好的韌性，高溫時不熔化，環(huán)氧瀝青路面具有更優(yōu)良的穩(wěn)定性，具有優(yōu)異的抗裂性，同時具有密水性。環(huán)氧瀝青混合料在高溫、低溫情況下均表現(xiàn)出優(yōu)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(yīng)用。環(huán)氧瀝青作為鋼橋面鋪裝材料與鋼板組成較理想的復(fù)合結(jié)構(gòu)，能夠?qū)φ划愋凿摌蛎嫫鸬皆鰪妱偠茸饔茫瑴p小鋼橋面撓度，延長鋼橋面板的使用壽命。 常用環(huán)氧瀝青種類 常用的環(huán)氧瀝青主要分為：從拌和

6、溫度分為：熱拌環(huán)氧瀝青、溫拌環(huán)氧瀝青、常溫環(huán)氧三類。從產(chǎn)地分為：美國、日本、國產(chǎn)三類。ChemCo環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝實施流程： 備料 設(shè)備調(diào)試 防腐涂裝 噴灑防水粘結(jié) 中央分隔帶鋪裝 混合料生產(chǎn) 運輸 下層攤鋪 碾壓成型 接縫處理 噴灑粘結(jié)層 混合料生產(chǎn) 運輸 上層攤鋪 碾壓成型 接縫處理 養(yǎng)護(hù) 防 腐 層噴砂除銹1采用多臺拋丸機并行直線連續(xù)拋丸的方式，每幅拋丸處應(yīng)互相搭接510mm。2經(jīng)拋丸處理后的鋼板表面不應(yīng)有焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等，其清潔度應(yīng)達(dá)到Sa2.5級，粗糙度應(yīng)為Rz4080m。3對于不適于拋丸的少數(shù)部位可使用機械打磨。除銹等級為St3.0級。4對于已經(jīng)拋丸結(jié)束，

7、未噴涂涂料的鋼板表面，必須采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，盡快報驗進(jìn)入油漆噴涂工序。防腐涂裝1噴涂作業(yè)宜使用高壓無氣噴涂法，在邊角處預(yù)涂和少量補涂時可采用刷涂法。2涂層應(yīng)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(yīng)連續(xù)自測濕膜厚度，以獲得要求的干膜厚度。防水粘結(jié)層與粘層1. 施工條件：環(huán)境溫度：10 相對濕度：90%風(fēng)力： 10m/s2. 施工前要確認(rèn)施工期間不會出現(xiàn)雨、霧天氣。 3. 確定灑布方向時應(yīng)考慮風(fēng)向的影響，并采用措施防止粘結(jié)料對鋼橋面及其他非作業(yè)區(qū)的污染。 噴灑的粘結(jié)層應(yīng)均勻、連續(xù)，用量準(zhǔn)確。噴灑區(qū)邊緣保持橫平豎直，且嚴(yán)格控制噴灑區(qū)邊緣粘結(jié)層灑布量。超量、漏灑或少灑的地方應(yīng)予

8、以糾正，并及時對噴灑超量的地方用木鏟進(jìn)行處理（不得破壞橋面防腐涂裝層）。 粘結(jié)料噴灑后的48h內(nèi)應(yīng)完成環(huán)氧瀝青混合料的攤鋪碾壓作業(yè)，如因故不能按時攤鋪碾壓，在混合料攤鋪前應(yīng)按0.35L/用量重新噴灑粘結(jié)料。為達(dá)到防止污染及減輕對粘結(jié)層的破壞，攤鋪過程中承包商可采用邊側(cè)供料的方式，以避免運料車輛在粘結(jié)層上通行環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層施工準(zhǔn)備：開始拌和前的1小時應(yīng)完成對環(huán)氧瀝青結(jié)合料混合計量機的標(biāo)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(yīng)檢查作業(yè)面的粘結(jié)層表面有無缺陷或污染、是否均勻、干燥，如有缺陷應(yīng)及時處理?；旌狭系陌柚瀑A油罐內(nèi)材料的預(yù)熱1在拌制環(huán)氧瀝青混合料之前夜，要預(yù)先將A及

9、BV加熱脫筒，分別泵入各自的廠內(nèi)貯油罐中。2貯油罐內(nèi)的加熱溫度為：A加熱至873；BV加熱至1283，應(yīng)始終保持這一溫度?；旌狭系陌柚苹旌狭系陌韬蜁r間應(yīng)經(jīng)過試拌確定，環(huán)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(huán)氧瀝青混合料應(yīng)均勻一致，所有礦料顆粒應(yīng)全部裹覆環(huán)氧瀝青結(jié)合料，無花白料、死料、無結(jié)團(tuán)成塊或粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，混合料溫度在110121范圍內(nèi)并基本保持穩(wěn)定。 增設(shè)臨時料斗混合料拌和質(zhì)量與溫度的檢查混合料的攤鋪攤鋪寬度1應(yīng)根據(jù)“每幅應(yīng)在一個工作日內(nèi)連續(xù)攤鋪完成”的原則選擇合適的攤鋪寬度。2縱縫宜設(shè)置在車道線處，與腹板或縱向加勁肋的橫向間距不應(yīng)小于10c

10、m。3攤鋪層側(cè)向若為自由邊時，攤鋪寬度應(yīng)比鋪裝層設(shè)計寬度超寬10cm。攤鋪速度1.攤鋪機必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪。2.攤鋪速度應(yīng)根據(jù)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(xiàn)象的產(chǎn)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(yīng)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(shù)1碾壓緊跟攤鋪機進(jìn)行。2碾壓過程按初壓、復(fù)壓、終壓三個階段進(jìn)行。具體碾壓遍數(shù)與壓路機組合應(yīng)通過試鋪確定，在正橋施工時可根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)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(fù)責(zé)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(dāng)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(fā)生。開放交通1. 環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的養(yǎng)護(hù)期暫定為3045天，具體時間應(yīng)根據(jù)；2. 環(huán)境溫度與現(xiàn)場試驗結(jié)果確定；3. 環(huán)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(huán)境下養(yǎng)護(hù)；4. 每隔7天，取一組馬歇爾試件，進(jìn)行穩(wěn)定度試驗；5. 當(dāng)測試穩(wěn)定度固化試件穩(wěn)定度的75%時，可開放小車通過;當(dāng)95%時，可完全開放交通。 日本環(huán)氧瀝青混凝土施工特點日本大近代化成株式會社的TAF環(huán)

12、氧瀝青與美國ChemCo公司的環(huán)氧瀝青施工過程差別較大，近代化成株式會社TAF環(huán)氧瀝青施工過程是先把環(huán)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(huán)氧瀝青混合料。 一般環(huán)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(huán)氧瀝青特點TAF環(huán)氧瀝青與ChemCo公司的環(huán)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(yǎng)生期短，也非常適合維修工程。環(huán)氧瀝青施工控制環(huán)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(xiàn)為：1. 環(huán)氧瀝青混凝土施工是一個化學(xué)反應(yīng)過程，因此對施工

13、各環(huán)節(jié)的溫度和時間要求非常嚴(yán)格，如果超過規(guī)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(huán)氧瀝青混凝土一般設(shè)計空隙率低于3%，基本處于不透氣狀態(tài)，因此施工過程中環(huán)氧瀝青混凝土中嚴(yán)禁進(jìn)入水，否則將產(chǎn)生鼓包開裂病害；3. 環(huán)氧瀝青混凝土完成施工后需要一定時間的養(yǎng)生期，因材料不同養(yǎng)生期可能需要745天；4. 環(huán)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(huán)氧瀝青施工控制關(guān)鍵環(huán)節(jié) 為保證鋼橋面鋪裝工程質(zhì)量，環(huán)氧瀝青鋪裝施工中的技術(shù)難點和質(zhì)量控制與保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要包括：1.施工設(shè)備、組織管理、施工工藝控制是保證環(huán)氧

14、鋪裝質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工作中編制鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝施工技術(shù)指南、鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝施工質(zhì)量控制方案，做好前期準(zhǔn)備、檢查和培訓(xùn)工作。2.原材料備料，尤其是集料備料的質(zhì)量、規(guī)格、含水量對環(huán)氧鋪裝質(zhì)量影響非常大，混合料質(zhì)量特性的穩(wěn)定性問題十分突出。在加大檢測頻率同時，應(yīng)用控制圖等統(tǒng)計工具作為主要檢測手段，保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定，進(jìn)行及時的質(zhì)量糾錯與改進(jìn)。環(huán)氧瀝青施工控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)3.試驗段檢驗、評價、完善工作是保證環(huán)氧鋪裝質(zhì)量的關(guān)鍵前提條件，通過試驗段的試鋪、檢驗、改進(jìn)來保證主橋鋪裝質(zhì)量的可靠性。4.做好雨季施工的預(yù)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(huán)

15、氧瀝青鋪裝施工質(zhì)量的關(guān)鍵，施工過程精確控制施工時間、溫度、工藝過程等環(huán)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)處理。主要創(chuàng)新點1. 管理創(chuàng)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(xì)化管理體系，在保證和提高環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝質(zhì)量方面起到顯著效果，“基于職能小組的項目施工精細(xì)化管理”項目獲得第十八屆廣東省企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果一等獎。主要創(chuàng)新點2. 工藝創(chuàng)新結(jié)合鋼橋面環(huán)氧瀝青粘層油施工的特點，開發(fā)鋼橋面環(huán)氧瀝青自動灑布裝置及側(cè)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(zhì)量。開發(fā)了日本環(huán)氧瀝青智能投放裝置，代替了人工投放，計量更加準(zhǔn)確，環(huán)氧組分?jǐn)嚢韪泳鶆颍档土巳斯趧?/p>

16、強度，使日本環(huán)氧大規(guī)模施工變成可能。研究了大跨徑鋼橋面日本環(huán)氧瀝青鋪裝施工方法（專利號：ZL 200910036672. 7）（發(fā)明專利）人工灑布機械灑布人工投入設(shè)備投入智能投放裝置主要創(chuàng)新點設(shè)備創(chuàng)新鋼橋面環(huán)氧瀝青自動灑布裝置（專利號：200710030682.0 200720057797.4）（發(fā)明專利）簡易環(huán)氧瀝青混合料側(cè)向布料裝置（專利號：200720051951.7）（實用新型專利）針對環(huán)氧瀝青后續(xù)養(yǎng)護(hù)，開發(fā)了鋼橋面環(huán)氧瀝青綜合養(yǎng)護(hù)車，能實現(xiàn)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(fā)了瀝青攪拌站4級溫度控制系統(tǒng)，精確控制混合料溫度在2針對環(huán)氧瀝青施工中的“死料”，開發(fā)了攤鋪機“死料”自動清除裝置智能灑布小車環(huán)氧瀝青綜合養(yǎng)護(hù)車側(cè)向喂料設(shè)備“死料”清理裝置主要成果應(yīng)用1. 湛江海灣大橋，雙層ChemCo美國環(huán)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(huán)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(huán)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(huán)氧瀝青及日本環(huán)氧瀝青（懸索橋重車道），2008年施工，局部鼓包、裂縫病害，總體使