大橋混合梁鋼橋面澆注式瀝青混凝土鋪裝技術(shù)

1、甌江大橋混合梁橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)研究 交通運輸部公路科學(xué)研究所大橋混合梁鋼橋面澆注式瀝青混凝土鋪裝技術(shù)施工技術(shù)交流匯報人：徐全亮2022/7/25-2-匯報內(nèi)容 甌江大橋工程概況 鋼橋面鋪裝設(shè)計方案 澆注式瀝青混凝土特點 前期所完成的工作 鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系 問題與建議2022/7/25-3-甌江大橋工程概況位置：位于浙江諸永高速公路溫州段得延伸線上。全長4.7km。橋型：混合梁剛構(gòu)橋橋跨布置： 84+200+84=368(m)其中鋼梁長80m鋼混結(jié)構(gòu)特點：充分發(fā)揮混凝土梁與鋼梁各自優(yōu)點，降低梁高，結(jié)構(gòu)布置靈活甌江橋：根部梁高9.0m，普通梁高12m左右；邊中跨比0.42，普通0

2、.55左右 諸永高速公路甌江大橋2022/7/25-4-甌江大橋工程概況鋼混結(jié)合段 有格室后承壓板式 鋼梁側(cè)采用變剛度鋼箱梁，長2.2m，混凝土梁側(cè)長1.8m,總長4.0m 頂?shù)装濉⒏拱宀捎秒p壁板鋼-混組合結(jié)構(gòu)，采用開孔板連接件（PBL）2022/7/25-5-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案1. 主橋鋼箱梁段鋪裝設(shè)計方案2022/7/25-6-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案2. 鋼混結(jié)合段鋪裝設(shè)計方案（鋪裝）2022/7/25-7-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案3. 其它細部設(shè)計外側(cè)路緣石附近設(shè)置螺旋排水管施工縫采用貼縫條處治2022/7/25-8-澆注式瀝青混凝土澆筑式瀝青混凝土二十世紀(jì)五十年代澆筑式瀝青混凝土起源于德國，德文

3、為Gu，意思為“流動路面”，英文名稱為GussAsphalt 。英國稱作Mastic Asphalt兩者在施工工藝上有所區(qū)別。 澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝體系是歐洲和日本的主要鋪裝類型，其中日本使其得以長足發(fā)展。澆注式瀝青混凝土鋪裝1997年在我國香港青馬大橋上首次使用。截至目前已在我國60余座鋼橋上使用。2022/7/25-9-澆注式瀝青混凝土空隙率極小，接近于0，無需碾壓便能達到其最終強度，它 不會出 現(xiàn)因壓實不足而表現(xiàn)出的缺陷病害； 不透水，也不吸水，對含Cl的溶液及經(jīng)常性潮氣作用之類的氣候影響因素不敏感。因而不會出現(xiàn)水損害問題； 柔韌性強，對沖擊及顛簸不敏感； 結(jié)合料在氣候因素影響下幾

4、乎不會老化，具有較好的耐久性(使用壽命20年以上)； 瀝青含量較高，具有較好的抗開裂能力。優(yōu)點：缺點： 澆注式瀝青混凝土動穩(wěn)定度約為300500次/mm,雖經(jīng)江陰長江大橋雙層澆注式瀝青混凝土（4年）和安慶長江大橋（8年）驗證，但其高溫穩(wěn)定性一直是業(yè)界較為關(guān)心的問題。2022/7/25-10-目前已經(jīng)開展的工作我國現(xiàn)有澆筑式瀝青混凝土鋼橋面及鋼混結(jié)合段鋪裝設(shè)計施工技術(shù)及使用現(xiàn)狀調(diào)研分析 （鄂東大橋、重慶石板坡大橋）結(jié)構(gòu)形式調(diào)研施工技術(shù)調(diào)研使用性能調(diào)研主要破壞形式調(diào)研甌江大橋氣候（降雨和溫度）調(diào)查（中資公司）甌江大橋的交通荷載水平調(diào)查（中資公司）2022/7/25-11-前期所完成的工作使用情況調(diào)

5、研鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主 跨通車時間澆注式鋪裝GA+SMA重慶朝天門大橋鋼桁梁5522009.4重慶菜園壩大橋鋼箱拱梁4202006重慶石板坡長江大橋T型鋼構(gòu)3302006.8長沙三汊磯大橋鋼箱梁3282006.9南京夾江大橋鋼箱梁2482009.10安慶長江大橋鋼箱梁5102004.10汕頭礐石大橋（翻修）鋼箱梁PC箱梁5182006.11山東勝利黃河大橋鋼箱梁2882003.7江西南昌洪都大橋鋼箱梁3652009贛州飛龍島大橋鋼箱梁1502009贛州贛江公路大橋鋼箱梁4082010江西南昌英雄大橋鋼箱梁3852009江蘇省S342主線上跨互通鋼橋鋼箱梁161+1612006MA+SMA

6、昂船洲大橋鋼箱梁10182009.10深圳灣大橋鋼箱梁210+1802007.7MA青馬大橋鋼桁梁13771998江陰大橋鋼箱梁138519992022/7/25-12-前期所完成的工作使用情況調(diào)研序號橋梁名稱防水體系交通量使用狀況1香港青馬大橋Eliminator防水粘結(jié)層+ MA重交通使用情況良好2江陰長江大橋瀝青砂膠+ GA重交通、超載嚴(yán)重部分防水層失效3勝利黃河大橋（翻修）環(huán)氧樹脂（兩層撒砂）+溶劑型粘結(jié)劑（兩層）+瀝青砂膠+ GA中交通使用情況良好4安慶長江大橋溶劑型粘結(jié)劑 + GA中交通使用情況良好5長沙三汊磯大橋環(huán)氧樹脂（兩層撒砂）+橡膠瀝青砂膠+ GA中交通使用情況良好6重慶石

7、板坡長江大橋中交通、基本無超載使用情況良好7礐石大橋（翻修）重交通、超載嚴(yán)重部分防水層失效8深圳灣大橋（翻修）Eliminator防水粘結(jié)層+ GA中交通使用情況良好9重慶菜園壩長江大橋中交通使用情況良好10江蘇S342立交主跨橋重交通、超載嚴(yán)重使用情況良好11昂船洲大橋Eliminator防水粘結(jié)層+ MA重交通使用情況良好12上海橋隧（長江大橋）Eliminator防水粘結(jié)層+ GA輕交通使用情況良好13重慶朝天門長江大橋中交通使用情況良好“防水粘結(jié)層 + MA（GA）保護層”防水體系調(diào)查統(tǒng)計2022/7/25-13-前期所完成的工作使用情況調(diào)研序號橋梁名稱鋪裝方案使用狀況1重慶朝天門大橋

8、Eliminator+GA+SMA良好，無任何病害2重慶菜園壩大橋良好，無任何病害3重慶石板坡長江大橋環(huán)氧樹脂+瀝青砂膠+GA+SMA良好，無任何病害4長沙三汊磯大橋良好，無任何病害5南京夾江大橋Eliminator+GA+SMA良好，無任何病害6江蘇省S342主線上跨互通良好，無任何病害7安慶長江大橋環(huán)氧樹脂+瀝青砂膠+GA+SMA面層一條縱向裂縫8汕頭礐石大橋（翻修）慢車道鋪裝層出現(xiàn)車轍病害、劃線扭曲，局部挖補9山東勝利黃河大橋面層縱向裂縫10江西南昌洪都大橋Eliminator+GA+SMA良好，無任何病害11江西南昌英雄大橋良好，無任何病害12贛州飛龍島大橋良好，無任何病害13贛州章江

9、大橋良好，無任何病害14贛州贛江公路大橋良好，無任何病害15深圳灣大橋Eliminator+MA+SMA良好，無任何病害16昂船洲大橋良好，無任何病害17青馬大橋Eliminator+MA良好，無任何病害18江陰大橋瀝青砂膠+MA車轍、開裂嚴(yán)重，已翻修鋪裝破壞情況調(diào)查統(tǒng)計2022/7/25-14-前期所完成的工作使用情況調(diào)研香港青馬大橋是中國第一座采用英國澆注式瀝青混凝土鋪裝的鋼橋，至今已15年，使用情況良好，但其鋼橋面板厚度為25mm； 江陰長江大橋于1999年采用了英國澆注式瀝青混凝土鋪裝，是中國大陸第一座采用澆注式鋪裝的鋼橋，但一年后就出現(xiàn)了崩潰性破壞； 山東勝利黃河大橋和安慶長江大橋采

10、用德國澆注式瀝青混凝土鋪裝，距今10年左右，使用情況良好； 在經(jīng)過防水粘結(jié)層（Eliminator）、膠結(jié)料（聚合物改性瀝青和高彈改性瀝青、鋪裝結(jié)構(gòu)（澆注式+SMA）和施工技術(shù)（生產(chǎn)和運輸）等技術(shù)改進后，澆注式瀝青混凝土開始大規(guī)模應(yīng)用在大跨徑鋼橋上（近70座），整體使用情況良好； 特別是江陰長江大橋（交通、氣候條件嚴(yán)峻）雙層澆注式瀝青混凝土試驗段的鋪設(shè)，距今已4年，正常鋪筑的試驗段未出現(xiàn)任何病害，德國澆注式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性得到了有效驗證。2022/7/25-15-前期所完成的工作使用情況調(diào)研重慶石板坡長江大橋是一座剛混結(jié)合鋼構(gòu)橋，采用與甌江大橋相同的鋪裝結(jié)構(gòu)和材料，距今已7年，全橋未出現(xiàn)

11、任何病害； 湖北鄂東長江大橋剛混結(jié)合段采用豎向柔性連接處理，截至目前使用狀況良好。2022/7/25-16-前期所完成的工作材料改進貫入度（mm） 澆注式瀝青混凝土膠結(jié)料改進2022/7/25-17-澆注式鋪裝優(yōu)化組成設(shè)計 級配設(shè)計（針對高溫穩(wěn)定性） 目前已經(jīng)開展的工作2022/7/25-18-前期所完成的工作材料改進 SMA瀝青混凝土膠結(jié)料改進橋面鋪裝用SMA瀝青經(jīng)歷了SBS改性瀝青到高彈改性瀝青的階段，動溫度度達到6000次/mm以上，大大提高了高溫穩(wěn)定性； -10度小梁彎曲破壞應(yīng)變達到15E-3，是普通SMA的3倍以上，大大提高了鋪裝層的耐疲勞性能。2022/7/25-19-前期所完成的

12、工作材料改進 原材料和級配設(shè)計 原材料檢驗 配合比優(yōu)化設(shè)計與驗證 相關(guān)科研實驗2022/7/25-20-前期所完成的工作鋼混結(jié)合段鋪裝方案 鋼混結(jié)合段由于材料模量突變等因素的影響，受力較為復(fù)雜，可通過提高材料強度和剛度以及柔韌性來解決。增加柔韌性和釋放應(yīng)力方案 鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板SMA-10 35mmGA-10 35mmEliminator方案一（與主橋段鋪裝方案相同）鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板GA-10 35mmGA-10 35mmEliminator方案二 雙層澆注式瀝青混凝土2022/7/25-21-前期所完成的工作鋼混結(jié)合段鋪裝方案 鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板SMA

13、-10 35mm（切縫）GA-10 35mmEliminator 方案三 澆注式+SMA（切縫）鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板EA 30mmEA 40mm環(huán)氧樹脂雙層環(huán)氧瀝青混凝土增加強度和剛度2022/7/25-22-前期所完成的工作鋼混結(jié)合段鋪裝方案 鋪裝形式抗裂性防水性經(jīng)濟性施工便利性對全橋鋪裝性能影響澆注式+SMA優(yōu)良優(yōu)良較好較好較好雙層澆注式優(yōu)良優(yōu)良較好一般一般澆注式+SMA（切縫）優(yōu)良優(yōu)良較好較好較好雙層環(huán)氧優(yōu)良優(yōu)良一般較差較差四種方案主要性能對比2022/7/25-23-前期所完成的工作鋼混結(jié)合段鋪裝方案 鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板SMA-10 35mm（切縫）GA-10 3

14、5mmEliminator選定方案 澆注式+SMA（切縫）延長鋼混結(jié)合段鋪裝為15米采用豎向柔性連接 細部處治措施交工驗收階段的工程質(zhì)量檢查與驗收鋼橋面板處理防水粘接層SMA表面層材料GA澆注式瀝青混凝土GA層表面粘接層鋼橋面鋪裝施工步驟施工工藝鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系鋼橋面板處置鋼橋面板處置鋼橋面板清潔拋丸除銹施工清潔工序：表層松散物鋼板表面較厚的油和油脂局部受油 污染部位。注意點：采用溶劑（如甲苯）清洗時，作業(yè)人員必須保證個人安 全，現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙和電焊作業(yè)，清洗后溶劑應(yīng)集中收集。施工條件：鋼板清潔、干燥、無污染，表面無焊瘤、飛濺物、針孔；天氣預(yù)計晴好10h、干燥，環(huán)境溫度10以上、相對

15、濕度小于85、鋼板表面溫度大于實測空氣露點溫度+3風(fēng)速大于10m/s、有霧、露水、下雨時禁止施工 材料配置：磨料采用金屬混合磨料由鋼丸和鋼砂組成，二者比例通過試驗確定；磨料干燥清潔，不含油脂、鹽分等有害物質(zhì)。施工工藝：噴砂作業(yè)由噴砂機連續(xù)勻速進行除銹。多臺噴砂機時，作業(yè)范圍要搭接。最后一遍拋丸除銹，要換清潔干燥磨料，禁止使用回收磨料。噴砂機的作業(yè)行走速度和拋丸作業(yè)的遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場實施效果確定。無法用回收式真空拋丸機拋丸的邊角處及橋面的凹坑部位，采用手提式真空拋丸機補充拋丸。噴砂作業(yè)完成后，回收散落鋼砂。噴砂除銹過程應(yīng)實行區(qū)域性封閉施工。拋丸后的鋼板表面保持清潔無污染。規(guī)定時間未涂刷EBCL膠料的

16、，應(yīng)重新處理。防水粘結(jié)層防水粘結(jié)層施工條件涂布面須清潔、干燥、無浮銹、無塵埃。除銹處理后3小時內(nèi)開始實施施工環(huán)境溫度大于10，濕度小于90% ，霧天及下雨 時不得施工 材料施工工藝質(zhì)量檢測Eliminator防水粘結(jié)層成品材料。除銹處理后開始防腐底涂層Zed S94。 Zed S94固化后，噴涂Eliminator防水材料（兩層）。刷涂、滾涂或噴涂施工Tack Coat No.2膠粘劑。施工結(jié)束后應(yīng)封閉養(yǎng)護、不得在在膠料初始固化前可能下雨的天氣中施工。防水層干膜厚度不小于2mm常溫下與鋼板之間的抗拉拔強度不小于5MPaGA澆注式瀝青混凝土層GA澆注式瀝青混凝土層施工準(zhǔn)備配合比設(shè)計混合料拌合混合

17、料運輸混合料攤鋪和壓實成型接 縫質(zhì)量檢查不得在霧天和下雨時施工；準(zhǔn)確定位側(cè)限擋板的高度，做好人員和機械的準(zhǔn)備;礦料級配；設(shè)計方法和設(shè)計要求；設(shè)計流程；瀝青加熱溫度：170190、集料加熱溫度：280320 出料溫度：220250 干拌15s,濕伴90s，總時間115s，以均勻無花白料為準(zhǔn)。專用的運輸設(shè)備cooker、自動保溫和加熱220250 注意運輸時間，不得小于45分鐘專用的攤鋪設(shè)備、無需碾壓、如產(chǎn)生氣泡，應(yīng)及時刺破施工天氣晴時進行，施工時間控制在60min內(nèi)，結(jié)束后封閉交通2-3d;盡可能不設(shè)施工縫；若設(shè)置，橫縫宜在橫梁間隔約1/4處，上下層橫 縫位置至少錯開1.5m，橫縫界面應(yīng)涂布粘結(jié)

18、材料。SMA表面層施工工藝及質(zhì)量檢驗SMA施工準(zhǔn)備、施工工藝、質(zhì)量控制和檢查的相應(yīng)技術(shù)要求應(yīng)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。配合比設(shè)計配合比設(shè)計方法和技術(shù)要求；配合比設(shè)計應(yīng)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。 體系中的SMA混凝土一般采用高粘改性瀝青，對出料溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度要求更高，應(yīng)特別引起注意。 說明SMA表面層SMA瀝青混凝土： 生產(chǎn)、攤鋪和碾壓工藝與普通路面用SMA基本相同，但最好采用水平震蕩壓路機進行碾壓；縱向接縫應(yīng)盡量采用熱接縫，且縱向裂縫應(yīng)避開輪跡帶部位；在面層SMA施工完并清理干凈后，行車道鋪裝表面層壓實3天后，可開放2t以下輕型交通，5天后可正式開放交通。

19、鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系2022/7/25-29-接縫處理： 應(yīng)調(diào)整機械配置，使?jié)沧⑹綖r青混凝土能夠連續(xù)攤鋪，減少橫向接縫設(shè)置，不得已設(shè)置橫向接縫時，應(yīng)設(shè)置于橫隔板間距1/4處。接縫處應(yīng)采用貼縫條進行處治; 試 驗 項 目要 求試驗方法軟化點（RB） JTG E20-2011 T0604低溫柔度（-20，30min，R=15mm）無裂紋GB 18243-2000彈性恢復(fù)率（25） %JTG E20-2011 T0662貼縫條技術(shù)要求鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系2022/7/25-30-施工過程中質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)： 噴砂除銹；應(yīng)檢測粗糙度和潔凈度。Eliminator施工；應(yīng)檢測厚度和拉拔強度澆注式

20、瀝青混凝土施工：應(yīng)檢測貫入度和流動性（現(xiàn)場目測）、厚度。鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系SMA施工：應(yīng)檢測混合料溫度、壓實度、馬歇爾指標(biāo)、厚度、表面抗滑和滲水系數(shù)2022/7/25-31-驗收標(biāo)準(zhǔn)： 鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系工程分項檢測指標(biāo)要求合格判定檢測頻度噴砂除銹清潔度 級Sa2.5全部達到要求6點/1000粗糙度 m80120最小80，最大120防水粘結(jié)層用 量 g/底涂層100200最小1001次/1000Eliminator25003500最小2500Tack Coat No.2膠粘劑100200最小100濕膜厚度mm1.2平均值滿足要求1點/100粘結(jié)強度(25)MPa5最小56點/1000澆注式鋪裝用改性瀝青針入度(25)0.1mm2060符合要求1次/施工日軟化點 80延度(5)cm20澆注式瀝青混合料級配(通過率)拌合樓記錄9.5mm，4.75mm2.36mm0.075mm762與施工級配目標(biāo)值對比，每次結(jié)果均達到要求1次/施工日油石比 0.3與