西堠门大桥环氧沥青桥面铺装施工工艺及质量控制.pdf

1 1 4 桥梁建设 2 0 0 9 年增刊 2 文章编号： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 0 9 ) s 2 -0 1 1 4 0 4 西堠 门大桥环氧沥青桥面铺装施工工艺及质量控 制 陈露一 ， 朱治宝， 潘立泉 ， 李志龙 ( 中铁 大桥 局集 团桥科 院有 限公 司 ， 湖北 武 汉 4 3 0 0 3 4 ) 摘 要 ：西堠门大桥 为主跨 1 6 5 0 m 的分 离式双钢箱梁悬索桥。钢桥 面板采用环氧沥青铺 装 ， 结合环氧 沥 青混合料 的材 料特 点及铺 装施 工的要 求 ， 从 原材 料 及其 配合 比 、 生产 与运 输 以及 摊 铺施工等方面论述了铺装的施工t - - 艺； 针对工程具备 的铺装长度 长和桥 面风大的不利因素以及防 杂物、 防水工作等重点难点工程， 制定了针对性质量控制措施。经抽 查检验， 铺装效果良好 。 关 键词 ： 环 氧 沥青 ； 钢桥 面铺 装 ； 质 量控 制 中图分 类号 ： u4 4 8 2 5 文献标 志码 ： a co n s t r u c t i o n te c h n o l o g y a n d qu a l i t y co n t r o l o f ep o x y as p ha l t de c k s u r f a c i ng o f xi h o u me n br i d g e ch en lu y i ，zh u zh i b ao，pan li q u a n，lj zh i l o n g ( br i d g e sc i e n c e re s e a r c h i n s t i t u t e l t d ，c h i n a z h o n g t i e ma j o r b r i d g e en g i n e e r i n g gr o u p，w u h a n 4 3 0 0 3 4 ，ch i n a ) ab s t r a c t ：xi h ou m e n br i dg e i s a s e pa r a t e d t wi n s t e e 1 bo x gi r d e r s u s pe ns i o n br i dg e wi t h a ma i n s pa n 1 6 5 0 m a n d t he s t e e l de c k o f t he br i d ge i s s u r f a c e d by t he e p o xy a s ph a l t i n a c c o r d a nc e wi t h t h e c h a r a c t e r i s t i c s of t he e p ox y a s p ha l t m i x t u r e a n d t h e c on s t r u c t i o n r e q u i r e me n t s f o r s u r f a c i n g o f t h e de c k。t he c o ns t r uc t i o n t e c h no l o gy f o r t he s u r f a c i n g o f t h e de c k a r e de s c r i be d f r o m s e ve r a l a s p e c t s o f t he r a w m a t e r i a l s ，mi x pr o po r t i o ni ng，pr o du c t i on，t r a n s p o r t a t i on a n d s ur f a c i ng i n t he l i g ht o f t he un f a v o r a b l e f a c t o r s t ha t s ur f a c i ng l e n g t h i s l o ng，t h e wi n d i s s t r o ng a t t he d e c k l e v e l a n d t he p r e v e n t i o n o f f o r e i g n ma t t e r s a nd wa t e r i s d i f f i c u l t ，t he pu r po s e f u l q u a l i t y c o nt r ol m e a s 一 1 前 言 钢桥 面 现 已成 为新 建大跨 度桥 梁的 主要桥 面形 式 ， 基 于钢桥 面 的特 点 ， 桥 面铺 装 要 求 严格 ， 一般 是 以单层或多层的结构形式直接铺设在钢桥 面板上。 钢桥面板的铺设除具备普通桥 面的功能外 ， 还应具 有较 强 的 抗 疲 劳 性 能 、 抗 变 形 能 力 和 温 度 稳 定 性 等 。 环氧沥青混合料具有强度高、 高低温性能好 、 抗 变形性 能 和抗疲 劳性 能 好 等 优点 ， 现 已成 为 钢 桥 面 板 铺装 的主要 材料【 3 。 西堠 门大 桥位 于 浙 江省 舟 山市 境 内 ， 是 舟 山连 岛工程 的重要 组 成 部分 ， 全 长 5 4 5 2 k m， 为 世 界 首 座分离式双钢箱梁悬索桥， 采用两跨连续全漂浮体 系 ， 钢箱 梁全 长 2 2 2 0 8 5 m； 舟 山 属北 亚 热 带南 缘 季风海洋型气候 ， 季风显著。因此， 与现有其他环氧 沥青混合料铺装工程相 比， 西堠 门大桥环 氧沥青铺 装工程具有铺装长度长、 桥面风大的不利因素， 如何 确保环氧沥青铺装质量是首要解决的重点问题。本 收稿 日期 ：2 0 0 9 0 5 0 7 作者简介 ：陈露一 ( 1 9 8 3 一) ， 男 ， 助理工程师 ， 2 0 0 5年毕业于武汉理工 大学材料化 学专业 ， 工学 学士 ， 2 0 0 8年毕业 于武汉理工大学 材料学专 业， 工学硕士( 1 u y e e e 1 2 6 c o rn) 。 西堠 门大桥环氧沥青桥面铺装施工工艺及质量控制 陈露一 ， 朱治宝 ， 潘立 泉 ， 李志龙 1 1 5 文 结合西 堠 门大桥桥 面铺 装实 际工 程 ， 从 原材 料 、 配 合比、 生产与运输、 铺装施工及确保工程质量的措施 等方面简述环氧沥青混合料铺装施工工艺及质量控 制 方法 和措 施 。 2 环氧 沥青 混合料 铺装 施工 的特点 与浇注式沥青混凝土及改性沥青 s ma等热塑 性材 料不 同 ， 环 氧沥 青 混 合料 是 一 种 典 型 的热 固性 材料 ， 因其结 合 料 为热 固性 环 氧 沥 青 而得 名 。环 氧 沥青 为环氧 树脂 ( 组分 a) 、 固化 剂与基 质 沥青 ( 组分 b ) 在 一定 条 件 下 经 化学 反 应 所 得 的 不 可 逆 的 三 相 热 固性 硬化 物 。环 氧沥 青混 合料 的性 能主要 取 决于 所 采用 的 固化剂 、 固化 反应速 度及 固化 程度 等 ， 对 于 特 定 的材 料 ， 固化 反 应速 度 与 固化 程度 主要 受 混 合 温 度与 时间及 养护 条件控 制 。大量 的 室 内外 试验 研 究 及应用 实践 均表 明 ， 环 氧沥 青 的温度 敏感性 低 、 粘 结力强。经合理设计 的环氧沥青混合料具有较高的 强度 与变 形能力 ， 其 温 度 稳定 性 与耐 久 性 均 相 当优 异 ， 且 与钢 的热胀 冷缩 性能 接 近 ， 是理 想 的耐久 性钢 桥 面铺 装 材料 。 我 国的环氧 沥青混 合料 钢桥 面铺 装 总厚度 一般 为 5 0 6 0 c ml 4 。分双层铺筑而成 ， 环氧沥青混 合料铺装 的施工与普通热拌沥青混合料类似 ， 但施 工过程中需精确控制 2组分的混合 比例 ， 且对各主 要环节的温度与时间均有严格要求 ， 混合料的生产、 运 输 、 摊 铺 、 碾 压等 工 序 均应 满 足 相 关 要 求 ， 并 据 此 进行 调度 。 3 铺 装层 结构 设计 西堠 门 大桥 钢桥 面 铺 装 层 设 计 采 用 总 厚 度 为 5 5 c m 双层 环 氧沥青 混 合料铺 设 ， 分 上 、 下 2层 ， 上 层 3 0 c m， 下层 2 5 c m， 铺装 上 层 与下 层 及下 层 与 钢桥面板之间均用环氧沥青粘结 ， 具体结构见图 1 。 3 0 c 环氧沥青混凝土粘结层上层0 4 5 l m 。 2 5 c m 环氧沥青混凝土 防水粘接层0 6 8 l m 防腐涂装 钢桥面板 图 1 环 氧沥青混合料铺装 结构 示意 4原 材料及 配 合 比 原材料是环氧沥青混合料生产 、 施工质量控制 的第 1步， 环氧沥青混合料 原材料主要有 ： 骨料、 环 氧沥青 ( a b b 。 ) 和 石粉 。粗 、 细 骨料 均 采 用 由玄 武岩轧制而成 的集料 。集料洁净干燥 ， 表面 j 0 0 9 6 为破碎面， 形状以近似立方体为主。其洛杉矶磨耗 损失、 砂当量、 磨光值等技 术指标应符合 相关要求 ( 试验方 法 as tm) 。石粉 由石灰石磨制而成 ， c a c o。 含量 应 高 于 9 o ， 并 且 不 含 石 灰 等 活性 成 分 ， 石粉 的亲 水 系数 、 粒 度 范 围、 加热 安定 性等技 术 指标 应符合相关要求。环氧沥青( a、 b 、 b ) 均为美 国进 口， 其抗拉强度 、 断裂延伸率、 热固性等技术指标也 应符 合相 关要求 。所有原 材料 分类 堆放 于拌 合站 附 近 ， 设 立标 志牌 。 环 氧 沥青混 合料 的配 合 比设计 严格 按照 目标 配 合 比设计、 生产配合 比设计及生产配合 比验证等步 骤完成 ， 其设计和检验严格按照 公路沥青路面施工 技 术规 范 ( j tg f 4 0 2 0 0 4 ) 规 定 的方 法 进 行 。环 氧 沥青 混合 料 的配 合 比设 计 委 托 有 关单 位 完 成 ， 根 据 舟 山的气候 和交 通条 件 确 定 矿 料 级 配 ， 综 合 考 虑 其疲劳性能 、 水稳定性 、 高温稳定性、 低温抗裂性等 ， 采用马歇尔试验方法确定最佳沥青用量 ， 使混合料 各性 能指 标达 到要 求 。 5生产 与运输 5 1 生产 前 的原材 料准 备 在 拌制 环氧 沥青 混合 料 的前一 天 晚上分 别将 a 及 b 组 分加 热脱 筒 ， 分别 泵入 各 自的站 内 的储 油罐 中 ， 在储 油 罐 中 ， a 加 热 至 ( 8 7 3 ) 、 b 加 热 至 ( 1 2 8 3 ) ， 并 始终 保持 这一 温度 。 5 2 矿 料加 热温 度控 制 根据 试拌 时确 定 的各冷 料仓 的流 量 向拌 和 机进 料 ， 加 热后 进入 热料 仓 ， 按 生 产配合 比设 计确 定 的各 热料仓 集 料质量 及 石粉 的质量 ， 投 入拌 缸 ， 然 后 出料 量 温 。确保 矿料 温度 稳定 在 1 1 5 1 2 1之 问 。 5 3混合料 的出料 温度控 制 设 置 临时热 料 斗 ( 接 料 滑 车 ) ， 将 拌 和 好 的 热料 卸 人临 时热 料斗 内 ， 迅 速测 温 ， 将 出 料 温度 在 1 1 o 1 2 1之 间的混 合 料 卸 入 装 载 车 内 ， 超 出该 温 度 范 围的混合料一律废弃。 5 4填 送料单 、 测 温 将满足温度要求 的混合料卸入装料 车内， 将该 盘料的温度记录在送料单上 ， 送料单上还详细记录 装 入 该车第 1盘料 和 最后 1盘料 的 出料 时 间 ， 并 在 车厢 侧壁插 上 3支 温 度计 ， 用 保 温棉 被 将 混 合 料 盖 好 。对每辆车进行编号， 将编号贴 于驾驶室前玻璃 和后挡板上的明显部位。车厢内与混合料接触 的地 方 均涂 1 层 薄 的隔离 剂 。 1 1 6 桥梁建设 2 0 0 9 年增刊 2 6 铺 装施 工 根 据 舟山气 候条件 及西堠 门大 桥钢桥 面铺 装工 程的具体施工条件制定了“ 第 1天下午洒布环氧沥 青粘结料 ， 第 2天摊铺环氧沥青混合料” 施工方案 ， 并按 照此方 案组 织施 工 。 6 1 粘结 料洒 布施 工 环氧 沥青粘 结层 洒布 前桥 面用热鼓 风机 和专用 烤 灯烘 干 ， 确保 桥 面干燥 ， 洒布 时气温 不低 于 2 0 ， 风 速适度 ， 风速 大 于 1 0 m s 、 有 雾 、 露 水 、 下 雨 或 相 对湿度大于 9 0 时不得施工。洒布前在拌合场分 别 将 已预热 过 的 a 料 和 b r 料 由厂 内储油 罐 泵人 洒 布机 的 相 应 储 存 罐 内， 并 继 续 将 a 料 加 热 至 ( 8 7 3 ) ， b 加 热 至 ( 1 5 0 3 ) ( 喷 出粘 结 料 的 温度 为 1 5 0 5) 。粘 结 层 的洒 布采 用专 用 洒 布机 ， 做 到 喷洒 的粘结 层 均匀 、 连 续 、 用 量 准确 。喷 洒 区边缘保 持横 平 竖直 ， 且 严 格 控 制 喷洒 区边缘 粘 结层 洒布 量 。超 量 、 漏 洒或 少洒 的地方 予 以纠正 。 6 2摊铺 宽度 、 纵缝 及摊铺 速度 2幅车道 各分 2幅摊 铺 ( 图 2 ) ， 各 设 1道 纵缝 ， 保 持施工 连续 性 ， 不 设 置横 缝 。摊 铺 速度 根 据 拌 合 站 供料能 力 及 各 料 车料 单 上 的“ 容 许 卸 料 时 间 ” 确 定 ， 设专人计算并控制摊铺速度， 以控制不停机、 不 超 时 ， 力 求匀 速摊铺 为原则 ， 并 尽可 能减少 摊铺 过程 中拉料 及鱼 尾纹 等现 象 出现 ， 非 特殊 情 况 不 得 随意 更 改摊 铺速 度 。 册子岛方向 外 内 内 外 3 1 2 4 金塘 岛方 向 图 2 铺装层各 幅的施工顺序 6 3 摊 铺方 向及顺 序 摊铺方 向及顺 序的设 置以保证摊铺 的顺利进 行 ， 并 尽可 能减少 料 车 及 机械 在 已铺环 氧 沥 青 面层 上行 驶为原 则 。摊铺 方 向一 律 由北 向南 。摊铺 顺 序 如 图 2所示 ( 按 数字 顺 序 施工 ) ， 先 进 行 内侧 摊 铺施 工 ， 再进行 外侧 施工 。 6 4 料 车调度 料车等待区设有前场测温员， 前场测温员根据 车厢 内的 3支温度计的读数， 计算平均温度 ， 并通过 对讲 机将 该车 料 的容 许卸 料时 间报告 前场 料车调 度 员 ， 调度员确定每一料车的具体卸料时刻和卸完时 刻 ， 根据 前后 几车 的具 体 卸料 时间 范 围确 定 料 车先 后 卸料顺 序 。 6 5 混 合料 的碾压 碾 压需 紧 跟 摊 铺 机 进 行 ， 碾 压 过 程 按 初 压 、 复 压 、 终压 3 个阶段进行。压路机组合及碾压遍数见 表 1 。 表 1 拟 采 用 的压 路 机 组 合 及 碾 压 遍 数 碾压 时压路 机驱 动轮 面向摊铺 机 ， 由低到高 ， 依 次连续均匀碾压， 相邻碾压带重叠 1 3 1 2轮宽。 禁 止压路 机 在 沥 青 混 合 料 上 转 向 、 调 头 ， 压 路 机 起 动 、 停 止 必须 减 速 缓 行 ， 不 准 紧 急刹 车制 动 。对 初 压 、 复 压 、 终压 段 设 置 明显标 志 ， 便 于 司机 辨认 。对 碾 压顺 序 、 压路 机 组合 、 碾 压 遍 数 、 碾 压 速度 及碾 压 温度应设专 岗管理 和检查 、 记录 ， 坚决杜绝面层漏压 。 7 重 点 、 难点工 程施工 方法及 质量 控制措 施 西堠 门大桥 环氧沥 青铺装 工程存 在 2个不利 因 素 ： 铺 装 长度长 和桥面 风大 ， 进 而衍 生 出铺 装过程 中 难点 ： 确保 每 天施 工 1幅 ， 尽 量 不 设 置横 向施 工 横缝 ； 确 保 混 合料 的施 工温 度 满 足要 求 。另 外 ， 环氧沥青混合料 的施工要求特别高， 整个施工过程 中不能 有一点 杂物 ， 一滴水 ， 如果 有水进 入环 氧沥青 混 合料 中 ， 则 压实后 的混 合料就会 起泡 ， 形成 气泡 的 混合料 最终会 与钢 板剥离 ， 引起 质量 事故 。因而 ， 防 杂物 和防水 工作成 为环 氧沥青铺 装工 程 的重点 。针 对这些重点 、 难点工程制定了具体措施， 其具体质量 控制措 施 如下 。 7 1 确保 施工 连续性 的措施 连续 施工 的顺利 完成必 须对人 员 、 机 械 、 天 气等 各方面进行充分考虑和安排 ， 确保每个环节落实到位。 ( 1 )对所 有 施 工 人员 进 行 必 要 的技 术 培 训 ， 明 确每个工作岗位人员的职责 ， 并通过施工演练达到 工序之间的配合默契。 ( 2 )施工设备在施工前进行精心的保养和检修。 ( 3 )准备充 足 的施 工所 需各 种材料 和耗材 。 ( 4 )针对西堠 门大桥超长钢桥面施工特点， 对 劳动强度大的特殊岗位实行轮班换岗。 ( 5 )随时掌握桥区天气变化情况， 结合即时、 短 期和长期天气预报综合分析每天的施工时间， 配合 相应 施工 应急预 案组织 施工 。 西堠门大桥环氧沥青桥面铺装施工工艺及质量控制 陈露一 ， 朱 治宝 ， 潘立泉 ， 李志龙 1 1 7 7 2 施工 过程 中混 合料 的温度 控制 措施 混合料施工时间和温度是保证铺装质量的必要 及前提条件 ， 根据桥区的天气环境特点， 控制 4个关 键环节的混合料温度 ， 确保铺装质量 。 ( 1 )混 合料 拌 和温度 的控 制 。选 调有 丰 富 环氧 沥青混合料拌和施工经验的操作人员进行混合料 的 拌和操 作 ， 除确保 混合 料温 度满 足要 求外 ， 还确 保每 盘混合料温度的均匀性 。 ( 2 )混合料 运输 温度 的控 制 。采 取 常规 保温 措 施 进行 运输 过程 中混合 料 的保温 。 ( 3 )混合 料摊 铺温 度 的控制 。主桥 施 工采 用桁 架 卸料装 置 和摊 铺 机联合 作业 的方 式进 行混 合料 的 摊铺工作 ， 与侧喂料机的输送皮带相 比， 桁架卸料装 置的料斗可以防止侧 向来风对混合料的温度散失 ， 更加 有效 地保证 摊铺 温度 。 ( 4 )混 合料 碾压 温度 的控 制 。紧跟 摊 铺 碾 压 ， 所有压 路 机采取 同进 同退 的碾压 方式 进行 碾压 。另 外 ， 对摊 铺 机的碾 压 组 合 进行 改 良， 底 、 面 层初 压 时 采用 2台胶 轮压 路机 并 排 进 行 加压 ， 这样 可 以保 证 初 压 的温度 要求 ， 上 面层 初 压 采 用 钢 轮压 路 机 进 行 碾 压 。 7 3 施 工过程 中防杂物 和 防水措 施 ( 1 )洒布环氧沥青粘结料之前清理桥面所有尘 埃 、 杂物 ， 对粘结层以外的部位采用塑料薄膜和粘胶 带进行 临时覆盖 ， 以免遭 受污染 。 ( 2 )所有 原 材 料 均 采 取 有效 的 防雨 防水 措 施 ， 骨料 堆放在 用砖 块 或 石块 堆 砌 的平 台上 ， 石 粉堆 放 于储料 仓 内 ， 储料 仓基 础要 高 出地 面 3 0 c m， 用 混凝 土浇 注 ， 并用 防潮 油 布 铺 好 ， 防止 受潮 ； 环 氧 沥青 材 料为桶装 ， 储存于专业场地 ， 并用蓬布盖好 ， 确保环 氧 沥青 免受雨 水侵入 。 ( 3 )环 氧沥 青 混 合 料 高 温施 工 时 ， 为 杜 绝 现 场 的饮用水和汗水滴入混合料 中， 要求所有现场人员 穿 密闭工 作服 ， 配备好 毛 巾随 时擦 汗 ， 不允 许 将水 带 入施 工 区 。 ( 4 )所 有 车辆 发 动 机 下必 须 用 彩 条 布 兜 好 ， 并 时常 检查彩 条布是 否完 整不 渗漏 及彩 条布 内是 否有 漏油 、 漏 水 ， 如果有 应及 时清 理 。在整 个运输 及 摊铺 过程 中不得使用车载空调。 8 结 语 西堠门大桥环氧沥青混合料铺装工程有其特殊 的施工条件和施工环境 ， 详细分析其具体工程条件 ， 准确把 握关 键技 术 和重点 、 难 点 ， 开 展施 工工 艺优 化 和质量控制措施研究 ， 有助于西堠 门大桥环氧沥青 混合料 铺装 工程 的顺 利 进 行 。 目前 ， 西 堠 门 大 桥 钢 桥 面环 氧 沥青混 合料 铺装 工程 按照 该工 艺 已顺 利完 成 ， 经抽 查检 验 ， 铺 装效 果 良好 。 参 考 文 献 ： e 1 3 曹睿明， 宗海 ， 吕 斌润扬 大桥试验段 铺装环氧 沥 青混合料性 能评 价 j 交通 标准化 ， 2 0 0 7 ， ( 2 ) ：1 5 7 1 61 ( cao ru b mi n g，z ong ha i ，lu bi n pe r f o r ma n c e ev a l ua t i on of epo xy as p ha l t m i xt ur e f or exp e r i me n t a l s e c t i o n o f r u n y a n g b r i d g e i- j c o mmu n i c a t i o n s s t a n d a r d i z a t i o n，2 0 0 7 ，( 2 ) ：l 5 7 1 6 1 i n ch i n e s e ) 2 黄俊强 ， 何丽芳