宁波天意钢桥面铺装技术有限公司桃夭门大桥钢桥面维修方案.doc

桃夭门大桥钢桥面维修方案及报价宁波天意钢桥面铺装技术有限公司ER铺装技术是钢桥面树脂沥青铺装技术的最新研究成果专为修补钢桥面量身打造桃夭门大桥钢桥面维修方案及报价一、 概述桃夭门大桥跨越桃夭门水道，连接富翅岛和册子岛，桥面宽27.6米，双向四车道。其中主跨580米的双塔双索面斜拉桥，于2001年3月动工建设，2003年4月完工，主桥钢桥面铺装采用美国环氧沥青混凝土的结构是下层2.5cm+上层2.5cm的双层环氧沥青混凝土铺装方案。于2006年1月1日建成通车。目前，桃夭门大桥的桥面铺装表面出现多处裂缝，局部有脱落的坑槽等病害。养护单位对显著病害进行了灌缝和局部更换铺装的维修，但维修的路面表观效果不佳，有些病害没有得到有效的去除。为改善桃夭门大桥的桥面铺装状态，也为今后金塘大桥及西侯门大桥的维修积累经验，大桥运营管理单位决定对桃夭门大桥的钢桥面铺装的维修征集维修方案。二、 桃夭门大桥原环氧沥青铺装的病害现象及原因分析1 开裂桥面铺装开裂是桃夭门大桥环氧沥青铺装最典型的病害。纵向裂缝主要出现在车道轮迹带位置位置，路肩及紧急停车带区域也可见局部凸起的气包，顶面伴随有不规则裂缝。见下图2.1。 图2.1纵向开裂及灌缝后的桥面铺装表面目前的分析认为，裂缝主要与美国双层环氧的铺装体系和材料特性及施工可能有关。美国双层环氧沥青是致密型的无车辙铺装路面，采用环氧沥青作为胶结料在中高温条件下混合，形成热固性环氧沥青混凝土。其主要铺装结构为：钢板环氧富锌漆+洒布防水粘结层沥青+双层环氧沥青混合料的铺装，总厚度一般为50-55mm。摊铺施工作业时，因洒布的环氧沥青防水层尚未固化，摊铺机甚至运料汽车都行走在洒布沥青上，破坏了防水沥青的均匀性。而且这层洒布沥青因尚未固化，在摊铺碾压时界面材料对混合料没有约束性，因此，当混合料固化形成内聚力时也不能约束微裂缝的产生。当水通过裂缝进入铺装层底部时，环氧富锌漆腐蚀，造成铺装层与钢板脱离。这是原双层环氧沥青体系破坏的根本原因。铺装施工的不精细更会加剧这种开裂。产生裂缝的另一个原因可能是随处可见凸起的汽包及汽包顶部不规则的裂缝。这种现象在没有车辆荷载的紧急停车带区域至今仍清晰可见。显然，这与桥面正交异性版或荷载受力无关，完全是铺装混合料自身的病害。汽包现象不可能仅发生在紧急停车带区域，行车道区域也应同样存在。当行车道区域出现汽包时，在车辆荷载的促动下，汽包顶部的不规则裂缝很快发展，连通成桥面的纵向裂缝。原始汽包产生的原因可能是铺装施工时混合料中混入了气体，由于混合料的致密性使气体无路出逃，形成聚集的汽包。当然，这种气体也有可能来源于A、B组分反应的生成物，或由掺入的溶剂或稀释剂的释放，但这需要了解美国环氧沥青的基础配方及反应原理方可确定。有些人乐于相信的“工人一滴汗水产生一个汽包”的说法目前还缺少必要的证据。 2 坑槽坑槽产生的原因比较容易理解，当桥面铺装出现裂缝后地表水侵入裂缝，影响了桥面铺装的层间连接，严重时地表水侵入到铺装层底面，使环氧富锌漆氧化腐蚀，造成局部铺装脱层。铺装在开裂、水和荷载的作用下，裂缝逐渐纵横发展最终铺装层局部脱落形成坑槽，其实质可理解为铺装层失去了界面的约束被压碎了。如下图2.2。导致坑槽出现的另一个原因还可能是“死料”问题。所谓“死料”是指粘连在摊铺机熨平板内超过容许施工时间的环氧混合料。“死料”因超过了反应时间出现了硬化而不能有效压实，当“死料”混入铺装路面即出现局部不能压实现象，在车辆荷载作用下“死料”发生脱落形成坑槽。 图2.2 桃夭门大桥环氧沥青铺装坑槽修复后现状三、树脂沥青（ER）钢桥面铺装修补技术介绍1、ER修补技术ER修补技术由宁波天意公司开发的树脂沥青组合体系钢桥面铺装技术（ERS）演化而来，是针对美国环氧沥青铺装病害专门研发的修补技术。其铺装的主要结构、原理、技术特点、及关键材料性能指标要求如下：冷拌树脂沥青混凝土层RA13(4-6cm)树脂沥青防水抗滑粘结层EBCL（不计算厚度）钢板喷砂除锈图3.1 ER钢桥面铺装修补典型结构2、结构原理和铺装特点：在钢板重新抛丸除锈后，利用树脂沥青+抗剪碎石形成一层新的完整的防水抗滑粘结层EBCL，实现铺装层对钢板的牢固粘结，同时防水防腐且约束铺装层的滑动。EBCL的另一个作用是均匀分散树脂沥青混合料固化时的内聚力，不在某一位置集中释放，因而不产生裂缝。3、冷拌树脂沥青混合料（RA）具有强度高、可变形、耐气候变化、表面粗糙抗滑等特点。采用RA混合料重新铺装的桥面可满足各种车辆荷载的使用需要。4、ER结构可在常温下施工和固化，且固化期较短，铺装施工后一般三天左右即可恢复交通通行，与美日等环氧沥青修补技术比，造价相对低廉。5、ER关键材料技术指标表3-1 EBCL胶料技术指标要求试验项目单位技术要求试验方法拉拔强度（70）MPa2.0ASTM D 638拉拔强度（25）MPa10拉剪强度（70）MPa1.0拉剪仪拉剪强度（25）MPa5.0指干时间（25）h5.0指干法固化时间（25）h72拉拔3.0Mpa断裂伸长率（25）%20直接拉伸试验胶膜断裂强度（25）MPa10直接拉伸试验粘度适于刮除不流淌表3-2 RA拌合用胶结料主要性能试验项目单位技术要求试验方法指干时间（25）h5.0指干法固化时间（25）h72达到40KN（60）断裂伸长率（25）%50直接拉伸试验胶膜断裂强度（25）MPa1直接拉伸试验胶料粘度（25）Pa.s1-3布氏粘度仪表3-3 RA13树脂沥青混凝土性能要求试验项目技术要求试验方法马歇尔稳定度 kN（ 70）5050次击实流值 0.1mm2040T 0702-2000击实孔隙率 %02T 0702-2000车辙动稳定度 次/mm（70）10000T0719水稳定性:残留马歇尔稳定度 %90T0790冻融劈裂试验残留强度比 %90T0729-10低温弯曲极限应变 10-62800T0728*树脂沥青混合料RA13耐高温、抗车辙、不透水，相比较沥青混凝土的部颁规范要求可明显看出性能差异。（支持ER技术指标的理论分析和依据资料另附）四、桃夭门桥铺装维修方案4.1、用ER技术更换重载车道的维修方案该方案的主要内容为：挖除重车道原美国环氧沥青铺装层，重新抛丸除锈，施工防水抗滑粘结层EBCL，用冷拌树脂沥青混合料重新铺筑桥面至原设计标高，对施工接缝部位进行防水处理，养生至开放交通。支持该方案的主要依据及思考要点为：桃夭门大桥环氧沥青铺装层开裂渗水的情况可能比较严重，以往的经验表明，当桥面铺装出现贯穿裂缝或网裂坑槽时一般往往提示着铺装的防水粘结层已经失效，地表水已侵入到钢板，环氧富锌漆已经腐蚀，铺装层出现了脱层。在这种情况下，简单的灌缝和局部修补不能恢复铺装层对钢板的牢固粘结，需将破损的桥面铺装整体翻修重置。采用ER（EBCL+RA13）的铺装技术进行更换修复可以比较彻底的消除原有病害，维修后隐患较少。ER铺装方案中的EBCL作为防水抗滑粘结层可以有效地保证铺装层与钢板的粘结和防水，因EBCL需固化成型后才开始上面层RA13树脂沥青混凝土的铺筑施工，即使今后RA13铺装层出现疲劳开裂水也不能侵入的钢板界面锈蚀钢板结构，因此界面安全；树脂沥青混合料RA13类似于美国的环氧沥青混凝土，有很好的强度和抗车辙能力，可以承担沉重的车轮荷载不出车辙，同时兼备追随钢桥变形的能力。与美国环氧沥青不同的是，ER可在常温下施工和固化，修复后可很快开放交通，无需长时间养护。江苏润扬大桥2011年采用ER技术进行维修取得了和好的维修效果，有成功经验。 该方案的不足之处：翻修面积较大，一次性投入较高，尽管ER维修的单价仅约1400元/, 但翻新两条重载车道约4000，总造价将超过500万元。有些没有完全损坏的原铺装也被挖掉了。故采取该方案的前提是业主单位对当前的病害及后期接连不断的维修不能容忍。4.2、部分维修+罩面的改善方案 该方案的主要内容为：依表面破损情况部分地挖除原桥面铺装层，判断原桥面铺装的脱层状况，重新抛丸除锈，制作防水抗滑粘结层EBCL，铺筑RA13树脂沥青混合料至原桥面标高，处理施工接缝的防水问题，最后全桥进行表面抛丸，然后施工环氧沥青抗滑表层罩面（5mm厚），养生至开放交通。 支持该方案的理由如下：由局部挖开的情况判断原桥面的破损程度，减少不必要的更换面积，总体造价经济；局部挖除后同样采用ER技术进行修补，修补部分质量可靠，理由同前；全桥罩面后桥面铺装外观完整如新，同时对挖除部分的施工接缝以及保留的原桥面铺装有防水保护作用，桥面铺装使用寿命虽不及全面挖除更换可靠，但可有效改善铺装质量，延长寿命。 不足之处：对原桥面铺装的挖除与保留需有经验的技术人员判断，出于节省的目的可能有隐患遗留，罩面仅改善表观，不能替代铺装下层隐患的解决。两种方案的比选取决于业主的意愿和现场实际挖开的情况。工程造价估算见后附报价单。五、施工周期5.1、用ER方案更滑重载车道单侧整幅施工周期：封闭交通1天，铣刨清除7-10天，抛丸除锈+EBCL施工2-3天，固化2-3天，RA混合料施工1天，固化养生2-3天。总计约20天。5.2、局部更换+整体罩面同5.1条，但另加10天罩面工期。六、工程实例润扬长江公路大桥是主跨1490m的悬索桥，铺装结构是2.5cm+3.0cm的双层环氧沥青混凝土铺装方案，大桥于2005年5月建成通车。但通车后不久便有开裂的现象出现。针对润扬桥的铺装病害曾采用美国环氧冷补料和日本环氧沥青技术进行修补，但维修效果不甚理想。至2011年，润扬大桥两幅重车道病害面积扩大，铺装表面裂缝密集，坑槽数量较多，部分裂缝、坑槽病害已经延展至防水粘结层，对钢板的结构造成极大的威胁。见照片。 图6 -1 润扬大桥环氧沥青铺装的开裂病害 图6-2 润扬大桥环氧沥青铺装坑槽、大面积压碎病害 图6-3 润扬大桥铺装层间脱空与钢板严重锈蚀 图6-4润扬大桥环氧沥青铺装修补二次破坏2011年10月，宁波天意公司采用ER技术对润扬大桥破损严重的桥面进行翻修。翻修的主要内容是：挖除破损的原桥面铺装；重新抛丸除锈；施工防水抗滑粘结层EBCL（如图）；然后铺装树脂沥青混合料RA13。从目前使用情况看取得了很好的使用效果。防水抗滑界面层EBCL 树脂沥青混合料RA13摊铺碾压施工 采用ER技术修复后的润扬大桥桥面（摄于2012年5月）7、施工报价钢桥面ER维修铺装细目号工作内容单位数量单价（元）附注100-1施工队伍动员进场及准备工作总额30万100-2原桥面封闭交通及疏导总额业主负责100-3原桥面铺装挖除及清理（100）暂未计入400-1ER整幅更换施工（50mm厚）1400不少于3000400-2ER局部及坑洞修补2100400-3表层树脂沥青抗滑层罩面260*1）现场挖除旧桥面及清理单价与挖除面积和方式有关，未计入综合单价。 2）ER整幅更换施工价格1400元/，条件为面积不少于3000加100章。3） ER局部及坑洞修补价为2100元/，交通由业主负责，挖除及清理未计。4） 表层树脂沥青抗滑层罩面价格为260元/，交通由业主负责