崇启大桥钢桥面环氧沥青混凝土试铺段小结.doc

崇启大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装试铺段监理阶段报告中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司崇启大桥CQ-AJ标总监办东南大学交通学院桥面铺装课题组2011年8月目录一、概述1二、试铺段实施3（一）技术培训3（二）原材料41、铺装专用集料42、环氧沥青5（三）配合比设计与试验验证71、目标配合比设计72、生产配合比设计93、生产配合比验证11（四）粘结层洒布11（五）环氧沥青混合料生产121、混合料拌和情况122、混合料温度情况123、试验及检测结果12（六）摊铺14（七）碾压15（八）切缝15（九）养护15三、效果评价15四、结论及建议16（一）结论16（二）建议17崇启大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装试铺段监理阶段报告一、概述为了验证施工组织设计及施工工艺的合理性，确定主桥施工中的各项技术参数，提高施工技术水平，检验施工过程中人员、材料、机具、设备等各环节的可靠性与铺装工程质量，在崇启大桥主桥铺装施工之前，经指挥部批准，山东省路桥集团有限公司于2011年 6月28日、30日、7月1日、7月2日历时四天，在崇启大桥北引桥主线K35+464K35+644段下游幅的钢筋混凝土桥上进行了环氧沥青混凝土试铺段的铺筑工作。试铺段长度为180米，宽度为8.25米，铺装厚度分别为下层25mm和上层30mm。为模拟主桥施工分幅的要求，试铺段分幅为：下面层摊铺两幅，宽度分别为4.50m、3.75m，上面层摊铺两幅，宽度分别为3.00m和5.25m。铺装结构如图1所示;试铺段横向布置如图2所示。共计完成0.68L/m2防水粘结层1485m2；厚25mm环氧沥青混凝土铺装下层1485m2；0.45L/m2粘结层1485m2；厚30mm环氧沥青混凝土1485m2；累计摊铺环氧沥青混合料241.6吨。从试铺段实施过程看，从原材料、工作面准备到沥青混合料拌和、摊铺、碾压成型到封闭交通养生，整个施工过程都较为顺利，达到了试铺的预期目的。 图1 试铺段铺装结构示意图图2 试铺段横向布置图试铺段施工工序如下：配合比设计与试验验证防水粘结层洒布环氧沥青混合料生产下层环氧沥青混凝土摊铺、碾压切缝粘结层洒布上层环氧沥青混凝土摊铺、碾压养护。经崇启大桥现场建设指挥部同意，中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司与东南大学交通学院桥面铺装课题组于2011年1月签订崇启大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装施工监理合同，东南大学全面负责钢桥面铺装监理的技术工作。按照工程进度，2011年3月，参加钢桥面铺装设计技术交底，全程参与施工单位场地建设、设备安装调试等前期准备工作。2011年5月东南大学2人派驻镇江茅迪公司集料加工厂，对集料生产的各个环节进行质量控制，及时抽样检验，所生产的近5000吨钢桥面铺装专用集料均满足设计要求。2011年56月对施工单位进行钢桥面铺装技术培训；参与试铺段选址、水泥混凝土桥面处理、预埋钢板试件处理及检测；进行原材料抽检、混合料目标配合比验证、生产配合比验证等工作。2011年6月26试铺段实施前东南大学12人进驻现场，对试铺段实施前的各项准备工作进行全面检查；试铺段施工期间对环氧沥青加热、结合料计量标定、矿料加热，混合料拌和、测温、运输、抽检，粘结料洒布、取样检验，料车调度、混合料摊铺、碾压、切缝、养生等环节进行全过程监理。现将本阶段监理工作总结如下：二、试铺段实施试铺段工程实施阶段主要包括技术培训、原材料检验、混合料配合比设计与试验验证、混凝土桥面清理、预埋试验试件、粘结层洒布、混合料生产、摊铺、碾压、养护及各项质量控制与检测。（一）技术培训东南大学桥面铺装课题组经指挥部的同意承担崇启大桥钢桥面铺装监理的技术工作。根据山东路桥现场施工进度及安排，2011年6月17日在施工单位项目部进行了环氧沥青混凝土铺装技术培训，从原材料准备、防腐涂装、混合料生产、粘结层洒布、混合料摊铺、碾压、接缝处理、养生、质量检验等各个环节均进行了详细的介绍，要求施工单位必须按照设计文件及施工技术指导书的规定进行施工，同时必须严格按照监理程序进行相关工作，培训现场见图3。图3 铺装施工技术培训（二）原材料1、铺装专用集料钢桥面铺装专用集料在镇江茅迪公司生产，从块石准备、集料加工、包装、运输等各个环节监理组均派专人进行监控，集料抽检结果见表1，集料筛分结果见表2。从抽检结果看，集料各项技术指标均满足设计要求。表1 铺装专用集料试验结果技术指标试验结果试验方法洛杉矶磨耗值 （%）9.4JTG E42-2005（T0317-2005）压碎值 （%）8.7JTG E42-2005（T0316-2005）表观密度（g/cm3）1#2.956JTG E42-2005（T0304-2005）2#2.9613#2.9324#2.9245#2.9866#2.910毛体积密度（g/cm3）1#2.878JTG E42-2005（T0304-2005）2#2.926吸水率（%）1#0.7JTG E42-2005（T0307-2005）2#0.5粘附性（改性沥青）5级JTJ052-2000（T0616-2000）针片状含量（%）1#0.0JTG E42-2005（T0312-2005）2#0.0坚固性 （%）0.1JTG E42-2005（T0314-2005）含泥量（）1#0.0JTG E42-2005（T0310-2005）2#0.03#0.04#0.1集料砂当量 （%）98.3JTG E42-2005（T0334-2005）软弱颗粒含量（%）1#0JTG E42-2005（T0320-2000）2#0表2 各种矿料筛分试验结果矿料种类通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）13.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#1000.90.02#1000.80.03#10044.84.10.70.04#10047.26.10.80.05#10098.270.346.615.36#10098.593.42、环氧沥青环氧沥青为美国化学系统公司生产，经监理抽检，试验结果见表3表5。表3 环氧沥青组分A检测结果技术指标检测结果技术要求试验方法粘度（73F，泊）128110140ASTM D 445环氧当量（含1克环氧当量的材料克数）188182192ASTM D 1652颜色、加德纳（Gardner），最大值2.04ASTM D 1208含水量（最大百分比）0.020.05ASTM D 1744闪点（克立夫兰敞口杯，最小摄氏度）230200ASTM D 92比重1.171.161.17ASTM D 1475外观透明琥珀状透明琥珀状目视表4 环氧沥青组分B检测结果技术指标检测结果技术要求试验方法类型If类型V类型If类型V酸值（mg,KOH每克）9550871094060ASTM D664闪点(COC,)268242250200ASTM D92含水量(%)0.010.010.050.05ASTM D95粘度，(100,cP）920228680140布氏粘度计,HBT型采用3号轴(100转/分)比重（23时）0.991.000.981.020.981.02ASTM D 1475颜色黑黑黑黑目视表5 环氧沥青检测结果技术指标检测结果技术要求试验方法类型If类型V类型If类型V重量比（AB）100296100585100296100585抗拉强度（23,MPa） 16.043.929.61.5ASTM D 638断裂时的延伸率（23，%） 357268185200ASTM D 638热固性（300)不熔化不熔化不熔化不熔化小试件放置在热板上膨胀比（23）1.11.83.03.5特殊规程浸耗率（23）101235%35%特殊规程吸水率（%，）（7天，23）0.10.10.30.3ASTM D570 在荷载作用下的热挠曲温度（）-21-23-18-25-18-25ASTM D648 在油浴中使用干冰，将试件预冷至-70粘度增加至1000cP(121)（Min）29652050放于容器中搅拌（三）配合比设计与试验验证1、目标配合比设计本工程所用粗、细集料均为镇江茅迪公司生产的钢桥面铺装专用玄武岩集料；矿粉采用镇江市丹徒区高资红宝石粉厂生产的石灰岩矿粉；环氧沥青为美国化学系统公司生产。环氧沥青混合料的矿料级配计算结果见表6，合成级配曲线见图4。表6 矿料目标配合比计算结果矿料种类及配比通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）13.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#2.5%2.50.00.00.0 0.00.00.00.00.02#22.6%22.622.60.10.00.00.00.00.00.03#26.3%26.326.326.311.40.80.10.00.00.04#13.9%13.913.913.913.97.00.90.10.00.05#28.7%28.728.728.728.728.728.521.414.25.16#3.0%3.03.03.03.03.03.03.03.02.7矿粉3.0%3.03.03.03.03.03.03.03.02.7合成级配100.097.575.060.042.535.527.520.210.5级配范围10095100658550702840714中值10097.575.060.034.010.5图4 目标配合比矿料合成级配曲线各种矿料的用量比例如下：1#料：2#料：3#料：4#料：5#料：6#料：矿粉=2.5%：22.6%：26.3%：13.9%：28.7%：3.0%：3.0% 。矿料级配确定后，环氧沥青混合料的最佳油石比采用马歇尔试验方法确定，并综合考虑其抗疲劳性能、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能。通过试验确定沥青混合料的相关参数，如油石比、空隙率、稳定度、流值等，使混合料具有良好的结构特点，从而达到要求的性能指标。固化试件马歇尔试验结果见表7，未固化试件马歇尔试验结果见表8。表7 固化试件马歇尔试验结果油石比（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）空隙率（%）矿料间隙率（%）饱和度（%）相对密度毛体积相对密度最大理论相对密度5.548.123.74.416.873.92.5652.6826.052.724.93.216.881.02.5772.6626.550.426.12.417.086.12.5802.6437.042.827.22.217.987.52.5652.6237.534.929.31.918.689.62.5542.605技术要求40.020503.0实测表8 未固化试件马歇尔试验结果油石比（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）空隙率（%）矿料间隙率（%）饱和度（%）相对密度毛体积相对密度最大理论相对密度5.54.311.94.817.171.92.5532.6826.06.519.33.316.980.32.5732.6626.56.020.42.216.986.92.5842.6437.05.124.71.417.391.72.5862.6237.54.625.30.917.894.82.5812.605技术要求5.020503.0实测表9 环氧沥青混合料目标配合比 混合料类型各种矿料所占比例（%）油石比（%）1#料2#料3#料4#料5#料6#料矿粉环氧沥青混合料2.522.626.313.928.73.03.06.5通过矿料级配设计和相关试验验证，目标配合比设计结果所有技术指标均满足设计要求，可用于生产配合比调试。2、生产配合比设计承包商所用拌和机为日工2000型沥青拌和机，共有5个冷料仓，4个热料仓。根据各种热料仓的筛分结果，按设计文件规定的级配范围进行环氧沥青混合料的级配计算。计算结果见表10，合成级配曲线见图5。表10 矿料生产配合比计算结果矿料种类及配比通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）13.29.54.752.361.180.60.30.150.0754#仓3.0%3.00.60.00.00.00.00.00.00.03#仓22.0%22.022.00.00.00.00.00.00.00.02#仓12.0%12.012.012.01.60.50.30.20.10.01#仓54.0%54.054.054.049.434.428.216.98.22.46#料4.5%4.54.54.54.54.54.54.54.54.1矿粉4.5%4.54.54.54.54.54.54.54.54.0合成级配100.097.675.060.043.937.526.117.310.5级配范围10095100658550702840714中值10097.575.060.034.010.5图5 生产配合比矿料合成级配曲线经计算，各热料仓的用量比例如下：4#仓：3#仓：2#仓：1#仓：6#料：矿粉=3.0%：22.0%：12.0%：54%：4.5%：4.5%。根据各矿料配合比例称取矿料，采用5种不同的油石比配制环氧沥青混合料，制作未固化试件并进行马歇尔试验，试验结果见表11。表11 环氧沥青混合料马歇尔试验结果油石比（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）空隙率（%）矿料间隙率（%）饱和度（%）相对密度毛体积相对密度最大理论相对密度5.56.217.13.315.078.02.6022.6916.06.524.52.415.284.42.6072.6716.55.627.22.216.086.62.5942.6517.04.630.31.816.889.12.5832.6317.54.340.31.717.690.52.5692.613技术要求5.020503.0实测根据马歇尔试验结果，综合确定最佳油石比为6.5%。经试验验证及计算，环氧沥青混合料生产配合比见表12，固化马歇尔试件各项技术指标均满足设计要求。表12 环氧沥青混合料生产配合比混合料类型各热料仓矿料所占比例（%）油石比（%）4#仓3#仓2#仓1#仓6#料矿粉环氧沥青混合料3.022.012.054.04.54.56.5通过热料仓矿料级配设计和相关试验验证，生产配合比设计结果所有技术指标均满足设计要求，可用于环氧沥青混合料的试拌试铺。3、生产配合比验证通过拌和楼试拌取样所进行的马歇尔、级配油石比试验，其结果均达到设计要求，试验结果分别见表13、表14。表13 试拌混合料抽提试验结果通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）油石比（%）13.29.54.752.361.180.60.30.150.075100.097.875.158.045.136.326.617.89.36.45表14 试拌混合料马歇尔试验结果试拌环氧沥青混合料未固化试件固化试件空隙率（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）空隙率（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）1.95.524.92.448.032.2技术要求3.05.020503.040.02050（四）粘结层洒布环氧沥青洒布前，施工单位按照设计文件的要求在水泥混凝土桥面预埋复合梁钢板及拉拔试验用的钢板试件，如图6所示，钢板试件防腐涂装按主桥要求进行，附着力检测结果为9.5MPa（设计要求6.0MPa）。图6 预埋钢板试件桥面铺装施工前施工单位对环氧沥青洒布机进行改造，从试铺段洒布实施效果来看，洒布量及洒布均匀性均能达到设计要求，防风效果明显。（五）环氧沥青混合料生产1、混合料拌和情况经6月28日、6月29日、7月1日、7月2日四天的试铺施工，共拌和环氧成品沥青混合料241.6吨，混合料总体质量较好。2、混合料温度情况6月28日试铺段第一幅施工时出现混合料出料温度变化幅度较大的现象，随后要求施工单位对拌和楼进行相应的检查，同时对温度计进行校验。经检测施工中混合料的出料温度均控制在正常波动范围内，满足设计文件的要求。3、试验及检测结果试铺段试验内容主要包括沥青混合料马歇尔试验、抽提试验、粘结料洒布量及拉伸试验。（1）环氧沥青混合料马歇尔试验结果施工期间取样进行环氧沥青混合料马歇尔试验，试验结果汇总见表15。表15 马歇尔试验结果汇总表日期施工部位未固化试件固化试件空隙率（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）空隙率（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）6.28下层内幅1.66.927.42.251.732.66.30下层外幅1.86.835.72.553.341.17.1上层内幅1.97.330.72.553.637.67.2上层外幅1.86.134.62.451.537.6技术要求3.05.020503.040.02050从马歇尔试验结果看，各项技术指标均满足设计要求。（2）环氧沥青混合料抽提试验结果环氧沥青混合料抽提试验结果汇总见表16。表16 环氧沥青混合料抽提试验结果汇总表日期施工部位通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）油石比（%）13.29.54.742.361.180.60.30.150.0756.28下层内幅10098.177.659.840.733.122.415.69.56.576.30下层外幅10097.775.658.440.733.623.315.99.76.537.1上层内幅10096.875.058.039.432.221.715.49.66.477.2上层外幅10097.674.858.539.932.723.817.010.66.46技术要求100951006585507028407146.50.2从混合料抽提试验结果看，级配满足设计要求，且基本接近中值；油石比满足设计要求。（3）粘结料洒布量及拉伸试验结果粘结料洒布过程中取样检测洒布量并进行拉伸试验，具体试验结果汇总见表17。表17 粘结料洒布量及拉伸试验结果汇总表日期施工部位洒布量（L/m2）拉伸强度（MPa）延伸率（%）6.28下层内幅0.6511.902246.30下层外幅0.6913.292307.1上层内幅0.4913.322387.2上层外幅0.4713.09236技术要求上层：0.450.05下层：0.680.059.6185（六）摊铺环氧沥青混合料摊铺由一台ABG423摊铺机连续作业，采用非接触式声纳找平仪控制摊铺厚度。考虑到主桥的施工顺序及行车通道需要，试铺段分别采用桁架喂料及侧向喂料两种方式进行施工，见图7、图8。图7 桁架喂料图8 侧向喂料混合料的摊铺温度满足设计要求，摊铺速度在规定的范围之内。由于下卧层水泥混凝土桥面平整度较差，加之声纳系统工作不稳定，致使铺装局部厚度偏厚。（七）碾压试铺段的碾压，根据风大、温度散失快的特点，采取了压路机紧跟摊铺机并且各碾压段同时跟进的碾压方式，尽量缩短碾压段落，确保碾压温度（设计：初压82，终压65）。通过试验，该种碾压方式达到了预期效果。（八）切缝施工单位根据以往经验采用自动切缝机进行切割，整体质量较好。试铺段施工时为了克服以往切缝灰尘对铺装的污染，采用工业吸尘器吸除灰尘，效果良好。（九）养护试铺段施工完成后，施工单位即封闭试铺路段采用自然养生，在此期间禁止一切车辆通行。三、效果评价通