混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土施工技术

瓯江大桥混合梁桥面铺装设计与施工技术研究

交通运输部公路科学研究所混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土施工技术

汇报人：徐全亮二O一三年十月2022/12/3-2-汇报内容瓯江大桥工程概况钢桥面铺装设计方案浇注式沥青混凝土特点

前期所完成的工作

钢桥面铺装施工工艺和质控体系

问题与建议2022/12/3-3-瓯江大桥工程概况位置：位于浙江诸永高速公路温州段得延伸线上。全长4.7km。桥型：混合梁刚构桥

桥跨布置：

84+200+84=368(m)

其中钢梁长80m

钢混结构特点：充分发挥混凝土梁与钢梁各自优点，降低梁高，结构布置灵活

瓯江桥：根部梁高9.0m，普通梁高12m左右；边中跨比0.42，普通0.55左右诸永高速公路瓯江大桥2022/12/3-4-瓯江大桥工程概况钢混结合段有格室后承压板式钢梁侧采用变刚度钢箱梁，长2.2m，混凝土梁侧长1.8m,总长4.0m顶底板、腹板采用双壁板钢-混组合结构，采用开孔板连接件（PBL）2022/12/3-5-钢桥面铺装设计方案1.主桥钢箱梁段铺装设计方案2022/12/3-6-钢桥面铺装设计方案2.钢混结合段铺装设计方案（铺装）2022/12/3-7-钢桥面铺装设计方案3.其它细部设计外侧路缘石附近设置螺旋排水管施工缝采用贴缝条处治2022/12/3-8-浇注式沥青混凝土浇筑式沥青混凝土二十世纪五十年代浇筑式沥青混凝土起源于德国，德文为Guß，意思为“流动路面”，英文名称为GussAsphalt。英国称作MasticAsphalt两者在施工工艺上有所区别。浇注式沥青混凝土钢桥面铺装体系是欧洲和日本的主要铺装类型，其中日本使其得以长足发展。浇注式沥青混凝土铺装1997年在我国香港青马大桥上首次使用。截至目前已在我国60余座钢桥上使用。2022/12/3-9-浇注式沥青混凝土空隙率极小，接近于0，无需碾压便能达到其最终强度，它不会出现因压实不足而表现出的缺陷病害；不透水，也不吸水，对含Cl－的溶液及经常性潮气作用之类的气候影响因素不敏感。因而不会出现水损害问题；柔韧性强，对冲击及颠簸不敏感；结合料在气候因素影响下几乎不会老化，具有较好的耐久性(使用寿命20年以上)；沥青含量较高，具有较好的抗开裂能力。优点：缺点：

浇注式沥青混凝土动稳定度约为300~500次/mm,虽经江阴长江大桥双层浇注式沥青混凝土（4年）和安庆长江大桥（8年）验证，但其高温稳定性一直是业界较为关心的问题。2022/12/3-10-目前已经开展的工作我国现有浇筑式沥青混凝土钢桥面及钢混结合段铺装设计施工技术及使用现状调研分析

（鄂东大桥、重庆石板坡大桥）结构形式调研施工技术调研使用性能调研主要破坏形式调研瓯江大桥气候（降雨和温度）调查（中资公司）瓯江大桥的交通荷载水平调查（中资公司）2022/11/27-11-前期所完成成的工作——使用情况调调研铺装结构桥梁名称桥梁结构主跨通车时间浇注式铺装GA+SMA重庆朝天门大桥钢桁梁5522009.4重庆菜园坝大桥钢箱拱梁4202006重庆石板坡长江大桥T型钢构3302006.8长沙三汊矶大桥钢箱梁3282006.9南京夹江大桥钢箱梁2482009.10安庆长江大桥钢箱梁5102004.10汕头礐石大桥（翻修）钢箱梁PC箱梁5182006.11山东胜利黄河大桥钢箱梁2882003.7江西南昌洪都大桥钢箱梁3652009赣州飞龙岛大桥钢箱梁1502009赣州赣江公路大桥钢箱梁4082010江西南昌英雄大桥钢箱梁3852009江苏省S342主线上跨互通钢桥钢箱梁161+1612006MA+SMA昂船洲大桥钢箱梁10182009.10深圳湾大桥钢箱梁210+1802007.7MA青马大桥钢桁梁13771998江阴大桥钢箱梁138519992022/11/27-12-前期所完成成的工作——使用情况调调研序号桥梁名称防水体系交通量使用状况1香港青马大桥Eliminator防水粘结层+MA重交通使用情况良好2江阴长江大桥沥青砂胶+GA重交通、超载严重部分防水层失效3胜利黄河大桥（翻修）环氧树脂（两层撒砂）+溶剂型粘结剂（两层）+沥青砂胶+GA中交通使用情况良好4安庆长江大桥溶剂型粘结剂+GA中交通使用情况良好5长沙三汊矶大桥环氧树脂（两层撒砂）+橡胶沥青砂胶+GA中交通使用情况良好6重庆石板坡长江大桥中交通、基本无超载使用情况良好7礐石大桥（翻修）重交通、超载严重部分防水层失效8深圳湾大桥（翻修）Eliminator防水粘结层+GA中交通使用情况良好9重庆菜园坝长江大桥中交通使用情况良好10江苏S342立交主跨桥重交通、超载严重使用情况良好11昂船洲大桥Eliminator防水粘结层+MA重交通使用情况良好12上海桥隧（长江大桥）Eliminator防水粘结层+GA轻交通使用情况良好13重庆朝天门长江大桥中交通使用情况良好“防水粘结结层+MA（GA）保护层””防水体系系调查统计计2022/11/27-13-前期所完成成的工作——使用情况调调研序号桥梁名称铺装方案使用状况1重庆朝天门大桥Eliminator+GA+SMA良好，无任何病害2重庆菜园坝大桥良好，无任何病害3重庆石板坡长江大桥环氧树脂+沥青砂胶+GA+SMA良好，无任何病害4长沙三汊矶大桥良好，无任何病害5南京夹江大桥Eliminator+GA+SMA良好，无任何病害6江苏省S342主线上跨互通良好，无任何病害7安庆长江大桥环氧树脂+沥青砂胶+GA+SMA面层一条纵向裂缝8汕头礐石大桥（翻修）慢车道铺装层出现车辙病害、划线扭曲，局部挖补9山东胜利黄河大桥面层纵向裂缝10江西南昌洪都大桥Eliminator+GA+SMA良好，无任何病害11江西南昌英雄大桥良好，无任何病害12赣州飞龙岛大桥良好，无任何病害13赣州章江大桥良好，无任何病害14赣州赣江公路大桥良好，无任何病害15深圳湾大桥Eliminator+MA+SMA良好，无任何病害16昂船洲大桥良好，无任何病害17青马大桥Eliminator+MA良好，无任何病害18江阴大桥沥青砂胶+MA车辙、开裂严重，已翻修铺装破坏情情况调查统统计2022/11/27-14-前期所完成成的工作——使用情况调调研香港青马大大桥是中国国第一座采采用英国浇浇注式沥青青混凝土铺铺装的钢桥桥，至今已已15年，使用情情况良好，，但其钢桥桥面板厚度度为25mm；江阴长江大大桥于1999年采用了英英国浇注式式沥青混凝凝土铺装，，是中国大大陆第一座座采用浇注注式铺装的的钢桥，但但一年后就就出现了崩崩溃性破坏坏；山东胜利黄黄河大桥和和安庆长江江大桥采用用德国浇注注式沥青混混凝土铺装装，距今10年左右，使使用情况良良好；在经过防水水粘结层（（Eliminator）、胶结料料（聚合物物改性沥青青和高弹改改性沥青、、铺装结构构（浇注式式+SMA）和施工技技术（生产产和运输））等技术改改进后，浇浇注式沥青青混凝土开开始大规模模应用在大大跨径钢桥桥上（近70座），整体体使用情况况良好；特别是江阴阴长江大桥桥（交通、、气候条件件严峻）双双层浇注式式沥青混凝凝土试验段段的铺设，，距今已4年，正常铺铺筑的试验验段未出现现任何病害害，德国浇浇注式沥青青混凝土的的高温稳定定性得到了了有效验证证。2022/11/27-15-前期所完成成的工作——使用情况调调研重庆石板坡坡长江大桥桥是一座刚刚混结合钢钢构桥，采采用与瓯江江大桥相同同的铺装结结构和材料料，距今已已7年，全桥未未出现任何何病害；湖北鄂东长长江大桥刚刚混结合段段采用竖向向柔性连接接处理，截截至目前使使用状况良良好。2022/11/27-16-前期所完成成的工作——材料改进贯入度（mm）浇注式沥青青混凝土胶胶结料改进进2022/11/27-17-浇注式铺装优优化组成设计计——级配设计（针针对高温稳定定性）目前已经开展展的工作2022/11/27-18-前期所完成的的工作——材料改进SMA沥青混凝土胶胶结料改进桥面铺装用SMA沥青经历了SBS改性沥青到高高弹改性沥青青的阶段，动动温度度达到到6000次/mm以上上，，大大大大提提高高了了高高温温稳稳定定性性；；-10度小小梁梁弯弯曲曲破破坏坏应应变变达达到到15E-3，是是普普通通SMA的3倍以以上上，，大大大大提提高高了了铺铺装装层层的的耐耐疲疲劳劳性性能能。。2022/11/27-19-前期期所所完完成成的的工工作作———材料料改改进进原材材料料和和级级配配设设计计原材材料料检检验验配合合比比优优化化设设计计与与验验证证相关关科科研研实实验验2022/11/27-20-前期期所所完完成成的的工工作作———钢混混结结合合段段铺铺装装方方案案钢混结合段由由于材料模量量突变等因素素的影响，受受力较为复杂杂，可通过提提高材料强度度和刚度以及及柔韧性来解解决。增加柔韧性和和释放应力方方案铺装上层铺装下层防水粘结层钢板SMA-1035mmGA-1035mmEliminator方案一（与主主桥段铺装方方案相同）铺装上层铺装下层防水粘结层钢板GA-1035mmGA-1035mmEliminator方案二双双层浇注式式沥青混凝土土2022/11/27-21-前期所所完成成的工工作——钢混结结合段段铺装装方案案铺装上上层铺装下下层防水粘粘结层层钢板SMA-1035mm（切缝缝）））GA-1035mmEliminator方案三三浇浇注式式+SMA（切缝缝）铺装上上层铺装下下层防水粘粘结层层钢板EA30mmEA40mm环氧树树脂双层环环氧沥沥青混混凝土土增加强强度和和刚度度2022/11/27-22-前期所所完成成的工工作——钢混结结合段段铺装装方案案铺装形式抗裂性防水性经济性施工便利性对全桥铺装性能影响浇注式+SMA优良优良较好较好较好双层浇注式优良优良较好一般一般浇注式+SMA（切缝）优良优良较好较好较好双层环氧优良优良一般较差较差四种方方案主主要性性能对对比2022/11/27-23-前期所所完成成的工工作——钢混结结合段段铺装装方案案铺装上上层铺装下下层防水粘粘结层层钢板SMA-1035mm（切缝缝）GA-1035mmEliminator选定方方案浇浇注式式+SMA（切缝缝）延长钢钢混结结合段段铺装装为15米采用竖竖向柔柔性连连接细部处处治措措施交工验收阶段的工程质量检查与验收钢桥面板处理防水粘接层SMA表面层材料GA浇注式沥青混凝土GA层表面粘接层钢桥面铺铺装施工工步骤施工工艺艺钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体体系钢桥面板板处置钢桥面板板处置钢桥面板板清洁抛丸除锈锈施工清洁工序序：表层松散散物—钢板表面面较厚的的油和油油脂—局部受油油污染部位位。注意点：：采用溶剂剂（如甲甲苯）清清洗时，，作业人人员必须须保证个个人安全，现场场严禁吸吸烟和电电焊作业业，清洗洗后溶剂剂应集中中收集。。施工条件件：钢板板清洁、、干燥、、无污染染，表面面无焊瘤瘤、飞溅溅物、针针孔；天气预计计晴好10h、干燥，，环境温温度10℃以上、相相对湿度度小于85％、钢板表面面温度大大于实测测空气露露点温度度+3℃风速大于于10m/s、有雾、、露水、、下雨时时禁止施施工材料配置置：磨料采用用金属混混合磨料料由钢丸丸和钢砂砂组成，，二者比比例通过试验验确定；；磨料干干燥清洁洁，不含含油脂、盐盐分等有害物物质。施工工艺艺：◆喷砂作作业由喷喷砂机连连续匀速速进行除除锈。多多台喷砂机机时，作业范围要搭接。最后一遍遍抛丸除除锈，要换清洁干燥燥磨料，，禁止使使用回收收磨料。◆喷砂机机的作业业行走速速度和抛抛丸作业业的遍数数根据现现场实施施效果确确定。◆无法用用回收式式真空抛抛丸机抛抛丸的边角处及及桥面的的凹坑部位，采采用手提式真空空抛丸机机补充抛抛丸。◆喷砂作作业完成成后，回回收散落落钢砂。。◆喷砂除除锈过程程应实行行区域性性封闭施施工。◆抛丸后后的钢板板表面保保持清洁洁无污染染。◆规定时时间未涂涂刷EBCL胶料的，，应重新新处理。。防水粘结结层防水粘结层施工条件件

涂布面须须清洁、、干燥、、无浮锈锈、无尘尘埃。

除锈处理理后3小时内开开始实施施

施工环境境温度大大于10℃，湿度小小于90%，雾天及及下雨时不得施施工材料施工工艺艺质量检测测Eliminator防水粘结结层——成品材料料。

除锈处处理后开开始防腐底涂涂层ZedS94。

ZedS94固化后，，喷涂Eliminator防水材料料（两层））。

刷涂、滚滚涂或喷喷涂施工工TackCoatNo.2胶粘剂。

施工结结束后应应封闭养养护、不不得在在在胶料初初始固化化前可能下雨雨的天气气中施工工。防水层干干膜厚度度不小于于2mm常温下与与钢板之之间的抗抗拉拔强强度不小小于5MPaGA浇注式沥青混凝凝土层GA浇注式沥青混凝土层施工准备备配合比设计混合料拌合混合料运输混合料摊摊铺和压实成成型接缝质量检查查★不得在在雾天和和下雨时时施工；；★准确定位位侧限挡挡板的高高度，做好人人员和机机械的准准备;★矿料级级配；★设计方方法和设设计要求求；★设计流流程；★沥青加加热温度度：170~190℃、集料加加热温度度：280~320℃出料温度度：220~250℃★干拌15s,湿伴90s，总时间间115s，以均匀匀无花白白料为准准。★专用的的运输设设备cooker、自动保保温和加加热220~250℃★注意运运输时间间，不得得小于45分钟★专用的的摊铺设设备、无无需碾压压、如产生气气泡，应应及时刺刺破★施工天天气晴时时进行，，★施工时时间控制制在60min内，结束束后封闭闭交通2-3d;★尽可能能不设施施工缝；；若设置置，横缝缝宜在横横梁间隔隔约1/4处，上下下层横缝位置至至少错开开1.5m，横缝界界面应涂涂布粘结结材料。。SMA表面层施工工艺艺及质量检验验SMA施工准备备、施工工工艺、、质量控控制和检检查的相应技技术要求求应符合合《公路沥青青路面施施工技术规范范》的相关规规定。配合比设设计◆配合比比设计方方法和技技术要求求；◆配合比比设计应应符合《公路沥青青路面施施工技术规范范》的相关规规定。体系中的的SMA混凝土一一般采用用高粘改改性沥青青，对出料温温度、摊摊铺温度度、碾压压温度要要求更高高，应特别引引起注意意。说明SMA表面层SMA沥沥青混凝凝土：生产、摊摊铺和碾碾压工艺艺与普通通路面用用SMA基本相相同，但但最好采采用水平平震荡压压路机进进行碾压压；纵向接缝缝应尽量量采用热热接缝，，且纵向向裂缝应应避开轮轮迹带部部位；在面层SMA施施工完并并清理干干净后，，行车道道铺装表表面层压压实3天天后，可可开放2t以下下轻型交交通，5天后可可正式开开放交通通。钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体体系2022/11/27-29-接缝处理理：应调整机机械配置置，使浇浇注式沥沥青混凝凝土能够够连续摊摊铺，减减少横向向接缝设设置，不不得已设设置横向向接缝时时，应设设置于横横隔板间间距1/4处。。接缝处应应采用贴贴缝条进进行处治治;试验项目要求试验方法软化点（R＆B）℃≥JTGE20-2011T0604低温柔度（-20℃，30min，R=15mm）无裂纹GB18243-2000弹性恢复率（25℃）%≥JTGE20-2011T0662贴缝条技技术要求求钢桥面铺铺装施工工工艺和和质控体体系2022/11/27-30-施工过程程中质控控标准：：喷砂除锈锈；应检检测粗糙糙度和洁洁净度。。Eliminator施工；应应检测厚厚度和拉拉拔强度度浇注式沥青混混凝土施工：：应检测贯入入度和流动性性（现场目测测）、厚度。。钢桥面铺装施施工工艺和质质控体系SMA施工：应检测测混合料温度度、压实度、、马歇尔指标标、厚度、表表面抗滑和渗渗水系数2022/11/27-31-验收标准：钢桥面铺装施施工工艺和质质控体系工程分项检测指标要求合格判定检测频度喷砂除锈清洁度级＞Sa2.5全部达到要求6点/1000㎡粗糙度

μm80～120最小80，最大120防水粘结层用

量

g/㎡底涂层100～200最小1001次/1000㎡Eliminator2500～3500最小2500TackCoatNo.2胶粘剂100～200最小100湿膜厚度mm≥1.2平均值满足要求1点/100㎡粘结强度(25℃)MPa≥5最小56点/1000㎡浇注式铺装用改性沥青针入度(25℃)0.1mm20～60符合要求1次/施工日软化点℃≥80延度(5℃)cm≥20浇注式沥青混合料级配(通过率)％拌合楼记录9.5mm，4.75mm2.36mm0.075mm±7±6±2与施工级配目标值对比，每次结果均达到要求1次/施工日油石比