混合梁钢桥面浇注式沥青混凝土施工技术（全面）

1、,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,2020/9/22,-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,2020/9/22,-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

2、中跨比0.42，普通0.55左右,2020/9/22,-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）,2020/9/22,-5-,钢桥面铺装设计方案,1. 主桥钢箱梁段铺装设计方案,2020/9/22,-6-,钢桥面铺装设计方案,2. 钢混结合段铺装设计方案（铺装）,2020/9/22,-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,2020/9/22,-8-,浇注式沥青混凝土,浇筑式沥青混凝土二十

3、世纪五十年代浇筑式沥青混凝土起源于德国，德文为Gu，意思为“流动路面”，英文名称为GussAsphalt 。英国称作Mastic Asphalt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。,2020/9/22,-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

4、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300500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。,2020/9/22,-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

5、通荷载水平调查（中资公司）,2020/9/22,-11-,前期所完成的工作使用情况调研,2020/9/22,-12-,前期所完成的工作使用情况调研,“防水粘结层 + MA（GA）保护层”防水体系调查统计,2020/9/22,-13-,前期所完成的工作使用情况调研,铺装破坏情况调查统计,2020/9/22,-14-,前期所完成的工作使用情况调研,香港青马大桥是中国第一座采用英国浇注式沥青混凝土铺装的钢桥，至今已15年，使用情况良好，但其钢桥面板厚度为25mm； 江阴长江大桥于1999年采用了英国浇注式沥青混凝土铺装，是中国大陆第一座采用浇注式铺装的钢桥，但一年后就出现了崩溃性破坏； 山东胜利黄河

6、大桥和安庆长江大桥采用德国浇注式沥青混凝土铺装，距今10年左右，使用情况良好； 在经过防水粘结层（Eliminator）、胶结料（聚合物改性沥青和高弹改性沥青、铺装结构（浇注式+SMA）和施工技术（生产和运输）等技术改进后，浇注式沥青混凝土开始大规模应用在大跨径钢桥上（近70座），整体使用情况良好； 特别是江阴长江大桥（交通、气候条件严峻）双层浇注式沥青混凝土试验段的铺设，距今已4年，正常铺筑的试验段未出现任何病害，德国浇注式沥青混凝土的高温稳定性得到了有效验证。,2020/9/22,-15-,前期所完成的工作使用情况调研,重庆石板坡长江大桥是一座刚混结合钢构桥，采用与瓯江大桥相同的铺装结构和

7、材料，距今已7年，全桥未出现任何病害； 湖北鄂东长江大桥刚混结合段采用竖向柔性连接处理，截至目前使用状况良好。,2020/9/22,-16-,前期所完成的工作材料改进,贯入度（mm）,浇注式沥青混凝土胶结料改进,2020/9/22,-17-,浇注式铺装优化组成设计 级配设计（针对高温稳定性）,目前已经开展的工作,2020/9/22,-18-,前期所完成的工作材料改进,SMA沥青混凝土胶结料改进,桥面铺装用SMA沥青经历了SBS改性沥青到高弹改性沥青的阶段，动温度度达到6000次/mm以上，大大提高了高温稳定性； -10度小梁弯曲破坏应变达到15E-3，是普通SMA的3倍以上，大大提高了铺装层的

8、耐疲劳性能。,2020/9/22,-19-,前期所完成的工作材料改进,原材料和级配设计,原材料检验 配合比优化设计与验证 相关科研实验,2020/9/22,-20-,前期所完成的工作钢混结合段铺装方案,钢混结合段由于材料模量突变等因素的影响，受力较为复杂，可通过提高材料强度和刚度以及柔韧性来解决。,增加柔韧性和释放应力方案,铺装上层,铺装下层,防水粘结层,钢板,SMA-10 35mm,GA-10 35mm,Eliminator,方案一（与主桥段铺装方案相同）,铺装上层,铺装下层,防水粘结层,钢板,GA-10 35mm,GA-10 35mm,Eliminator,方案二 双层浇注式沥青混凝土,2

9、020/9/22,-21-,前期所完成的工作钢混结合段铺装方案,铺装上层,铺装下层,防水粘结层,钢板,SMA-10 35mm（切缝）,GA-10 35mm,Eliminator,方案三 浇注式+SMA（切缝）,铺装上层,铺装下层,防水粘结层,钢板,EA 30mm,EA 40mm,环氧树脂,双层环氧沥青混凝土,增加强度和刚度,2020/9/22,-22-,前期所完成的工作钢混结合段铺装方案,四种方案主要性能对比,2020/9/22,-23-,前期所完成的工作钢混结合段铺装方案,铺装上层,铺装下层,防水粘结层,钢板,SMA-10 35mm（切缝）,GA-10 35mm,Eliminator,选定方

10、案 浇注式+SMA（切缝）,延长钢混结合段铺装为15米 采用竖向柔性连接 细部处治措施,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,钢桥面铺装施工步骤,施工工艺,钢桥面铺装施工工艺和质控体系,钢桥面板处置,钢桥面板处置,钢桥面板清洁,抛丸除锈施工,清洁工序：表层松散物钢板表面较厚的油和油脂局部受油 污染部位。 注意点：采用溶剂（如甲苯）清洗时，作业人员必须保证个人安 全，现场严禁吸烟和电焊作业，清洗后溶剂应集中收集。,施工条件：钢板清洁、干燥、无污染，

11、表面无焊瘤、飞溅物、针孔； 天气预计晴好10h、干燥，环境温度10以上、相对湿度小于85、 钢板表面温度大于实测空气露点温度+3 风速大于10m/s、有雾、露水、下雨时禁止施工,材料配置：磨料采用金属混合磨料由钢丸和钢砂组成，二者比例 通过试验确定；磨料干燥清洁，不含油脂、盐分等有害物质。,施工工艺： 喷砂作业由喷砂机连续匀速进行除锈。多台喷砂机时，作业范围要 搭接。最后一遍抛丸除锈，要换清洁干燥磨料，禁止使用回收磨料。 喷砂机的作业行走速度和抛丸作业的遍数根据现场实施效果确定。 无法用回收式真空抛丸机抛丸的边角处及桥面的凹坑部位，采用手 提式真空抛丸机补充抛丸。 喷砂作业完成后，回收散落钢砂

12、。 喷砂除锈过程应实行区域性封闭施工。 抛丸后的钢板表面保持清洁无污染。 规定时间未涂刷EBCL胶料的，应重新处理。,防水粘结层,防 水 粘 结 层,施工条件,涂布面须清洁、干燥、无浮锈、无尘埃。 除锈处理后3小时内开始实施 施工环境温度大于10，湿度小于90% ，雾天及下雨 时不得施工,材料,施工工艺,质量检测,Eliminator防水粘结层成品材料。,除锈处理后开始防腐底涂层Zed S94。 Zed S94固化后，喷涂Eliminator防水材料（两层）。 刷涂、滚涂或喷涂施工Tack Coat No.2胶粘剂。 施工结束后应封闭养护、不得在在胶料初始固化前 可能下雨的天气中施工。,防水层

13、干膜厚度不小于2mm 常温下与钢板之间的抗拉拔强度不小于5MPa,GA浇注式沥青混凝土层,GA 浇注式 沥青 混凝 土层,施工准备,配合比 设计,混合料 拌合,混合料 运输,混合料摊铺 和压实成型,接 缝,质量检查,不得在雾天和下雨时施工； 准确定位侧限挡板的高度，做好人员和机械的准备;,矿料级配； 设计方法和设计要求； 设计流程；,沥青加热温度：170190、集料加热温度：280320 出料温度：220250 干拌15s,湿伴90s，总时间115s，以均匀无花白料为准。,专用的运输设备cooker、自动保温和加热220250 注意运输时间，不得小于45分钟,专用的摊铺设备、无需碾压、如产生气

14、泡，应及时刺破 施工天气晴时进行， 施工时间控制在60min内，结束后封闭交通2-3d;,尽可能不设施工缝；若设置，横缝宜在横梁间隔约1/4处，上下层横 缝位置至少错开1.5m，横缝界面应涂布粘结材料。,S MA 表 面 层,施工工艺及 质量检验,SMA施工准备、施工工艺、质量控制和检查 的相应技术要求应符合公路沥青路面施工 技术规范的相关规定。,配合比设计,配合比设计方法和技术要求； 配合比设计应符合公路沥青路面施工 技术规范的相关规定。,体系中的SMA混凝土一般采用高粘改性沥青， 对出料温度、摊铺温度、碾压温度要求更高， 应特别引起注意。,说明,SMA表面层,SMA沥青混凝土：,生产、摊铺

15、和碾压工艺与普通路面用SMA基本相同，但最好采用水平震荡压路机进行碾压；,纵向接缝应尽量采用热接缝，且纵向裂缝应避开轮迹带部位； 在面层SMA施工完并清理干净后，行车道铺装表面层压实3天后，可开放2t以下轻型交通，5天后可正式开放交通。,钢桥面铺装施工工艺和质控体系,2020/9/22,-29-,接缝处理：,应调整机械配置，使浇注式沥青混凝土能够连续摊铺，减少横向接缝设置，不得已设置横向接缝时，应设置于横隔板间距1/4处。,接缝处应采用贴缝条进行处治;,贴缝条技术要求,钢桥面铺装施工工艺和质控体系,2020/9/22,-30-,施工过程中质控标准：,喷砂除锈；应检测粗糙度和洁净度。,Eliminator施工；应检测厚度和拉拔强度 浇注式沥青混凝土施工：应检测贯入度和流动性（现场目测）、厚度。,钢桥面铺装施工工艺和质控体系,SMA施工：应检测混合料温度、压实度、马歇尔指标、厚度、表面抗滑和渗水系数,2020/9/22,-31-,验收标准：,钢桥面铺