甌江大橋混合梁橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)研究

交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所大橋混合梁鋼橋面澆注式瀝青混凝土鋪裝技術(shù)

施工技術(shù)交流匯報人：徐全亮2023/3/10-2-匯報內(nèi)容甌江大橋工程概況鋼橋面鋪裝設(shè)計方案澆注式瀝青混凝土特點(diǎn)

前期所完成的工作

鋼橋面鋪裝施工工藝和質(zhì)控體系

問題與建議2023/3/10-3-甌江大橋工程概況位置：位于浙江諸永高速公路溫州段得延伸線上。全長4.7km。橋型：混合梁剛構(gòu)橋

橋跨布置：

84+200+84=368(m)

其中鋼梁長80m

鋼混結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：充分發(fā)揮混凝土梁與鋼梁各自優(yōu)點(diǎn)，降低梁高，結(jié)構(gòu)布置靈活

甌江橋：根部梁高9.0m，普通梁高12m左右；邊中跨比0.42，普通0.55左右諸永高速公路甌江大橋2023/3/10-4-甌江大橋工程概況鋼混結(jié)合段有格室后承壓板式鋼梁側(cè)采用變剛度鋼箱梁，長2.2m，混凝土梁側(cè)長1.8m,總長4.0m頂?shù)装?、腹板采用雙壁板鋼-混組合結(jié)構(gòu)，采用開孔板連接件（PBL）2023/3/10-5-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案1.主橋鋼箱梁段鋪裝設(shè)計方案2023/3/10-6-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案2.鋼混結(jié)合段鋪裝設(shè)計方案（鋪裝）2023/3/10-7-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案3.其它細(xì)部設(shè)計外側(cè)路緣石附近設(shè)置螺旋排水管施工縫采用貼縫條處治2023/3/10-8-澆注式瀝青混凝土澆筑式瀝青混凝土二十世紀(jì)五十年代澆筑式瀝青混凝土起源于德國，德文為Gu?，意思為“流動路面”，英文名稱為GussAsphalt。英國稱作MasticAsphalt兩者在施工工藝上有所區(qū)別。澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝體系是歐洲和日本的主要鋪裝類型，其中日本使其得以長足發(fā)展。澆注式瀝青混凝土鋪裝1997年在我國香港青馬大橋上首次使用。截至目前已在我國60余座鋼橋上使用。2023/3/10-9-澆注式瀝青混凝土空隙率極小，接近于0，無需碾壓便能達(dá)到其最終強(qiáng)度，它不會出現(xiàn)因壓實不足而表現(xiàn)出的缺陷病害；不透水，也不吸水，對含Cl－的溶液及經(jīng)常性潮氣作用之類的氣候影響因素不敏感。因而不會出現(xiàn)水損害問題；柔韌性強(qiáng)，對沖擊及顛簸不敏感；結(jié)合料在氣候因素影響下幾乎不會老化，具有較好的耐久性(使用壽命20年以上)；瀝青含量較高，具有較好的抗開裂能力。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：

澆注式瀝青混凝土動穩(wěn)定度約為300~500次/mm,雖經(jīng)江陰長江大橋雙層澆注式瀝青混凝土（4年）和安慶長江大橋（8年）驗證，但其高溫穩(wěn)定性一直是業(yè)界較為關(guān)心的問題。2023/3/10-10-目前已經(jīng)開展的工作我國現(xiàn)有澆筑式瀝青混凝土鋼橋面及鋼混結(jié)合段鋪裝設(shè)計施工技術(shù)及使用現(xiàn)狀調(diào)研分析

（鄂東大橋、重慶石板坡大橋）結(jié)構(gòu)形式調(diào)研施工技術(shù)調(diào)研使用性能調(diào)研主要破壞形式調(diào)研甌江大橋氣候（降雨和溫度）調(diào)查（中資公司）甌江大橋的交通荷載水平調(diào)查（中資公司）2023/3/6-11-前期所完成的工工作——使用情況調(diào)研鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主跨通車時間澆注式鋪裝GA+SMA重慶朝天門大橋鋼桁梁5522009.4重慶菜園壩大橋鋼箱拱梁4202006重慶石板坡長江大橋T型鋼構(gòu)3302006.8長沙三汊磯大橋鋼箱梁3282006.9南京夾江大橋鋼箱梁2482009.10安慶長江大橋鋼箱梁5102004.10汕頭礐石大橋（翻修）鋼箱梁PC箱梁5182006.11山東勝利黃河大橋鋼箱梁2882003.7江西南昌洪都大橋鋼箱梁3652009贛州飛龍島大橋鋼箱梁1502009贛州贛江公路大橋鋼箱梁4082010江西南昌英雄大橋鋼箱梁3852009江蘇省S342主線上跨互通鋼橋鋼箱梁161+1612006MA+SMA昂船洲大橋鋼箱梁10182009.10深圳灣大橋鋼箱梁210+1802007.7MA青馬大橋鋼桁梁13771998江陰大橋鋼箱梁138519992023/3/6-12-前期所完成的工工作——使用情況調(diào)研序號橋梁名稱防水體系交通量使用狀況1香港青馬大橋Eliminator防水粘結(jié)層+MA重交通使用情況良好2江陰長江大橋瀝青砂膠+GA重交通、超載嚴(yán)重部分防水層失效3勝利黃河大橋（翻修）環(huán)氧樹脂（兩層撒砂）+溶劑型粘結(jié)劑（兩層）+瀝青砂膠+GA中交通使用情況良好4安慶長江大橋溶劑型粘結(jié)劑+GA中交通使用情況良好5長沙三汊磯大橋環(huán)氧樹脂（兩層撒砂）+橡膠瀝青砂膠+GA中交通使用情況良好6重慶石板坡長江大橋中交通、基本無超載使用情況良好7礐石大橋（翻修）重交通、超載嚴(yán)重部分防水層失效8深圳灣大橋（翻修）Eliminator防水粘結(jié)層+GA中交通使用情況良好9重慶菜園壩長江大橋中交通使用情況良好10江蘇S342立交主跨橋重交通、超載嚴(yán)重使用情況良好11昂船洲大橋Eliminator防水粘結(jié)層+MA重交通使用情況良好12上海橋隧（長江大橋）Eliminator防水粘結(jié)層+GA輕交通使用情況良好13重慶朝天門長江大橋中交通使用情況良好“防水粘結(jié)層+MA（GA）保護(hù)層”防水水體系調(diào)查統(tǒng)計計2023/3/6-13-前期所完成的工工作——使用情況調(diào)研序號橋梁名稱鋪裝方案使用狀況1重慶朝天門大橋Eliminator+GA+SMA良好，無任何病害2重慶菜園壩大橋良好，無任何病害3重慶石板坡長江大橋環(huán)氧樹脂+瀝青砂膠+GA+SMA良好，無任何病害4長沙三汊磯大橋良好，無任何病害5南京夾江大橋Eliminator+GA+SMA良好，無任何病害6江蘇省S342主線上跨互通良好，無任何病害7安慶長江大橋環(huán)氧樹脂+瀝青砂膠+GA+SMA面層一條縱向裂縫8汕頭礐石大橋（翻修）慢車道鋪裝層出現(xiàn)車轍病害、劃線扭曲，局部挖補(bǔ)9山東勝利黃河大橋面層縱向裂縫10江西南昌洪都大橋Eliminator+GA+SMA良好，無任何病害11江西南昌英雄大橋良好，無任何病害12贛州飛龍島大橋良好，無任何病害13贛州章江大橋良好，無任何病害14贛州贛江公路大橋良好，無任何病害15深圳灣大橋Eliminator+MA+SMA良好，無任何病害16昂船洲大橋良好，無任何病害17青馬大橋Eliminator+MA良好，無任何病害18江陰大橋瀝青砂膠+MA車轍、開裂嚴(yán)重，已翻修鋪裝破壞情況調(diào)調(diào)查統(tǒng)計2023/3/6-14-前期所完成的的工作——使用情況調(diào)研研香港青馬大橋橋是中國第一一座采用英國國澆注式瀝青青混凝土鋪裝裝的鋼橋，至至今已15年，使用情況況良好，但其其鋼橋面板厚厚度為25mm；江陰長江大橋橋于1999年采用了英國國澆注式瀝青青混凝土鋪裝裝，是中國大大陸第一座采采用澆注式鋪鋪裝的鋼橋，，但一年后就就出現(xiàn)了崩潰潰性破壞；山東勝利黃河河大橋和安慶慶長江大橋采采用德國澆注注式瀝青混凝凝土鋪裝，距距今10年左右，使用用情況良好；；在經(jīng)過防水粘粘結(jié)層（Eliminator）、膠結(jié)料（（聚合物改性性瀝青和高彈彈改性瀝青、、鋪裝結(jié)構(gòu)（（澆注式+SMA）和施工技術(shù)術(shù)（生產(chǎn)和運(yùn)運(yùn)輸）等技術(shù)術(shù)改進(jìn)后，澆澆注式瀝青混混凝土開始大大規(guī)模應(yīng)用在在大跨徑鋼橋橋上（近70座），整體使使用情況良好好；特別是江陰長長江大橋（交交通、氣候條條件嚴(yán)峻）雙雙層澆注式瀝瀝青混凝土試試驗段的鋪設(shè)設(shè)，距今已4年，正常鋪筑筑的試驗段未未出現(xiàn)任何病病害，德國澆澆注式瀝青混混凝土的高溫溫穩(wěn)定性得到到了有效驗證證。2023/3/6-15-前期所完成的工作作——使用情況調(diào)研重慶石板坡長江大大橋是一座剛混結(jié)結(jié)合鋼構(gòu)橋，采用用與甌江大橋相同同的鋪裝結(jié)構(gòu)和材材料，距今已7年，全橋未出現(xiàn)任任何病害；湖北鄂東長江大橋橋剛混結(jié)合段采用用豎向柔性連接處處理，截至目前使使用狀況良好。2023/3/6-16-前期所完成的工作作——材料改進(jìn)貫入度（mm）澆注式瀝青混凝土土膠結(jié)料改進(jìn)2023/3/6-17-澆注式鋪裝優(yōu)化組組成設(shè)計——級配設(shè)計（針對高高溫穩(wěn)定性）目前已經(jīng)開展的工工作2023/3/6-18-前期所完成的工作作——材料改進(jìn)SMA瀝青混凝土膠結(jié)料料改進(jìn)橋面鋪裝用SMA瀝青經(jīng)歷了SBS改性瀝青到高彈改改性瀝青的階段，，動溫度度達(dá)到6000次/mm以上，大大提高了了高溫穩(wěn)定性；-10度小梁彎曲破壞應(yīng)應(yīng)變達(dá)到15E-3，是普通SMA的3倍以上，大大提高高了鋪裝層的耐疲疲勞性能。2023/3/6-19-前期所完完成的工工作——材料改進(jìn)進(jìn)原材料和和級配設(shè)設(shè)計原材料檢檢驗配合比優(yōu)優(yōu)化設(shè)計計與驗證證相關(guān)科研研實驗2023/3/6-20-前期所完完成的工工作——鋼混結(jié)合合段鋪裝裝方案鋼混結(jié)合合段由于于材料模模量突變變等因素素的影響響，受力力較為復(fù)復(fù)雜，可可通過提提高材料料強(qiáng)度和和剛度以以及柔韌韌性來解解決。增加柔韌韌性和釋釋放應(yīng)力力方案鋪裝上層層鋪裝下層層防水粘結(jié)結(jié)層鋼板SMA-1035mmGA-1035mmEliminator方案一（（與主橋橋段鋪裝裝方案相相同）鋪裝上層層鋪裝下層層防水粘結(jié)結(jié)層鋼板GA-1035mmGA-1035mmEliminator方案二雙雙層澆注注式瀝青青混凝土土2023/3/6-21-前期所所完成成的工工作——鋼混結(jié)結(jié)合段段鋪裝裝方案案鋪裝上上層鋪裝下下層防水粘粘結(jié)層層鋼板SMA-1035mm（切縫縫）））GA-1035mmEliminator方案三三澆澆注式式+SMA（切縫縫）鋪裝上上層鋪裝下層防水粘結(jié)層層鋼板EA30mmEA40mm環(huán)氧樹脂雙層環(huán)氧瀝瀝青混凝土土增加強(qiáng)度和和剛度2023/3/6-22-前期所完成成的工作——鋼混結(jié)合段段鋪裝方案案鋪裝形式抗裂性防水性經(jīng)濟(jì)性施工便利性對全橋鋪裝性能影響澆注式+SMA優(yōu)良優(yōu)良較好較好較好雙層澆注式優(yōu)良優(yōu)良較好一般一般澆注式+SMA（切縫）優(yōu)良優(yōu)良較好較好較好雙層環(huán)氧優(yōu)良優(yōu)良一般較差較差四種方案主主要性能對對比2023/3/6-23-前期所完成的的工作——鋼混結(jié)合段鋪鋪裝方案鋪裝上上層鋪裝下下層防水粘粘結(jié)層層鋼板SMA-1035mm（切縫縫）GA-1035mmEliminator選定方方案澆澆注式式+SMA（切縫縫）延長鋼鋼混結(jié)結(jié)合段段鋪裝裝為15米采用豎豎向柔柔性連連接細(xì)部處處治措措施交工驗收階段的工程質(zhì)量檢查與驗收鋼橋面板處理防水粘接層SMA表面層材料GA澆注式瀝青混凝土GA層表面粘接層鋼橋面面鋪裝裝施工工步驟驟施工工工藝鋼橋面面鋪裝裝施工工工藝藝和質(zhì)質(zhì)控體體系鋼橋面面板處處置鋼橋面面板處處置鋼橋面面板清清潔拋丸除除銹施施工清潔工工序：：表層松松散物物—鋼板表表面較較厚的的油和和油脂脂—局部受受油污染部部位。。注意點(diǎn)點(diǎn)：采用溶溶劑（（如甲甲苯））清洗洗時，，作業(yè)業(yè)人員員必須須保證證個人人安全，現(xiàn)現(xiàn)場嚴(yán)嚴(yán)禁吸吸煙和和電焊焊作業(yè)業(yè)，清清洗后后溶劑劑應(yīng)集集中收收集。。施工條條件：：鋼板板清潔潔、干干燥、、無污污染，，表面面無焊焊瘤、、飛濺濺物、、針孔孔；天氣預(yù)預(yù)計晴晴好10h、干燥燥，環(huán)環(huán)境溫溫度10℃℃以上、、相對對濕度度小于于85％、鋼板表表面溫溫度大大于實實測空空氣露露點(diǎn)溫溫度+3℃℃風(fēng)速大大于10m/s、有霧霧、露露水、、下雨雨時禁禁止施施工材料配配置：：磨料采采用金金屬混混合磨磨料由由鋼丸丸和鋼鋼砂組組成，，二者者比例例通過試試驗確確定；；磨料料干燥燥清潔潔，不不含油脂、、鹽分分等有害害物質(zhì)質(zhì)。施工工工藝：：◆噴砂砂作業(yè)業(yè)由噴噴砂機(jī)機(jī)連續(xù)續(xù)勻速速進(jìn)行行除銹銹。多多臺噴砂砂機(jī)時，作業(yè)范圍要要搭接。。最后一一遍拋拋丸除除銹，要換換清潔干干燥磨磨料，，禁止止使用用回收收磨料料?！魢娚吧皺C(jī)的的作業(yè)業(yè)行走走速度度和拋拋丸作作業(yè)的的遍數(shù)數(shù)根據(jù)據(jù)現(xiàn)場場實施施效果果確定定?！魺o法法用回回收式式真空空拋丸丸機(jī)拋拋丸的的邊角處處及橋橋面的的凹坑坑部位，，采用用手提式真真空拋拋丸機(jī)機(jī)補(bǔ)充充拋丸丸?！魢娚吧白鳂I(yè)業(yè)完成成后，，回收收散落落鋼砂砂?！魢娚吧俺P銹過程程應(yīng)實實行區(qū)區(qū)域性性封閉閉施工工?！魭佂柰韬蟮牡匿摪灏灞砻婷姹３殖智鍧崫崯o污污染。?！粢?guī)定定時間間未涂涂刷EBCL膠料的的，應(yīng)應(yīng)重新新處理理。防水粘粘結(jié)層層防水粘結(jié)層施工條條件

涂布面面須清清潔、、干燥燥、無無浮銹銹、無無塵埃埃。

除銹處處理后后3小時內(nèi)內(nèi)開始始實施施

施工環(huán)境溫度大于于10℃，濕度小于90%，霧天及下雨時不得施工材料施工工藝質(zhì)量檢測Eliminator防水粘結(jié)層——成品材料。

除銹處理后開始始防腐底涂層ZedS94。

ZedS94固化后，噴涂Eliminator防水材料（兩層）。

刷涂、滾涂或噴涂涂施工TackCoatNo.2膠粘劑。

施工結(jié)束后應(yīng)封封閉養(yǎng)護(hù)、不得在在在膠料初始固化化前可能下雨的天氣中中施工。防水層干膜厚度不不小于2mm常溫下與鋼板之間間的抗拉拔強(qiáng)度不不小于5MPaGA澆注式瀝青混凝土層GA澆注式瀝青混凝土層施工準(zhǔn)備配合比設(shè)計混合料拌合混合料運(yùn)輸混合料攤鋪和壓實成型接縫質(zhì)量檢查★不得在霧天和下下雨時施工；★準(zhǔn)確定位側(cè)限擋板板的高度，做好人員和機(jī)械械的準(zhǔn)備;★礦料級配；★設(shè)計方法和設(shè)計計要求；★設(shè)計流程；★瀝青加熱溫度：：170~190℃、集料加熱溫度：：280~320℃出料溫度：220~250℃★干拌15s,濕伴90s，總時間115s，以均勻無花白料料為準(zhǔn)。★專用的運(yùn)輸設(shè)備備cooker、自動保溫和加熱熱220~250℃★注意運(yùn)輸時間，，不得小于45分鐘★專用的攤鋪設(shè)備備、無需碾壓、如產(chǎn)生氣泡，應(yīng)及及時刺破★施工天氣晴時進(jìn)進(jìn)行，★施工時間控制在在60min內(nèi)，結(jié)束后封閉交交通2-3d;★盡可能不設(shè)施工工縫；若設(shè)置，橫橫縫宜在橫梁間隔隔約1/4處，上下層橫縫位置至少錯開1.5m，橫縫界面應(yīng)涂布布粘結(jié)材料。SMA表面層施工工藝及質(zhì)量檢驗驗SMA施工準(zhǔn)備備、施工工工藝、、質(zhì)量控控制和檢檢查的相應(yīng)技技術(shù)要求求應(yīng)符合合《公路瀝青青路面施施工技術(shù)規(guī)范范》的相關(guān)規(guī)規(guī)定。配合比設(shè)設(shè)計◆配合比比設(shè)計方方法和技技術(shù)要求求；◆配合比比設(shè)計應(yīng)應(yīng)符合《公路瀝青青路面施施工技術(shù)規(guī)范范》的相關(guān)規(guī)規(guī)定。體系中的的SMA混凝土一一般采用用高粘改改性瀝青青，對出料溫溫度、攤攤鋪溫度度、碾壓壓溫度要要求更高高，應(yīng)特別引引起注意意。說明SMA表面層SMA瀝瀝青混凝凝土：生產(chǎn)、攤攤鋪和碾碾壓工藝藝與普通通路面用用SMA基本相相同，但但最好采采用水平平震蕩壓壓路機(jī)進(jìn)進(jìn)行碾壓壓；縱向接縫縫應(yīng)盡量量采用熱熱接縫，，且縱向向裂縫應(yīng)應(yīng)避開輪輪跡帶部部位；在面層SMA施施工完并并清理干干凈后，，行車道道鋪裝表表面層壓壓實3天天后，可可開放2t以下下輕型交交通，5天后可可正式開開放交通通。鋼橋面鋪鋪裝施工工工藝和和質(zhì)控體體系2023/3/6-29-接縫處理理：應(yīng)調(diào)整機(jī)機(jī)械配置置，使?jié)矟沧⑹綖r瀝青混凝凝土能夠夠連續(xù)攤攤鋪，減減少橫向向接縫設(shè)設(shè)置，不不得已設(shè)設(shè)置橫向向接縫時時，應(yīng)設(shè)設(shè)置于橫橫隔板間間距1/4處。。接縫處應(yīng)應(yīng)采用貼貼縫條進(jìn)進(jìn)行處治治;試驗項目要求試驗方法軟化點(diǎn)（R＆B）℃≥JTGE20-2011T0604低溫柔度（-20℃，30min，R=15mm）無裂紋GB18243-2000彈性恢復(fù)率（25℃）%≥JTGE20-2011T0662貼縫條技術(shù)要要求鋼橋面鋪裝施施工工藝和質(zhì)質(zhì)控體系2023/3/6-30-施工過程中質(zhì)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)：噴砂除銹；應(yīng)應(yīng)檢測粗糙度度和潔凈度。。Eliminator施工；應(yīng)檢測測厚度和拉拔拔強(qiáng)度澆注式瀝青混混凝土施工：：應(yīng)檢測貫入入度和流動性性（現(xiàn)場目測測）、厚度。。鋼橋面鋪裝施施工工藝和質(zhì)質(zhì)控體系SMA施工：應(yīng)檢測測混合料溫度度、壓實度、、馬歇爾指標(biāo)標(biāo)、厚度、表表面抗滑和滲滲水系數(shù)2023/3/6-31-驗收標(biāo)準(zhǔn)：：鋼橋面鋪裝裝施工工藝藝和質(zhì)控體體系工程分項檢測指標(biāo)要求合格判定檢測頻度噴砂除銹清潔度級＞Sa2.5全部達(dá)到要求6點(diǎn)/1000㎡粗糙度

μm80～120最小80，最大120防水粘結(jié)層用

量

g/㎡底涂層100～200最小1001次/1000㎡Eliminator2500～3500最小2500TackCoatNo.2膠粘劑100～200最小100濕膜厚度mm≥1.2平均值滿足要求1點(diǎn)/100㎡粘結(jié)強(qiáng)度(25℃)MPa≥5最小56點(diǎn)/1000㎡澆注式鋪裝用改性瀝青針入度(25℃)0.1mm20～60符合要求1次/施工日軟化點(diǎn)℃≥80延度(5℃)cm≥20澆注式瀝青混合料級配(通過率)％拌合樓記錄9.5mm，4