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2023/5/16-2-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2023/5/16-3-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2023/5/16-4-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）2023/5/16-5-鋼橋面鋪裝設(shè)計方案1.主橋鋼箱梁段鋪裝設(shè)計方案2023/5/16-6-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）2023/5/16-7-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2023/5/16-8-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。2023/5/16-9-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(shí)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(yàn)證，但其高溫穩(wěn)定性一直是業(yè)界較為關(guān)心的問題。2023/5/16-10-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）2023/5/16-11-前期所完成的工作——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138519992023/5/16-12-前期所完成的工作——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?yàn)r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”防水體系調(diào)查統(tǒng)計2023/5/16-13-前期所完成的工作——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?yàn)r青砂膠+MA車轍、開裂嚴(yán)重，已翻修鋪裝破壞情況調(diào)查統(tǒng)計2023/5/16-14-前期所完成的工作——使用情況調(diào)研香港青馬大橋是中國第一座采用英國澆注式瀝青混凝土鋪裝的鋼橋，至今已15年，使用情況良好，但其鋼橋面板厚度為25mm；江陰長江大橋于1999年采用了英國澆注式瀝青混凝土鋪裝，是中國大陸第一座采用澆注式鋪裝的鋼橋，但一年后就出現(xiàn)了崩潰性破壞；山東勝利黃河大橋和安慶長江大橋采用德國澆注式瀝青混凝土鋪裝，距今10年左右，使用情況良好；在經(jīng)過防水粘結(jié)層（Eliminator）、膠結(jié)料（聚合物改性瀝青和高彈改性瀝青、鋪裝結(jié)構(gòu)（澆注式+SMA）和施工技術(shù)（生產(chǎn)和運(yùn)輸）等技術(shù)改進(jìn)后，澆注式瀝青混凝土開始大規(guī)模應(yīng)用在大跨徑鋼橋上（近70座），整體使用情況良好；特別是江陰長江大橋（交通、氣候條件嚴(yán)峻）雙層澆注式瀝青混凝土試驗(yàn)段的鋪設(shè)，距今已4年，正常鋪筑的試驗(yàn)段未出現(xiàn)任何病害，德國澆注式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性得到了有效驗(yàn)證。2023/5/16-15-前期所完成的工作——使用情況調(diào)研重慶石板坡長江大橋是一座剛混結(jié)合鋼構(gòu)橋，采用與甌江大橋相同的鋪裝結(jié)構(gòu)和材料，距今已7年，全橋未出現(xiàn)任何病害；湖北鄂東長江大橋剛混結(jié)合段采用豎向柔性連接處理，截至目前使用狀況良好。2023/5/16-16-前期所完成的工作——材料改進(jìn)貫入度（mm）

澆注式瀝青混凝土膠結(jié)料改進(jìn)2023/5/16-17-澆注式鋪裝優(yōu)化組成設(shè)計——級配設(shè)計（針對高溫穩(wěn)定性）目前已經(jīng)開展的工作2023/5/16-18-前期所完成的工作——材料改進(jìn)SMA瀝青混凝土膠結(jié)料改進(jìn)橋面鋪裝用SMA瀝青經(jīng)歷了SBS改性瀝青到高彈改性瀝青的階段，動溫度度達(dá)到6000次/mm以上，大大提高了高溫穩(wěn)定性；

-10度小梁彎曲破壞應(yīng)變達(dá)到15E-3，是普通SMA的3倍以上，大大提高了鋪裝層的耐疲勞性能。2023/5/16-19-前期所完成的工作——材料改進(jìn)

原材料和級配設(shè)計原材料檢驗(yàn)配合比優(yōu)化設(shè)計與驗(yàn)證

相關(guān)科研實(shí)驗(yàn)2023/5/16-20-前期所完成的工作——鋼混結(jié)合段鋪裝方案

鋼混結(jié)合段由于材料模量突變等因素的影響，受力較為復(fù)雜，可通過提高材料強(qiáng)度和剛度以及柔韌性來解決。增加柔韌性和釋放應(yīng)力方案

鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板SMA-1035mmGA-1035mmEliminator方案一（與主橋段鋪裝方案相同）鋪裝上層鋪裝下層防水粘結(jié)層鋼板GA-1035mmGA-1035mmEliminator方案二雙層澆注式瀝青混凝土20三23三/5三/2-21-前期三所完三成的三工作——鋼混三結(jié)合三段鋪三裝方三案鋪裝三上層鋪裝三下層防水三粘結(jié)三層鋼板SM三A-三10三3三5m三m（切三縫）三）GA三-1三0三3三5m三mEl三im三in三at三or方案三三三澆注三式+S三MA（切三縫）鋪裝三上層鋪裝三下層防水三粘結(jié)三層鋼板EA三30三mmEA三40三mm環(huán)氧三樹脂雙層三環(huán)氧三瀝青三混凝三土增加三強(qiáng)度三和剛?cè)?0三23三/5三/2-22-前期三所完三成的三工作——鋼混三結(jié)合三段鋪三裝方三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三方案三主要三性能三對比20三23三/5三/2-23-前期三所完三成的三工作——鋼混三結(jié)合三段鋪三裝方三案鋪裝三上層鋪裝三下層防水三粘結(jié)三層鋼板SM三A-三10三3三5m三m（切三縫）GA三-1三0三3三5m三mEl三im三in三at三or選定三方案三澆注三式+S三MA（切三縫）延長三鋼混三結(jié)合三段鋪三裝為15米采用三豎向三柔性三連接細(xì)部三處治三措施交工驗(yàn)收階段的工程質(zhì)量檢查與驗(yàn)收鋼橋面板處理防水粘接層SM三A表面層材料GA澆注式瀝青混凝土GA層表面粘接層鋼橋三面鋪三裝施三工步三驟施工三工藝鋼橋三面鋪三裝施三工工三藝和三質(zhì)控三體系鋼橋三面板三處置鋼橋三面板三處置鋼橋三面板三清潔拋丸三除銹三施工清潔三工序三：表層三松散三物—鋼板三表面三較厚三的油三和油三脂—局部三受油污染三部位三。注意三點(diǎn)：采用三溶劑三（如三甲苯三）清三洗時三，作三業(yè)人三員必三須保三證個三人安全，三現(xiàn)場三嚴(yán)禁三吸煙三和電三焊作三業(yè)，三清洗三后溶三劑應(yīng)三集中三收集三。施工三條件三：鋼三板清三潔、三干燥三、無三污染三，表三面無三焊瘤三、飛三濺物三、針三孔；天氣三預(yù)計三晴好10三h、干三燥，三環(huán)境三溫度10三℃以上三、相三對濕三度小三于85％、鋼板三表面三溫度三大于三實(shí)測三空氣三露點(diǎn)三溫度+3三℃風(fēng)速三大于10三m/三s、有三霧、三露水三、下三雨時三禁止三施工材料三配置三：磨料三采用三金屬三混合三磨料三由鋼三丸和三鋼砂三組成三，二三者比三例通過三試驗(yàn)三確定三；磨三料干三燥清三潔，三不含油脂三、鹽三分等有三害物三質(zhì)。施工三工藝三：◆噴三砂作三業(yè)由三噴砂三機(jī)連三續(xù)勻三速進(jìn)三行除三銹。三多臺噴三砂機(jī)時，作業(yè)范圍三要搭接三。最后三一遍三拋丸三除銹，要三換清潔三干燥三磨料三，禁三止使三用回三收磨三料?！魢娙皺C(jī)三的作三業(yè)行三走速三度和三拋丸三作業(yè)三的遍三數(shù)根三據(jù)現(xiàn)三場實(shí)三施效三果確三定。◆無三法用三回收三式真三空拋三丸機(jī)三拋丸三的邊角三處及三橋面三的凹三坑部位三，采三用手提式三真空三拋丸三機(jī)補(bǔ)三充拋三丸?！魢娙白魅龢I(yè)完三成后三，回三收散三落鋼三砂?！魢娙俺P過三程應(yīng)三實(shí)行三區(qū)域三性封三閉施三工?！魭伻韬笕匿撊灞砣姹Ｈ智迦凉崯o三污染三?！粢?guī)三定時三間未三涂刷EB三CL膠料三的，三應(yīng)重三新處三理。防水三粘結(jié)三層防水粘結(jié)層施工三條件

涂布三面須三清潔三、干三燥、三無浮三銹、三無塵三埃。

除銹三處理三后3小時三內(nèi)開三始實(shí)三施

施工三環(huán)境三溫度三大于10三℃，濕三度小三于90三%，霧三天及三下雨時不三得施三工材料施工三工藝質(zhì)量三檢測El三im三in三at三or防水三粘結(jié)三層——成品三材料三。

除三銹處三理后三開始防腐三底涂三層Ze三d三S9三4。

Ze三d三S9三4固化三后，三噴涂El三im三in三at三or防水三材料（兩三層）三。

刷涂三、滾三涂或三噴涂三施工Ta三ck三C三oa三t三No三.2膠粘三劑。

施三工結(jié)三束后三應(yīng)封三閉養(yǎng)三護(hù)、三不得三在在三膠料三初始三固化三前可能三下雨三的天三氣中三施工三。防水三層干三膜厚三度不三小于三2m三m常溫三下與三鋼板三之間三的抗三拉拔三強(qiáng)度三不小三于5三MP三aGA澆注三式瀝青三混凝三土層GA澆注三式瀝青混凝土層施工三準(zhǔn)備配合三比設(shè)計混合三料拌合混合三料運(yùn)輸混合三料攤?cè)伜蛪喝龑?shí)成三型接三縫質(zhì)量三檢查★不三得在三霧天三和下三雨時三施工三；★準(zhǔn)確三定位三側(cè)限三擋板三的高三度，做三好人三員和三機(jī)械三的準(zhǔn)三備;★礦三料級三配；★設(shè)三計方三法和三設(shè)計三要求三；★設(shè)三計流三程；★瀝三青加三熱溫三度：三17三0~三19三0℃、集三料加三熱溫三度：三28三0~三32三0℃出料三溫度三：2三20三~2三50℃★干三拌15三s,濕伴90三s，總?cè)龝r間11三5s，以三均勻三無花三白料三為準(zhǔn)三?！飳Ｈ玫娜\(yùn)輸三設(shè)備co三ok三er、自三動保三溫和三加熱三22三0~三25三0℃★注三意運(yùn)三輸時三間，三不得三小于45分鐘★專三用的三攤鋪三設(shè)備三、無三需碾三壓、如產(chǎn)三生氣三泡，三應(yīng)及三時刺三破★施三工天三氣晴三時進(jìn)三行，★施三工時三間控三制在60三mi三n內(nèi)，三結(jié)束三后封三閉交三通2-三3d;★盡三可能三不設(shè)三施工三縫；三若設(shè)三置，三橫縫三宜在三橫梁三間隔三約1/三4處，三上下三層橫縫位三置至三少錯三開1.三5m，橫三縫界三面應(yīng)三涂布三粘結(jié)三材料三。SMA表面層施工三工藝三及質(zhì)量三檢驗(yàn)SM三A施工三準(zhǔn)備三、施三工工三藝、三質(zhì)量三控制三和檢三查的相三應(yīng)技三術(shù)要三求應(yīng)三符合《公路三瀝青三路面三施工技術(shù)三規(guī)范》的相三關(guān)規(guī)三定。配合三比設(shè)三計◆配三合比三設(shè)計三方法三和技三術(shù)要三求；◆配三合比三設(shè)計三應(yīng)符三合《公路三瀝青三路面三施工技術(shù)三規(guī)范》的相三關(guān)規(guī)三定。體系三中的SM三A混凝三土一三般采三用高三粘改三性瀝三青，對出三料溫三度、三攤鋪三溫度三、碾三壓溫三度要三求更三高，應(yīng)特三別引三起注三意。說明SM三A表面三層SM三A瀝三青混三凝土三：生產(chǎn)三、攤?cè)伜腿雺喝に嚾c普三通路三面用三SM三A基三本相三同，三但最三好采三用水三平震三蕩壓三路機(jī)三進(jìn)行三碾壓三；縱向三接縫三應(yīng)盡三量采三用熱三接縫三，且三縱向三裂縫三應(yīng)避三開輪三跡帶三部位三；在面三層S三MA三施工三完并三清理三干凈三后，三行車三道鋪三裝表三面層三壓實(shí)三3天三后，三可開三放2三t以三下輕三型交三通，三5天三后可三正式三開放三交通三。鋼橋三面鋪三裝施三工工三藝和三質(zhì)控三體系20三23三/5三/2-29-接縫三處理三：應(yīng)調(diào)三整機(jī)三械配三置，三使?jié)踩⑹饺秊r青三混凝三土能三夠連三續(xù)攤?cè)?，三減少三橫向三接縫三設(shè)置三，不三得已三設(shè)置三橫向三接縫三時，三應(yīng)設(shè)三置于三橫隔三板間三距1三/4三處。接縫三處應(yīng)三采用三貼縫三條進(jìn)三行處三治;試驗(yàn)項(xiàng)目要求試驗(yàn)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貼縫三條技三術(shù)要三求鋼橋三面鋪三裝施三工工三藝和三質(zhì)控三體系20三23三/5三/2-30-施工三過程三中質(zhì)三控標(biāo)三準(zhǔn)：噴砂三除銹三；應(yīng)三檢測三粗糙三度和三潔凈三度。El三im三in三at三or施工三；應(yīng)三檢測三厚度三和拉三拔強(qiáng)三度澆注三式瀝三青混三凝土三施工三：應(yīng)三檢測三貫入三度和三流動三性（三現(xiàn)場三目測三）、三厚度三。鋼橋三面鋪三裝施三工工三藝和三質(zhì)控三體系SM三A施工三：應(yīng)三檢測三混合三料溫三度、三壓實(shí)三度、三馬歇三爾指三標(biāo)、三厚度三、表三面抗三滑和三滲水三系數(shù)20三23三/5三/2-31-驗(yàn)收三標(biāo)準(zhǔn)三：鋼橋三面鋪三裝施三工工三藝和三質(zhì)控三體系工程分項(xiàng)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，4.75mm2.36mm0.075mm±7±6±2與施工級配目標(biāo)值對比，每次結(jié)果均達(dá)到要求1次/施工日油石比％±0.3與設(shè)計值對比，每次結(jié)