陽(yáng)仁力 胡麗琴 黃文紅

鋼橋面由于其施工環(huán)境及結(jié)構(gòu)、材料上的特殊性,其面層鋪裝一直是橋面鋪裝中的熱門和難點(diǎn)問題。由于鋼橋面的剛性小,在車輛荷載、溫度、風(fēng)荷載的作用下,其橋面系內(nèi)部受力復(fù)雜,而且由于其結(jié)構(gòu)與公路路面或者機(jī)場(chǎng)路面存在很大差異,傳統(tǒng)的橋面鋪裝層往往在使用后不久就會(huì)出現(xiàn)很多病害。典型的病害主要有橋面鋪裝層與橋面板、層間粘結(jié)力不足或橋面系溫度過(guò)高而導(dǎo)致橋面出現(xiàn)裂縫、波浪、壅包、推移、車轍等病害。用澆筑式瀝青混凝土作為鋼橋面鋪裝層鋪裝材料,能夠很好的解決這些問題。澆筑式瀝青混凝土是一種在高溫(220℃～260℃)下拌和,依靠混合料自身流動(dòng)性攤鋪成型、無(wú)須碾壓的一種瀝青混合料。澆筑式瀝青混合料的瀝青含量高、細(xì)集料含量高、礦粉含量高(高達(dá)25%)、孔隙率小(＜1%),并且空隙間互不連通,由于這些特點(diǎn),這種混合料隨鋼板變形追從性好、密水性好、與鋼板粘結(jié)好、抗老化性能好,能夠很好的解決一般鋼橋面鋪裝中存在的典型問題。

1 鋪裝體系設(shè)計(jì)

鋪裝體系結(jié)構(gòu)圖見圖1。

為防止橋面水侵蝕鋼板,必須要做好鋼板的防水防銹處理,Eliminator橋面板防水體系是一種很好的橋面防水體系,該體系具有良好的密水性、柔韌性、防腐蝕性和耐久性,能夠跟鋼板很好的粘結(jié)在一起,使鋼板與水或者空氣隔絕。而且這種材料與瀝青混凝土的粘結(jié)力也比較好,能有效增強(qiáng)鋼板與鋪裝下層的粘結(jié)力。鋪裝下層,采用澆筑式瀝青混凝土GA10,厚度一般為35 mm～40 mm,這種混合料能夠與鋼板很好的粘結(jié),而且密水性好,能夠有效防止鋪裝面層的水滲漏到鋼板,具有很好的變形追從性,防止在溫度荷載或風(fēng)荷載下因鋼板變形或振動(dòng)而開裂。鋪裝上層采用改性瀝青SMA 10,這種材料的高溫穩(wěn)定好、抗老化、強(qiáng)度高,能夠有效避免產(chǎn)生車轍,而且SMA改性瀝青路面平整度好、抗滑性能好。鋪裝下層與鋪裝上層之間噴撒細(xì)碎石和改性乳化瀝青作為層間粘結(jié)層。根據(jù)力學(xué)計(jì)算,在車輛荷載作用下,鋼橋面系最大橫向剪應(yīng)力出現(xiàn)在橋面鋪裝層表面下50 mm～70 mm處,為防止橫向剪應(yīng)力作用于層間結(jié)合處而產(chǎn)生層間推移波浪,鋪裝上層厚度一般為35 mm～40 mm,使車輛荷載絕大部分橫向剪應(yīng)力作用于鋪裝下層內(nèi)部。經(jīng)試驗(yàn)分析,采用這種結(jié)構(gòu),鋼橋面系在70℃高溫下,鋪裝下層與鋼板之間的層間結(jié)合處的抗剪強(qiáng)度在2.2 MPa以上,鋪裝上層與鋪裝下層之間層間結(jié)合處的抗剪強(qiáng)度在2.5 MPa以上,完全可以抵抗在最不利季節(jié)車輛荷載的最大剪應(yīng)力(一般為1.5 MPa～1.7 MPa)。

2 施工工藝

2.1 混合料拌和

混合料材料選擇,澆筑式瀝青混凝土是懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu),為增強(qiáng)其高溫穩(wěn)定性,盡量采用復(fù)合改性瀝青(如SBS改性瀝青)作為結(jié)合料以增大混合料的稠度。由于鋼橋面鋪裝層,鋪裝厚度較小,因而對(duì)骨料的要求比較高,要求嚴(yán)格控制粒徑及顆粒級(jí)配,一般選用5 mm～10 mm粒徑的集料,要求骨料顆粒均勻,最大粒徑不得超過(guò)平均粒徑的兩倍,顆粒以立方體為主而且要棱角明顯,要求集料的強(qiáng)度等級(jí)比較高,并且骨料無(wú)風(fēng)化面,并且酸性材料不能作為澆筑式瀝青混凝土骨料。澆筑混合料的出料溫度一般要達(dá)到220℃以上,需要專門設(shè)備對(duì)其進(jìn)行攪拌,攪拌前先將集料進(jìn)行烘干加熱(需要加熱到300℃),然后進(jìn)行濕拌,要保證混合料的均勻性,并且拌合時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)以減小瀝青老化。

2.2 混合料運(yùn)輸

澆筑式瀝青混合料施工溫度達(dá)180℃,必須要保證混合料送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)滿足施工的溫度要求。澆筑式瀝青混合料高溫狀態(tài)下流動(dòng)性好,在運(yùn)輸過(guò)程中如果采用普通的瀝青混凝土運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸,混合料就會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生離析。為了應(yīng)對(duì)以上要求,應(yīng)當(dāng)采用專用設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸,應(yīng)用較多的是德國(guó)進(jìn)口設(shè)備COOKER運(yùn)輸車,這種專用運(yùn)輸設(shè)備封閉性好,在運(yùn)輸途中能夠?qū)旌狭线M(jìn)行加熱,能夠保證混合料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的溫度,而且這種設(shè)備能夠在運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)混合料進(jìn)行攪拌,能夠有效防止混合料離析。

2.3 行車道鋪裝

2.3.1 鋼面板處理和防水粘結(jié)層施工

為保證鋪裝下層與鋼板良好粘結(jié),在鋪裝前對(duì)鋼橋面進(jìn)行除銹清潔,要求鋼板表面干燥,并且打毛(粗糙度 50μm～100μm)以增大層間粘結(jié)力,不得有任何雜質(zhì)、油污。在其清潔程度達(dá)到Sa2.5以上后,在鋼板表面噴Eliminator防水粘結(jié)層。防水系盡量連續(xù)一次性施工,以保證防水系的整體性。

2.3.2 澆筑式瀝青混凝土攤鋪

澆筑式瀝青混凝土攤鋪,在攤鋪過(guò)程中必須保證混合料的攤鋪溫度在180℃以上。為保證鋪裝下層的均勻性與平整性,攤鋪機(jī)在攤鋪過(guò)程中應(yīng)盡量不停機(jī),不超時(shí),勻速攤鋪。運(yùn)料車在卸料時(shí)要在攤鋪機(jī)前一定距離進(jìn)行卸料,不得與攤鋪機(jī)發(fā)生碰撞。運(yùn)料車的卸料高度不得高于1 m,以減少卸載混合料時(shí)產(chǎn)生的離析。為保證攤鋪質(zhì)量,需要合理調(diào)整攤鋪速度與運(yùn)料車的供料速度及混合料的拌合效率,使攤鋪能力與運(yùn)輸能力及拌合能力能夠很好地配合,保證連續(xù)穩(wěn)定施工。如果攤鋪機(jī)不得已要停機(jī),在停機(jī)后需要盡快對(duì)已攤鋪部分進(jìn)行切邊處理,然后做側(cè)限處理,在下一次攤鋪前需對(duì)攤鋪機(jī)的熨平板進(jìn)行預(yù)熱,一般要預(yù)熱到160℃～200℃。

2.3.3 層間粘結(jié)層施工

鋪裝下層與鋪裝上層之間結(jié)合層處選擇的骨料為粒徑5 mm～10 mm的碎石集料,其質(zhì)量要求同澆筑式混凝土所用集料,結(jié)合料采用改性乳化瀝青。在鋪裝下層攤鋪一定距離后,在澆筑式瀝青混合料凝固之前,進(jìn)行層間碎石撒布,碎石撒布車在撒布過(guò)程中要連續(xù)勻速進(jìn)行,保證碎石撒布均勻性。然后通過(guò)人工輥?zhàn)幽雺旱姆绞?使撒布碎石的1/3～1/2粒徑部分壓入鋪裝下層中。鋪裝下層攤鋪完成后,攤鋪鋪裝上層前,在鋪裝下層上噴灑改性乳化瀝青,然后再進(jìn)行SMA面層鋪裝。

2.3.4 橫縫、縱縫和邊緣處理

在施工過(guò)程中應(yīng)該合理確定攤鋪幅度,在保證攤鋪質(zhì)量的前提下,盡量減少縱縫,根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),一般攤鋪寬度為3 m左右,盡量設(shè)置成一個(gè)車道寬度。在確定攤鋪幅度時(shí)要充分考慮其受力,在橋面靜荷載和車輛荷載作用下,通過(guò)橋面系受力分析,在縱向腹板或加勁肋板處橋面鋪裝層頂面所受的橫向拉應(yīng)力最大,為最不利橫向受力位置,因而應(yīng)避免縱縫位置與縱向腹板或者縱向加勁肋板位置重合,并保證兩者之間的距離在20 cm以上。同理橋面鋪裝層在橫隔板處所受的縱向拉應(yīng)力最大,為最不利縱向受力位置,要避免在此位置縱向1 m范圍內(nèi)產(chǎn)生橫縫。鋪裝下層與鋪裝上層的橫縫不得重合,上下層縱縫間距不應(yīng)小于15 cm,橫縫間距要在1 m以上?？v縫橫縫及邊緣處是鋪裝層病害發(fā)生的薄弱環(huán)節(jié),對(duì)產(chǎn)生縱縫和橫縫的位置做好記錄,在以后的運(yùn)營(yíng)橋面養(yǎng)護(hù)中對(duì)這些位置進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。

橫施工縫處要做成45°或60°熱斜接縫,施工時(shí)要在斜接縫面上噴灑粘結(jié)料以保證層間結(jié)合良好。在縱接縫處及橋面邊緣處加熱,在縱縫或邊緣處填充粘結(jié)性、密水性好的熱熔橡膠材料使兩不同鋪裝幅能夠很好的粘結(jié)在一起,形成一個(gè)整體。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析,在鋼橋面鋪裝中,澆筑式瀝青混凝土鋪裝是一種非常好的鋪裝方案,在我國(guó)有著廣泛的適用性。希望本文能夠?yàn)橐院蟮匿摌蛎驿佈b體系設(shè)計(jì)及其施工質(zhì)量控制提供參考。

[1]黃 衛(wèi),李淞全.南京長(zhǎng)江第二大橋鋼橋面鋪裝技術(shù)研究[J].公路,2001(1):20.

[2]毛學(xué)功.鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)方案分析[J].城市道橋與防洪,2009(1):30-32.

[3]王 民,悟朝暉,張 峰,等.Eliminator防水體系在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用[J].中國(guó)建筑防水,2008(11):40.

[4]楊 樹.淺談雙鋼混凝土橋面鋪裝施工質(zhì)量控制[J].山西建筑,2008,34(35):338-339.