陳大勇，于迪爾，曹 健，卞加前

（1. 蘇州市吳中區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通運(yùn)輸綜合管理所，江蘇 蘇州 215128；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

ERS鋪裝方案在斜港大橋鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用

陳大勇1，于迪爾2，曹 健2，卞加前2

（1. 蘇州市吳中區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通運(yùn)輸綜合管理所，江蘇 蘇州 215128；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

依托蘇州市斜港大橋鋼橋面鋪裝工程，對(duì)比了ERS鋪裝方案與現(xiàn)階段其他主流鋪裝方案的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)ERS鋪裝方案各工序施工控制要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，以供類似工程參考。

ERS；鋼橋面鋪裝；施工

1 工程概況

蘇州地處我國(guó)大陸東部沿海，位于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)內(nèi)，夏季氣溫較高，潮濕多雨，冬季干燥寒冷，季風(fēng)明顯，四季分明。斜港大橋所在區(qū)域全年平均氣溫為15.7 ℃，1月氣溫最低，平均氣溫為0.3 ℃；7月份氣溫最高，平均值為30.3 ℃。極端最低氣溫和最高氣溫分別為-9.8 ℃和39.2 ℃。蘇州地區(qū)雨水較多，多年平均降水量在1 100 mm左右，降水日數(shù)平均每年達(dá)130 d，且在每年5～6月有明顯雨季。

斜港大橋是一座雙層橋面的城市橋梁，橋梁跨徑組合為69 m+180 m+69 m，總長(zhǎng)318 m，上、下層橋?qū)挿謩e為41.6 m和48.6 m（如圖1所示）。其中上層橋面為城市快速路；下層橋面為城市主干道，設(shè)置了人行道和非機(jī)動(dòng)車道。

2 鋪裝方案

當(dāng)前，我國(guó)普遍采用的鋼橋面鋪裝方案主要有以德國(guó)、日本為代表的高溫拌和澆注式瀝青混合料（Gussasphalt）方案；以美國(guó)為代表的環(huán)氧樹脂瀝青（Epoxyasphalt）鋪裝方案以及德國(guó)、日本等國(guó)近年采用的雙層改性瀝青SMA方案（Stone mastic asphalt）和組合式鋼橋面鋪裝方案等幾大主流方案［1-2］。

圖1　 蘇州斜港大橋橋梁立面簡(jiǎn)圖（單位：m）

斜港大橋在結(jié)構(gòu)上具有3%的縱坡，對(duì)鋪裝層界面抗剪和表面抗滑性能要求極高，在未來運(yùn)營(yíng)過程中具有大交通量、重載交通的使用特點(diǎn)，要求鋪裝層還需具有良好的抗車轍、抗疲勞性能、耐久性能等?？傮w說來，斜港大橋鋼橋面鋪裝應(yīng)主要關(guān)注鋪裝界面的抗剪性能、表面抗滑性能、鋪裝層的高溫性能和抗疲勞性能、鋪裝層材料施工和易性以及后期可維護(hù)性等因素?；谛备鄞髽蜿P(guān)鍵性能要求，根據(jù)各指標(biāo)對(duì)鋪裝層性能與使用壽命的影響程度，賦予各項(xiàng)指標(biāo)不同權(quán)重，并計(jì)算加權(quán)分值，各項(xiàng)指標(biāo)滿分100分，所有指標(biāo)之和總分為100分，現(xiàn)階段幾大主流鋪裝方案的綜合評(píng)價(jià)如表1所示。

表1　 基于斜港大橋關(guān)鍵性能要求的各類型方案綜合評(píng)價(jià)

由表1計(jì)算結(jié)果可以看出，針對(duì)斜港大橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與服役環(huán)境特點(diǎn)，具有較高的抗重載、抗疲勞及抗剪性能的環(huán)氧瀝青鋪裝方案和具有較高的抗剪性能、表面抗滑功能以及良好的可維護(hù)性的組合式鋪裝方案具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，斜港大橋鋼橋面鋪裝方案選擇范圍將縮小為環(huán)氧與組合式鋪裝方案。

斜港大橋上層橋面作為城市快速路，荷載條件較好，主要承擔(dān)客車交通，采用ERS組合式鋪裝方案可以降低造價(jià)，具有較高的表面抗滑功能，可提高行車舒適性和安全性，并在運(yùn)營(yíng)過程中具有良好的可維護(hù)性。同時(shí)，考慮混合料公稱最大粒徑等因素，最終選定其ERS組合式鋼橋面鋪裝方案如圖2所示。

圖2　 上層橋面組合式鋪裝方案

各結(jié)構(gòu)層技術(shù)指標(biāo)如表2～表4所示。

表2　 EBCL膠料性能要求［3-4］

3 施工控制要點(diǎn)

3.1 鋼板噴砂除銹

噴砂作業(yè)應(yīng)選擇晴好干燥的天氣進(jìn)行，作業(yè)時(shí)間應(yīng)避開凌晨和入夜可能結(jié)露的時(shí)段。因緊隨的EBCL下層的施工需要，噴砂除銹時(shí)至少應(yīng)預(yù)計(jì)有10 h以上的晴好天氣，雨雪天氣條件下嚴(yán)禁作業(yè)。鋼板經(jīng)噴砂處理后表面清潔度達(dá)到Sa2.5級(jí)，粗糙度Rz80～120 μm。對(duì)噴砂機(jī)無(wú)法處理的邊角及泄水孔等部位，應(yīng)采用砂輪、手提式真空拋丸機(jī)進(jìn)行機(jī)械打磨，要求處理后的鋼板清潔度達(dá)到St3.0級(jí)。

表3　 RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土性能要求［5］

表4　 高彈改性瀝青混合料性能要求

3.2 EBCL防水抗滑層

鋼板進(jìn)行噴砂除銹合格后應(yīng)在4 h內(nèi)進(jìn)行EBCL層施工。EBCL層由EBCL膠料和在其上撒布的3～ 5 mm粒徑的碎石共同組成。EBCL環(huán)氧樹脂粘結(jié)料應(yīng)保證在60 min內(nèi)刮涂完畢，當(dāng)施工氣溫過高時(shí)應(yīng)適當(dāng)縮短EBCL粘結(jié)料的施工操作時(shí)間，避免高溫因素影響導(dǎo)致EBCL的快速固化，且EBCL環(huán)氧樹脂粘結(jié)料涂布應(yīng)均勻、無(wú)流淌，樹脂涂布量為0.9～1.1 kg/m2；灑布的碎石應(yīng)干燥、清潔、均勻、無(wú)堆積，碎石撒布量為2～3 kg/m2，要求滿布率達(dá)到70%～80%。

在EBCL層正式施工前，必須對(duì)有關(guān)施工和管理人員進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)，使施工人員具有相應(yīng)的知識(shí)，保證施工質(zhì)量，做到定人、定崗、定責(zé)，避免施工過程中因人員問題造成過失。

鋼橋面鋪裝質(zhì)量對(duì)水的影響很敏感，因此不得將水源帶進(jìn)作業(yè)區(qū)，作業(yè)區(qū)的施工人員應(yīng)帶擦汗毛巾，嚴(yán)格控制人體汗水滴入作業(yè)區(qū)，作業(yè)區(qū)內(nèi)禁止吐痰和吸煙，操作人員應(yīng)穿防護(hù)衣、鞋套，戴防護(hù)面罩等。

3.3 RA10層施工要點(diǎn)控制

RA10冷拌環(huán)氧瀝青施工前必須對(duì)集料進(jìn)行級(jí)配、含水量等檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整生產(chǎn)配合比。隨著放置時(shí)間的增加，RA10混合料的可成型性將變差，試件孔隙率變大，穩(wěn)定度變小，因此，為保證混合料的孔隙率和強(qiáng)度，RA10的施工時(shí)間（含運(yùn)輸）應(yīng)控制在90 min以內(nèi)。

RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土碾壓采用膠輪壓路機(jī)模糊碾壓的方式，碾壓至混合料內(nèi)部膠結(jié)料上浮，泛油為止，RA10層碾壓1～2遍后，即可在表面灑布5～10 mm碎石，其灑布量以滿布率在30%～40%范圍內(nèi)進(jìn)行控制，碾壓的時(shí)機(jī)以集料1/3的體積露于鋪裝層表面為佳。攤鋪、碾壓過程中應(yīng)安排專人及時(shí)將已硬化、結(jié)團(tuán)的RA10料清除出去，以確保RA層壓實(shí)度。

3.4 高彈改性瀝青SMA-13施工

作為直接提供行車面的面層，高彈改性瀝青SMA-13的施工質(zhì)量將直接影響路面的行車舒適性與安全性，因此，對(duì)于高彈改性瀝青SMA-13的拌合、運(yùn)輸、攤鋪與碾壓均應(yīng)予以高度重視，而溫度對(duì)SMA-13混合料的攤鋪與碾壓起著決定性的作用。上層高彈改性瀝青SMA-13各階段溫度控制指標(biāo)如表5所示。

表5　 高彈改性瀝青SMA-13各階段溫度范圍要求

高彈改性瀝青SMA-13應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)確定的配合比進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)，嚴(yán)格控制油石比，避免因油石比不當(dāng)而出現(xiàn)松散、泛油等現(xiàn)象。在出廠前還應(yīng)檢查混合料拌合是否均勻，有無(wú)花白料、粗細(xì)集料分離和結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象［6］。

高彈改性瀝青SMA-13攤鋪厚度宜采用非接觸式平衡梁進(jìn)行控制，攤鋪時(shí)應(yīng)安排專人對(duì)松鋪系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，并及時(shí)將信息反饋給攤鋪機(jī)操作手以便進(jìn)行厚度控制。

由于高彈改性瀝青SMA-13黏度較大，在攤鋪過程中應(yīng)嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度，一般不超過3～4 m/min，攤鋪時(shí)盡量減少攤鋪隴料次數(shù)，防止鋪面局部混合料產(chǎn)生溫度離析。在攤鋪過程中，應(yīng)有專人及時(shí)對(duì)缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。

鋼橋面鋪裝層的施工作業(yè)環(huán)境不同于普通瀝青路面，因此其碾壓工藝也有別于普通瀝青路面，其碾壓過程中不得采用振動(dòng)壓實(shí)，以免損傷下層鋪裝層。而鋼橋面鋪裝層的使用壽命很大程度上取決于防水效果，因此為了確保其壓實(shí)度，應(yīng)配備至少兩臺(tái)腳輪壓路機(jī)。

初壓時(shí)采用鋼輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)靜壓1～2遍，隨后由膠輪壓路機(jī)碾壓4～6遍，最后由鋼輪進(jìn)行碾壓，消除輪跡帶。碾壓順序應(yīng)由低到高，緊跟慢壓。采用光輪壓路機(jī)時(shí)，壓路機(jī)的輪跡應(yīng)重疊1/4～1/3碾壓寬度；采用膠輪壓路機(jī)時(shí)，壓路機(jī)輪跡應(yīng)重疊1/3～1/2碾壓寬度［7］。

通過改進(jìn)的施工工藝，尤其是獨(dú)特的碾壓工藝，項(xiàng)目取得了良好的施工效果，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，面層高彈改性瀝青SMA-13滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值為12 mL/min，構(gòu)造深度1.0 mm，平整度平均值1.01 mm，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)排查，未見施工缺陷，整體施工效果良好，有效解決了鋼橋面這一特殊結(jié)構(gòu)對(duì)于施工工藝的苛刻要求。

4 結(jié)論

（1）ERS設(shè)計(jì)方案，通過在鋼板表面上設(shè)置EBCL防水抗滑層及RA10整體化層，將原本光滑導(dǎo)熱的鋼橋面板改造成了類似于混凝土橋面板的粗糙隔熱結(jié)構(gòu)，有效解決了鋼板與鋪裝層間粘結(jié)強(qiáng)度低、易推移，夏季鋼板高溫導(dǎo)致鋪裝層易出現(xiàn)車轍等技術(shù)難題。

（2）通過碾壓工藝的改進(jìn)，在保證下層鋪裝結(jié)構(gòu)不受損傷的前提下，有效確保了上面層高彈改性SMA-13的壓實(shí)度，從而保證其防水效果，提高其抗水損性能，延長(zhǎng)使用壽命。

［1］何清，姜煒，李知強(qiáng)，等. ERS鋼橋面鋪裝技術(shù)在宜昌長(zhǎng)江公路大橋中的應(yīng)用［J］.交通科技，2012（3）：99-101.

［2］潘友強(qiáng)，郭忠印.大跨徑連續(xù)鋼箱梁鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，41（6）：840-846.

［3］GBT 5210—2006色漆和清漆拉開法附著力試驗(yàn)［S］.

［4］GBT 528—2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定［S］.

［5］JTGE20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［6］黃衛(wèi)東，尚磊.西陵長(zhǎng)江大橋ERS鋼橋面鋪裝技術(shù)應(yīng)用研究［J］.交通科技，2015（3）：44-47.

［7］舒穩(wěn).ERS技術(shù)在某橋梁橋面鋪裝層的應(yīng)用［J］.新材料新裝飾，2014（10）：484-487.

Application of ERS in Steel Deck Pavement of Xiegang Bridge

Chen Dayong1, Yu Dier2, Cao Jian2, Bian Jiaqian2
（1. Suzhou Wuzhong District Township Transportation Comprehensive Management Office, Suzhou 215128, China; 2. JSTI Group, Nanjing 210017, China）

Based on steel deck pavement project of Xiegang bridge in Suzhou, this paper compared the advantages and disadvantages of ERS and other mainstream pavement schemes. It summarized construction control points of ERS pavement scheme, which could be taken as reference for similar projects.

ERS; steel deck pavement; construction

U443.33

B

1672-9889（2016）04-0036-03

陳大勇（1982-），男，江蘇鹽城人，工程師，主要從事交通行業(yè)工作。

2015-10-09）