劉軍平
(中鐵七局集團第一工程有限公司 河南洛陽 471000)
目前我國的鋼橋面鋪裝技術(shù)主要有三種,體樹脂瀝青組合體系(ERS)鋪裝技術(shù)、美國雙層環(huán)氧鋪裝技術(shù)、英國及日本澆筑式鋪裝技術(shù)[1]。我國的專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過多個ERS 鋪裝項目的實踐和改進,目前已建立起鋼橋面鋪裝力學(xué)分析方法、ERS 鋪裝設(shè)計、ERS 關(guān)鍵材料試驗研究、ERS 鋪裝施工工藝和工法、質(zhì)量控制要點和驗收評定等一個完整的鋼橋面鋪裝體系,形成了一個具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的鋼橋面鋪裝技術(shù)流派。
ERS 鋼橋面鋪裝主要由三個部分組成,典型結(jié)構(gòu)是EBCL+RA+SMA,其中EBCL 是防水抗滑粘結(jié)層,RA 是鋪裝整體化層、SMA 是作為表面功能層,各層分工明確。EBCL 具有抗剪強度高、粘結(jié)可靠、變形能力強的特點,EBCL 具有較好的變形能力,在與橋面鋼板間具有足夠強的粘接能力,與RA 之間具有較好的抗剪強度和拉拔[2]。
工業(yè)十路跨梅河干橋是鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)工業(yè)十路上的一座新建橋梁,位于鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)工業(yè)十路跨越梅河干流水系處。橋梁橋跨布置為22+56+22m,橋梁全長均為100m,上部結(jié)構(gòu)為三跨連續(xù)中承式鋼桁拱橋。道路標(biāo)準(zhǔn)寬度46m。橋梁處橫斷面自北向南布置依次為:3.0m(人行道)+18.5m(車行道)+1.5m(中央分隔帶)+18.0m(車行道)+5.0m(人行道)=46.0m(紅線寬度)。
鋼橋面鋪裝采用ERS 鋪裝體系,由EBCL+RA05+SMA13 構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)層為:鋼橋面板拋丸除銹Sa2.5 級,粗糙度80~120μ+EBCL0.9~1.1kg/m2+25mmRA05+45mmSMA。
鋼橋面鋪裝采用ERS 鋪裝結(jié)構(gòu)層如圖1 所示。
(1)施工環(huán)境要求:環(huán)境溫度5℃~40℃,空氣相對濕度低于90%,鋼板表面溫度大于空氣露點溫度3℃。
圖1 鋼箱梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)
(2)鋼板表面要求:干燥、無污染。
(3)磨料要求:采用金屬混合磨料(70%鋼丸和30%鋼砂),磨料必須保持清潔、干燥、不含有害物質(zhì),如鹽分、油脂等,其性能符合GB6484-86、GB6485-86 的要求。
(4)施工工藝:噴砂前,對鋼板表面的松散物及油脂等進行清除,確保鋼板表面干燥、無污染。采用真空無塵的除銹方法,在噴砂過程中噴砂機連續(xù)、勻速地進行噴砂除銹工作,拋丸打砂機按2m/min 左右的速度進行控制,每幅拋丸處應(yīng)相互搭接5cm 左右。對于拋丸機無法施工的區(qū)域和邊緣,預(yù)先采用人工打磨方式進行處理。鋼板經(jīng)噴砂處理后,在監(jiān)理工程師的旁站下,現(xiàn)場檢測了拋丸除銹后鋼板表面的清潔度和粗糙度。拋丸除銹后2h 內(nèi),應(yīng)開始EBCL 膠結(jié)料的刮涂施工。超過規(guī)定時間未覆蓋EBCL 膠結(jié)料的鋼板或出現(xiàn)返銹、污染的鋼板,應(yīng)重新進行拋丸作業(yè)。
(1)施工環(huán)境要求:EBCL 層施工時要求氣溫不得低于10℃、天氣干燥,下雨、有霧、相對濕度大于90%時不得施工,施工時鋼板高于露點溫度3℃以上。
(2)一般要求:施工過程中要注意安全、保持清潔,施工過程禁止吸煙。操作人員要穿防護衣和鞋套。
(3)施工工藝:拋丸施工結(jié)束后用吹風(fēng)機將鋼板界面吹干凈,確保作業(yè)面干凈、無污染。采用擋風(fēng)板將拋丸區(qū)與EBCL 刮涂區(qū)進行隔離。立即開始EBCL 層施工,防止拋丸處理后鋼板表面再次發(fā)生銹蝕。根據(jù)施工的面積,計算出EBCL 膠料總用量,嚴(yán)格按照廠家提供的EBCL 膠料A、B組分比例進行混合,攪拌時長不得低于60s。EBCL 層涂布量嚴(yán)格按照0.9~1.1kg/m2控制。EBCL 刮涂均勻后,立即撒布一層3~5mm 單粒徑的石子,使之完全與EBCL 膠料一起固化,石子的撒布量約為2.5~4.0kg/m2。接頭部位施工采用膠帶紙粘貼,形成一條直線,并在第二天噴砂處理時打去部分EBCL,形成干凈面,然后進行施工。
撒布碎石后,試驗室人員在現(xiàn)場進行成型EBCL 膠料的拉拔試件,并置于鋼板處同等時間、氣候養(yǎng)生,檢測EBCL 膠料的3d 的拉拔強度,同時應(yīng)記錄好膠料養(yǎng)生期間天氣變化情況。
(1)施工環(huán)境要求:RA05 施工前應(yīng)調(diào)查號施工期間的天氣狀況,安排晴天施工。施工前清除EBCL 層表面的油污和雜物,掃除EBCL 層表面的松動碎石。
(2)材料要求:到場的所用集料和RA05 拌和用膠料必須進行原材料檢測,成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件,測試完全固化后的RA05 馬歇爾試件相應(yīng)物理指標(biāo)。
(3)拌和:RA05 原材料由石灰石礦粉填料、0~3mm、3~5mm 兩種集料組成,生產(chǎn)時三種集料分別置于樹脂瀝青混凝土專用拌和機的三個冷料斗中,與集料一起輸送至提升斗內(nèi)。RA 干拌時間10-15s。待集料干拌結(jié)束后直接將攪拌好的RA 膠料倒入拌鍋內(nèi)。濕拌時間60-80s,以攪拌均勻為準(zhǔn)。
(4)攤鋪和碾壓。
攤鋪:攤鋪機行走速度控制在3~5m/min 左右,攤鋪機采用整平衡梁控制RA05 混合料的厚度和平整度,依照松鋪系數(shù)確定松鋪厚度,并攤鋪時隨時測量攤鋪厚度,保證RA05 最小厚度滿足設(shè)計要求。
碾壓:采用膠輪壓路機碾壓方式,碾壓分為初壓和復(fù)壓,初壓1~2遍,復(fù)壓3~4 遍,以瀝青上浮,表面致密有光感為標(biāo)準(zhǔn)。
(5)施工縫處理。
原則上RA05 一次成型進行攤鋪,不留施工縫。如因天氣或設(shè)備故障等原因產(chǎn)生施工縫,在RA05 固化前進行接縫處理。處理前再接縫處涂刷RA 膠料。
(6)養(yǎng)生和防水粘接層灑布。
RA05 施工結(jié)束后根據(jù)氣溫條件養(yǎng)生2-3d,使RA05 固化形成強度。粘結(jié)層灑布前保證RA05 層處于干燥狀態(tài),被雨水淋過的RA 層需充分晾干或采用強力吹風(fēng)機吹干后再進行聚合物改性瀝青灑布。
(7)聚合物改性瀝青灑布:在SMA 混合料攤鋪前,應(yīng)對已固化的RA05 層表面進行拋丸處置,使RA 層頂面裸露出新鮮的石料。然后灑布聚合物改性瀝青,灑布量為1.0~1.2kg/m2。
(1)施工環(huán)境要求:SMA 施工必須在有連續(xù)晴天的時候進行,攤鋪過程中遇雨立即停止。
(2)SMA 混合料的拌和:SMA 混合料的拌合溫度應(yīng)嚴(yán)格控制,拌和時間以集料顆粒全部均勻裹覆瀝青膠結(jié)料為準(zhǔn)。改性瀝青SMA-10 加料次序和拌和時間為加礦料、礦粉、纖維,干拌15s 左右,加瀝青濕拌45s左右。
(3)攤鋪碾壓:SMA 混合料采用非接觸平衡梁裝置控制平整度和厚度,采用雙鋼輪+膠輪壓路機和水平震蕩光輪壓路機緊跟攤鋪機碾壓的方式,每段的碾壓工作長度控制在30~50m,一般碾壓3~4 遍即可達到密實度要求。
ERS 鋼橋面鋪裝技術(shù)作為我國專業(yè)技術(shù)人員自主研發(fā)的新型防水鋪裝體系,克服了以前鋼橋面鋪裝的缺點,各鋪裝結(jié)構(gòu)層功能特點明確,兼具了抗高溫、抗車轍、防滑、防水、養(yǎng)護簡單、造價低等優(yōu)點,ERS 鋼橋面鋪裝技術(shù)可大力推廣于立交橋、跨江大橋等鋼橋面的鋪裝。