文/陳鑫
鄂東長江公路大橋是一座雙塔雙索面混合梁斜拉橋,其主跨為926m,居世界同類橋梁第二位,為湖北第一橋[1]。鄂東長江公路大橋鋼橋面鋪裝方案為雙層環(huán)氧瀝青混凝土,結(jié)構(gòu)型式為:環(huán)氧富鋅漆+環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層+2.5cm 熱拌環(huán)氧瀝青混凝土+環(huán)氧瀝青粘結(jié)層+3cm 熱拌環(huán)氧瀝青混凝土[2]。鋼橋面鋪裝已經(jīng)運營服役8年,隨著經(jīng)濟發(fā)展,交通量逐年上升,鋼橋面鋪裝層在外部荷載反復(fù)作用下逐漸出現(xiàn)了疲勞開裂、坑槽、脫層等病害。
考慮部分區(qū)域的病害已經(jīng)擴大化,且連成一片,簡單的日常養(yǎng)護或小修小補無法確保鋪裝的長久使用性能,因此決定對病害嚴重的行車道進行銑刨重鋪。由于鋼橋面鋪裝施工質(zhì)量的影響因素較多,在養(yǎng)護方案的選擇上需要充分考慮其施工特性[3]。
ERE 是一種由冷拌樹脂瀝青混凝土(RA)與冷拌樹脂瀝青粘結(jié)層(EBCL)組成的鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)形式為:EBCL+50mm 厚RA13+EBCL。有以下優(yōu)點:具有優(yōu)異的界面安全性、抗疲勞性能、高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性;養(yǎng)生時間短,施工后可以盡快通車,減少交通延誤時間;低溫施工,減少二氧化碳排放量和能耗;施工方便,可以采用小型的拌和設(shè)備。因此,在綜合多種養(yǎng)護方案的服役性能和施工特性,最終決定在鄂東長江公路大橋鋼橋面鋪裝銑刨重鋪區(qū)域采用ERE 養(yǎng)護方案。
在施工正式開始前,所有的原材料都應(yīng)進行原材料試驗檢測,合格后才能使用。
冷拌樹脂瀝青粘結(jié)層EBCL 由冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料和在其上撒布的3~5mm 單粒徑碎石共同組成,冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料的技術(shù)指標見表1,3~5mm 單粒徑碎石指標見表2,碎石宜采用潔凈、堅硬、無風(fēng)化的玄武巖。
表1 冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料技術(shù)要求
表2 3~5mm 單粒徑碎石技術(shù)要求
冷拌樹脂瀝青混凝土由冷拌樹脂瀝青結(jié)合料、集料及礦粉拌和組成,冷拌樹脂瀝青結(jié)合料的技術(shù)要求如表3 所示,RA13 的集料規(guī)格有0~3mm、3~5mm、5~10mm、10~16mm 四種,級配如表4 所示,冷拌樹脂瀝青混凝土的技術(shù)指標如表5 所示。
表3 冷拌樹脂瀝青結(jié)合料技術(shù)要求
表4 級配技術(shù)要求
表5 冷拌樹脂瀝青混凝土技術(shù)要求
原鋪裝結(jié)構(gòu)的挖除處理采用機械為主、人工為輔的方式進行。主要區(qū)域采用局部改造后的挖機進行挖除處理,以提高施工的效率,避免損傷鋼板,同時采用人工改造后的刮板進一步清理粘接在鋼板上的粘結(jié)層和環(huán)氧砂漿;局部區(qū)域采用人工持電鎬、撬杠等小型工具進行施工,人工作業(yè)分組進行,3 人或4 人一組,人與人,小組與小組之間盡量分散,一律面對來車方向作業(yè)。
4.2.1 鋼板表面的拋丸除銹
橋面原鋪裝結(jié)構(gòu)清理完畢后,采用真空無塵方法進行鋼板除銹。拋丸打砂機按2m/min 左右的速度控制,每幅拋丸處應(yīng)相互搭接5cm 左右。拋丸除銹采用金屬混合磨料(70%鋼丸和30%鋼砂),經(jīng)拋丸處理后的鋼板表面清潔度須達到Sa2.5 級,粗糙度達到80~120μm。
4.2.2 冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料的涂刷
拋丸除銹施工結(jié)束后應(yīng)立即進行冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料的涂刷施工。冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料A、B 組分應(yīng)嚴格按照廠家提供的比例進行混合,涂布前采用電動攪拌機攪拌均勻才能使用,同時攪拌時間應(yīng)不少于60s。另外,采用記號筆在鋼板上點畫網(wǎng)格線,按照冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料設(shè)計用量稱量相應(yīng)的膠結(jié)料,由人工均勻涂刷在方格網(wǎng)內(nèi),要求1.2~1.4kg/m2,一次涂刷完成。邊角位置安排專人用毛刷涂刷膠結(jié)料,切割面膠結(jié)料涂刷約2cm 高。
冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料涂刷均勻后,立即在膠結(jié)料表面撒布一層3~5mm 單粒徑碎石,碎石分布應(yīng)均勻、滿布不重疊、無堆積,碎石的撒布量為每平方3~4kg。夏季施工溫度高,鋼板有一定的橫坡,涂刷在鋼板表面上的膠結(jié)料會自動流淌,為防止鋼板橫坡高的部位膠結(jié)料向低的部位流淌過多,應(yīng)在涂刷膠結(jié)料時緊跟著撒布一層3~5cm 碎石,以穩(wěn)定膠料,避免過多的流淌堆積。
4.3.1 冷拌樹脂瀝青混凝土的生產(chǎn)
冷拌樹脂瀝青混凝土采用專用拌和機進行生產(chǎn)。首先將冷拌樹脂瀝青結(jié)合料的A、B 組分分別倒入A、B 泵內(nèi)進行攪拌,然后將A、B 組分的混合料和集料、礦粉一起倒入拌鍋,攪拌均勻,形成冷拌樹脂瀝青混凝土。冷拌樹脂瀝青混凝土的干拌時間為10~15s,濕拌時間為80s,具體應(yīng)以混凝土拌和均勻為準;另外,拌和好的冷拌樹脂瀝青混凝土直接放入運料卡車拉運至攤鋪現(xiàn)場。
4.3.2 冷拌樹脂瀝青混凝土的攤鋪
冷拌樹脂瀝青混凝土攤鋪時,采用平衡梁控制攤鋪平整度以及最小厚度,攤鋪機行走速度為2.5m/min,松鋪系數(shù)為1.2,安排專人及時檢查并清除攤鋪機里固化結(jié)團的冷拌樹脂瀝青混凝土,防止形成“死料”。每施工一段位置后應(yīng)提起攤鋪機,將舊的冷拌樹脂瀝青混凝土清除,下一段的攤鋪采用新拌的冷拌樹脂瀝青混凝土。
4.3.3 冷拌樹脂瀝青混凝土的碾壓
碾壓冷拌樹脂瀝青混凝土應(yīng)采用膠輪壓路機與鋼輪壓路機的組合形式,主要有以下注意點:
4.3.3.1 應(yīng)做好膠輪壓路機表面的清潔,同時用植物油擦拭輪胎表面,防止粘輪。
4.3.3.2 碾壓由低到高,做到緊跟慢壓,切莫過碾,破壞其表面紋理及粗糙度。
4.3.3.3 碾壓采用分段控制,碾壓長度與每車料攤鋪長度一致,嚴禁壓路機停放在已碾壓完畢的混凝土表面上。
本文確定了鄂東長江公路大橋鋼橋面鋪裝銑刨重鋪區(qū)域的養(yǎng)護方案,研究了ERE 鋪裝結(jié)構(gòu)的材料技術(shù)要求,并從原鋪裝結(jié)構(gòu)的挖除、EBCL 施工及RA 施工等方面制定了ERE 鋪裝結(jié)構(gòu)的施工工藝。通過ERE 養(yǎng)護方案,修復(fù)了鄂東長江公路大橋的路面病害,改善了大橋的通車舒適性,延長了大橋鋪裝結(jié)構(gòu)的使用壽命。