鋼橋面澆筑式鋪裝結構施工要點

韓利明

(山西省公路局晉中分局，山西晉中 030600)

近年來，隨著我國橋梁事業的快速發展，大跨徑橋梁中采用正交異性鋼橋面板越來越多。鋼橋面鋪裝直接鋪筑在正交異性鋼橋面板上，是在鋼橋面板上施加的一層多功能保護層結構，能對鋼橋面進行有效保護，提高橋梁使用壽命，保證行車舒適性與安全性，減少行車振動與噪聲。經過20余年的發展與創新，我國鋼橋面鋪裝技術與體系均取得了長足進步。

鋼橋面鋪裝在使用過程中變形量大，損壞造成的損失和影響都非常大。在鋼橋面鋪裝層中，鋼橋面鋪裝層的受力和變形遠比公路路面復雜，在具有優良的強度、高溫穩定性、低溫抗裂性、疲勞耐久性的基礎上，還必須具有良好的追從鋼板變形能力，與鋼板間具有良好的粘結性。鋼橋面板與鋪裝層共同承擔載荷，組成完整體系作為橋面系。

經過多年實踐和技術改進，澆筑式瀝青混合料鋪裝形成的“澆筑式瀝青混合料+高彈改性瀝青SMA”典型結構，在國內新建及翻修的眾多大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝工程中得到廣泛應用，成為國內應用數量最多、應用面積最大的主流鋪裝體系。下層澆筑式+上層SMA具有顯著的優勢，澆筑式瀝青具有較高油石比，空隙率很小，水分幾乎難以滲透，且具有優良的變形隨從性，對鋼橋面板形成良好的保護，出現的結構病害較少。澆筑式瀝青混凝土鋪裝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，取得了不錯的效果。

1 鋼橋面鋪裝結構對比

在進行鋼橋面鋪裝結構設計時，各鋪裝層的性能分工均各有側重，以滿足橋面通行要求。在我國鋼橋面鋪裝方案中，雙層改性SMA、澆筑式瀝青混凝土+高彈SMA、雙層環氧瀝青混凝土是最常見的三種結構形式。

在我國早期鋼橋面鋪裝中，采用雙層SMA鋪裝結構(如圖1所示)較多。在該結構中，下部采用環氧樹脂防水層和環氧富鋅漆防腐層，上部使用雙層環氧樹脂撒布碎石，具有的泌水性、抗車轍性能、耐疲勞性能顯著。常見病害主要有開裂、坑槽、車轍和推移。

圖1 雙層SMA鋪裝結構

在早期“澆筑式+SMA”鋪裝結構中，SMA采用SBS改性瀝青，后期多采用高彈瀝青(見圖2)，使得成型后鋪裝層的防水性、疲勞性能、水穩性、抗滑性、耐久性顯著，其病害類型與雙層SMA相似。

圖2 澆筑式+SMA鋪裝結構

在雙層環氧瀝青混凝土鋪裝結構(如圖3所示)中，成型后的鋪裝層強度高，耐疲勞和耐腐蝕性能良好。與普通瀝青混凝土相比，雙層環氧瀝青混凝土的馬歇爾穩定度可比其高3倍～5倍。該鋪裝層的綜合性能良好，常見病害鼓包、開裂、坑槽等，很少出現推移和車轍等永久變形，在國內外應用較多。

相對其他兩種鋪裝結構來說，澆筑式+SMA鋪裝不透水，也不吸水，對潮氣之類的氣候影響因素不敏感，不會出現水損害問題，且柔韌性強，對沖擊及顛簸不敏感，在德國、日本應用廣泛。澆筑式瀝青混凝土作為鋪裝下層兼具了優良防水性、整體性、熱穩性、低溫抗裂性及變形能力，SMA作為鋪裝面層，提供了良好的行駛性能及耐久性;防水粘結體系具有優良的防腐、防水性，其優良的韌性可協調鋼板的變形，長久保護鋼板。橋面鋪裝總體效果不錯，雖然在我國應用相對較晚，但應用較多。

2 施工工藝要點

某大橋為混合梁鋼構橋，主橋鋼箱梁段采用“Eliminator防水體系+澆筑式GA+SMA(切縫)”方案(見圖4)，鋼混結合段受力復雜，采用豎向柔性連接方式，延長鋼混結合段鋪裝×米，利用材料強度和剛度及柔韌性來確保鋪裝效果。

2.1 鋼橋面板處置

主要是進行鋼橋面板清潔和拋丸除銹施工。進行鋼橋面板清潔(如圖5所示)時，進行表層松散物清除，祛除鋼板表面較厚的油污和油脂。采用溶劑清洗時，須保證作業人員安全，嚴禁吸煙和電焊作業，清洗后將溶劑集中收集清理。清潔后的鋼板表面須清潔、干燥、無污染，表面無焊瘤、飛濺物、針孔。進行粗糙度和清潔度檢測，粗糙度控制在80 μm～120 μm。

拋丸除銹施工時，實行區域性封閉施工，由多臺噴砂機連續勻速進行除銹，作業范圍須注意搭接。最后一遍拋丸除銹，須進行磨料更換，回收磨料不得使用。在作業中，須進行噴砂機作業速度和拋丸遍數控制。使用手提式真空拋丸機對部分邊角處及橋面凹坑部位進行補充拋丸。

噴砂作業完成后，回收散落鋼砂。拋丸后的鋼板表面保持清潔無污染。規定時間未涂刷EBCL膠料的，應重新處理。

進行除銹作業時，天氣須晴朗干燥，環境溫度10℃以上、相對濕度小于85%，鋼板表面溫度大于實測空氣露點溫度+3℃。施工現場風速大于10 m/s、有霧、露水、下雨時，不得施工。

2.2 防水粘結層施工

在除銹處理后3 h內須進行粘結層施工，不得在霧天及下雨天施工。在施工前，要求鋼橋面表面清潔、干燥、無塵埃，施工現場溫度在10℃以上，濕度小于90%。

采用Eliminator防水粘結層(見圖6)，除銹處理后開始防腐底涂層ZedS94，ZedS94固化后噴涂Eliminator防水層，再刷涂、滾涂或噴涂TackCoatNo.2膠粘劑。

圖6 防水層涂敷

進行厚度和拉拔強度控制，要求成型后的防水層干膜厚度不小于2 mm，常溫下與鋼板間的抗拉拔強度不小于5 MPa。

施工結束后，進行封閉養護，不得在膠料初始固化前可能下雨的天氣中施工。

2.3 GA澆筑式瀝青混凝土層施工

進行混合料拌和時，先干拌15 s，再濕拌90 s，總拌和時間控制在115 s，以均勻無花白料為準。瀝青加熱溫度控制在170℃ ～190℃，集料加熱溫度控制在280℃ ～320℃，出料溫度控制在220℃ ～250℃。

混合料運輸時，使用專用運輸設備cooker(見圖7)，具有自動保溫和加熱功能，混合料運輸途中溫度控制在220℃ ～250℃。進行運輸時間控制，從裝料到出料時間不得大于45 min。

混合料攤鋪時，使用專用攤鋪設備(見圖8)，無需進行碾壓。對產生的氣泡應及時刺破。施工時間控制在60 min內，結束后封閉交通2 d～3 d。

進行接縫控制，須盡可能不設施工縫。必須設置的，橫縫在橫梁間隔約1/4處，上下層橫縫位置至少錯開1.5 m，橫縫界面應涂布粘結材料。

在施工前，應準確定位側限擋板高度。施工時的天氣須晴朗，不得在霧天和下雨時施工。

施工完畢后，進行貫入度和流動性、厚度質量檢測。

圖7 混合料運輸設備

圖8 混合料鋪攤

2.4 SMA 表面層

SMA是一種嵌擠骨架結構的瀝青混合料，具有優異的抗高溫車轍變形能力及低溫和疲勞開裂能力，作為橋面鋪裝的磨耗層使用，抗永久變形能力強，在大量實際工程應用中得到驗證。

SMA10混合料配合比、施工工藝、質量控制和質量檢查應符合技術規范相關規定，采用木質素纖維。在施工中，由于使用高粘改性瀝青進行SMA混凝土制備，SMA混合料對各環節溫度要求高，須按設計要求進行混合料出料溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度控制。

進行SMA表面層混合料溫度、壓實度、馬歇爾指標、厚度、表面抗滑和滲水系數控制。該項目成型后的SMA瀝青面層動穩定度達到6 000次/mm以上，高溫穩定性大大提高，－10度小梁彎曲破壞應變達到15E－3，是普通SMA的3倍以上，鋪裝層耐疲勞性能大大提高。

3 質量控制措施

鋼橋面采用“澆筑式+SMA”鋪裝結構穩定性好，使用效果良好，幾乎無破壞，在我國使用較多。

為確保施工質量，在作業過程中須做好以下質量控制措施:

1)施工現場溫度要求較高，要選擇專業隊伍施工，實現防水層的快速固化，短時間內即可進行下一工序。

2)SMA表面層混合料生產、攤鋪和碾壓工藝與SMA路面基本相同。鋼橋面鋪裝時，建議采用水平震蕩壓路機進行碾壓?？v向接縫應盡量采用熱接縫，縱向裂縫應避開輪跡帶部位。

3)SMA表面層接縫。通過調整機械配置，使澆筑式瀝青混凝土連續攤鋪，減少橫向接縫設置。對于必須設置的橫向接縫，應設置于橫隔板間距1/4處。接縫處應采用貼縫條進行處治。

4)鋼橋面SMA施工完畢，行車道鋪裝表面層壓實3 d后，可開放2 t以下輕型交通，5 d后正式開放交通。

5)澆筑層空隙率極小，接近于0，無需進行碾壓即可達到最終強度。

大量的工程實踐表明，澆筑式+SMA鋪裝結構很少先在下層澆筑式出現病害，絕大部分是SMA面層病害。對出現的面層裂縫須及時用瀝青灌縫封閉。對出現的面層坑槽病害，將結構遭受破壞的部分挖除后，使用普通瀝青混合料填補壓實。隨著使用年限的增加，當整個面層破損嚴重時，則僅對SMA面層銑刨重鋪即可，有效節約養護費用。