淺談鋼橋面RA05樹脂瀝青砼施工技術(shù)

戴海文

【摘要】大跨徑鋼橋面鋪裝方案技術(shù)原理鋼橋面鋪裝一直是橋梁工程中的一項技術(shù)難題，與混凝土橋面鋪裝相比，容易產(chǎn)生無法滿足設(shè)計要求、應(yīng)變過大、成品后早期損壞大等現(xiàn)象， 因此鋼橋面鋪裝一方面要解決鋪裝材料的防水問題， 另一方面要處理在鋼板界面處高應(yīng)變，高溫及光滑表面情況下，鋪裝材料的界面穩(wěn)定問題。圍繞上述核心問題的處理，產(chǎn)生了環(huán)氧瀝青混凝土和 ERS 這兩種不同理念的鋼橋面鋪裝技術(shù)。本文結(jié)合寧波象山港某項目橋面RA05樹脂瀝青砼的施工，簡要介紹鋼橋面RA05樹脂瀝青砼施工技術(shù)要點，為廣大同行給予借鑒。

【關(guān)鍵詞】橋面鋪裝 瀝青混凝土 RA05樹脂瀝青砼

一、 前言

大跨徑鋼橋面橋面鋪裝目前多采用環(huán)氧瀝青混凝土和樹脂瀝青混凝土（1） 環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝：環(huán)氧瀝青混凝土是一種勻質(zhì)鋪裝體系，即整個鋪裝結(jié)構(gòu)是由一種材料組成，這種鋪裝體系認(rèn)為傳統(tǒng)用于混凝土橋面的鋪裝材料不適用于鋼橋面， 因而尋求一種完全替代的鋪裝材料，這種材料就是環(huán)氧瀝青混凝土。環(huán)氧瀝青混凝土以其優(yōu) 異的材料性能，完全滿足了鋼橋面板對鋪裝材料性能的所有要求，即與鋼板具有 良好的粘結(jié)性，溫度適應(yīng)性以及和鋼板變形的追隨性。環(huán)氧鋪裝體系源于美國， 實際施工時將環(huán)氧混凝土分為兩層施工，第一層 20mm，第二層 25mm，總厚度 為 55mm。鋼板表面要求進(jìn)行防腐涂裝，鋼板與第一層瀝青混凝土之間刷涂瀝青 粘結(jié)層，第一、二層瀝青混凝土之間刷涂瀝青結(jié)合層。 （2）樹脂瀝青組合體系（ERS）鋼橋面鋪裝：樹脂瀝青組合體系（ERS）采用一種完全不同于環(huán)氧瀝青混凝土體系的理念， ERS 認(rèn)為鋼橋面鋪裝的核心問題是鋼板與鋪裝材料界面的處理，它首先把鋼板表 面 “改造” 成類似混凝土橋面的界面， “改造” 成功后， 傳統(tǒng)改性瀝青混凝土 （SMA） 仍可適用于鋼橋面鋪裝。ERS 一種非勻質(zhì)鋪裝材料鋪裝體系。 ERS 改造鋼板的過程分為兩步，第一步在鋼板表面涂刷 EBCL 材料，并在上 面撒布碎石，利用 EBCL 與鋼板的強(qiáng)粘結(jié)性能，將碎石粘附在鋼板表面，形成一個極為粗糙且牢固的表面，提高了整個鋼橋面鋪裝界面的抗剪強(qiáng)度，同時也達(dá)到 了防水防腐的目的；第二步在 EBCL 層上鋪設(shè) 20mm 厚的樹脂瀝青（RA05），樹 脂瀝青具有較高的彈性模量，能適應(yīng)較大的材料應(yīng)變，從而起到將鋼板剛度進(jìn)行 過渡的作用， 同時樹脂瀝青具有較好的高溫適應(yīng)性和耐疲勞性能， RA05 層與 EBCL 層共同將鋼板改造成類似混凝土橋面的鋪裝材料工作界面。RA05 施工完成后， 就可以按照傳統(tǒng)混凝土橋面的做法采用普通鋪裝材料，即首先施工一層防水層， 之后上層采用改性瀝青混凝土 SMA。下面就結(jié)合寧波象山港某項目橋面RA05樹脂瀝青砼的施工，對樹脂瀝青的施工過程加以闡述。

二、材料要求

1集料

RA05樹脂瀝青混凝土應(yīng)采用潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)的集料，集料規(guī)格有0～3mm，3～5mm兩種，集料技術(shù)指標(biāo)要求見表1-1、表1-2。

2、填料

填料宜采用石灰?guī)r中的強(qiáng)基性等憎水性石料經(jīng)磨制的礦粉，其質(zhì)量應(yīng)符合表1.2-1的技術(shù)要求。

三、施工準(zhǔn)備

1、施工設(shè)備及材料

RA05主體施工準(zhǔn)備工作要求：主要人員全部到位，工作任務(wù)安排定崗定位；0-3mm、3-5mm碎石進(jìn)行袋裝，現(xiàn)已堆放在料棚內(nèi)，RA膠料現(xiàn)已儲存在拌和站的A、B罐內(nèi)，10-13mm碎石已水洗，每袋重量按20Kg包裝，堆放在料棚內(nèi)，保持材料干燥。所有原材料經(jīng)檢測合格，并已經(jīng)監(jiān)理單位審批；RA05拌和站已標(biāo)定，攤鋪機(jī)、膠輪壓路機(jī)已經(jīng)進(jìn)場。

2、鋼橋面的拋丸及清理

RA05施工前鋼橋面要進(jìn)行鋼砂拋丸處理，采用帶吸塵裝置的移動式自動真空無塵打砂機(jī)，徹底去除鋼板的表面銹蝕、油污、塵土等。除銹后的垃圾，采用編織袋裝好，統(tǒng)一用運輸車運走。鋼橋面在拋丸后表面光潔度達(dá)到Sa2.5級，粗糙度達(dá)到60-100μm的技術(shù)要求。

3、EBCL防水抗滑粘結(jié)層施工

拋丸施工結(jié)束后用吹風(fēng)機(jī)將鋼板界面吹干凈后（清掃人員在打砂過后工作時必須穿鞋套）應(yīng)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。

EBCL層施工時要求天氣干燥、氣溫不得低于10℃，有霧、下雨或相對濕度大于90%時不得施工。

EBCL膠料涂布量按照方格網(wǎng)控制，用量0.9～1.1kg/m2。然后立即灑布一層3～5mm單粒徑的石子，使之與EBCL膠料一起固化。石子要求干燥、清潔，灑布量為2.5～3.5kg/m2。撒布碎石要求均勻、滿布不重疊、無堆積，形成牢固的抗滑表層。

EBCL施工要詳細(xì)記錄當(dāng)時的鋼板溫度、大氣溫度和膠料拌和溫度，參照試驗室確定的溫度時間控制及時調(diào)整施工的時間，試驗室常溫25℃的指干時間需6-8h左右，EBCL膠料應(yīng)在固化前涂刷完畢。

施工結(jié)束后，立即用專用清洗液將各種量具和涂刷工具清洗干凈。

防水抗滑粘結(jié)層由EBCL膠料和在其上撒布的3～5mm粒徑的碎石共同組成，EBCL膠料指標(biāo)見表3-1，碎石指標(biāo)見表3-2。碎石采用潔凈、無風(fēng)化的巖石。

四、配合比

RA05混合料由0-3mm、3-5mm集料、礦粉、樹脂瀝青（膠料）和聚酯纖維一起冷拌而成。RA05混合料級配及用油量必須滿足表3.1-1，并且混合料的馬歇爾空隙率、穩(wěn)定度、流值、殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂、低溫彎曲等都必須符合規(guī)范表3.1-2要求。

五、 機(jī)械設(shè)備

RA05施工需要設(shè)備為：RA專用拌和站、瀝青攤鋪機(jī)、膠輪壓路機(jī)、裝載機(jī)。

現(xiàn)列舉寧波象山港某項目RA05施工機(jī)械如下表

六、 施工技術(shù)方案

1、RA05施工工藝

1）、EBCL界面涂RA膠料

為保證EBCL和RA05之間的粘結(jié)可靠，在施工RA05前，應(yīng)對已固化的EBCL層頂面進(jìn)行清潔，去除可能的油污、灰塵等雜物，然后在EBCL頂面涂刷一層RA膠料，然后再進(jìn)行RA05混合料的攤鋪。RA膠的涂布量約0.3-0.5Kg/m2，用刷子涂刷均勻。

2）、一般要求

RA05施工前應(yīng)詳細(xì)調(diào)查施工期間的天氣情況，晴好天氣才能安排施工。清除EBCL表面的雜物和油污，掃除EBCL表面松動的石子。對到場RA05拌和用膠料進(jìn)行檢測，成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，測試完全固化后RA05的馬歇爾試件的相應(yīng)指標(biāo)。

2、RA05拌和

1）、拌和機(jī)、場地

拌合場地全部采用水泥硬化，集料堆放在搭建料棚里，RA05混合料采用樹脂瀝青混凝土專用3000型拌和機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。拌和站采用全自動電腦控制，拌合油石比依據(jù)室內(nèi)試驗配比的結(jié)果選用，并驗證RA05馬歇爾試件性能指標(biāo)。

2）、拌合生產(chǎn)

RA05包括0～3mm和3～5mm兩種集料，兩種集料都采用袋裝，施工前保持干燥。礦粉采用礦粉罐，容量為100T，兩種集料分別置于樹脂瀝青混凝土專用拌和機(jī)兩個斗中，根據(jù)RA05混合料配合比設(shè)計中礦粉和兩種集料所占重量比分別輸入電腦。RA05混合料每一盤的拌和量應(yīng)事先確定，以保證油石比精確。

RA05膠料分A和B兩組分組成，分別置于A和B兩個大罐容器內(nèi)保持?jǐn)嚢杈鶆?。RA05拌合生產(chǎn)時，分別泵送A、B膠料至各自稱量斗進(jìn)行稱重，然后將稱量好的AB料放入混合鍋進(jìn)行A+B的攪拌，預(yù)計A+B膠料攪拌時間不少于30s。當(dāng)稱量好的石料和礦粉及纖維等進(jìn)入拌和鍋并干拌均勻后放入攪拌好的A+B膠料，進(jìn)行RA05混合料的拌合生產(chǎn)，預(yù)計濕拌攪拌時間不少于60s，以RA05混合料的拌合均勻度判定需要的拌合時間。纖維按混合料0.1%的重量比添加，與礦質(zhì)集料一起干拌。

3）、卸料和運輸，控制時間

拌和完畢的RA05混合料直接放入運料卡車，卡車裝運混合料應(yīng)注意先裝卡車的后端然后再裝前端，爭取先拌和完畢的混合料先攤鋪。室內(nèi)的研究結(jié)果表明，新研制的RA05混合料有比較充裕的施工時間，一般在6小時內(nèi)RA05不會固結(jié)，運輸、攤鋪碾壓的時間應(yīng)比較從容。施工現(xiàn)場要根據(jù)試驗段實地測得的RA05混合料的表干固化時間安排在實際橋梁上的運輸和攤鋪作業(yè)時間。

3、RA05攤鋪和碾壓

1）、攤鋪控制

攤鋪機(jī)行走速度一般為2～3m/min，主要取決于拌合的產(chǎn)量。攤鋪一車料的時間一般不超過60min。

2）、厚度控制

根據(jù)經(jīng)驗暫定松鋪系數(shù)為1.2，以保證實際壓實后的厚度滿足設(shè)計要求。試驗段應(yīng)通過測量攤鋪前和碾壓完成后的標(biāo)高差計算得到實際的松鋪系數(shù)。

3）、RA05攤鋪寬度

RA05攤鋪寬度依據(jù)拌和機(jī)產(chǎn)量和試驗段寬度等現(xiàn)場實際情況確定。

4）、碾壓方式：通過鉆芯檢測壓實度來確定碾壓遍數(shù)，一般遍數(shù)如下表。

初壓 復(fù)壓

膠輪靜壓4～6遍 膠輪1～2遍

當(dāng)RA05混合料碾壓達(dá)到密實度要求后，應(yīng)立即安排專人在RA表面均勻灑布一層10～13mm粒徑的石子，碎石撒布量按滿布面積的30-40%控制，然后采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，要求將撒布石料粒徑的一半以上嵌入RA表層，增加RA05頂面的抗剪能力。RA層完全固化后，安排專人將RA層表面粘結(jié)不牢固的石子掃除，在RA05頂面形成凹凸不平的表面狀態(tài)。在防水瀝青層灑布之前對RA05表面進(jìn)行拋丸作業(yè)，使RA05表面露出干凈的粗糙界面，有利于防水瀝青對RA05表面的粘結(jié)。

5）、攤鋪、碾壓注意事項

嚴(yán)禁壓路機(jī)在已碾壓完畢的RA05上停放。RA05碾壓過程中嚴(yán)禁灑水。若發(fā)生碾壓粘輪現(xiàn)象，可采用少量菜籽油涂刷在壓路機(jī)輪胎表面上。

攤鋪、碾壓過程中應(yīng)安排專人及時將已結(jié)團(tuán)硬化的RA05混合料料清除出去。攤鋪碾壓結(jié)束后應(yīng)及時清理攤鋪機(jī)和壓路機(jī)上粘連的RA05混合料，避免RA膠料固化后清理困難，影響下次的正常使用。

RA05施工結(jié)束后，做好RA05混合料的養(yǎng)生和防護(hù)工作，禁止一切人員和車輛進(jìn)入RA05的施工區(qū)域。

七、 檢測標(biāo)準(zhǔn)要求及手段

在現(xiàn)場施工過程中，試驗室同時成型馬歇爾試件，置于橋上進(jìn)行同步養(yǎng)生，通過檢測RA05試件不同齡期的馬歇爾強(qiáng)度，判定RA05的實際強(qiáng)度和強(qiáng)度增長規(guī)律。當(dāng)RA05的馬歇爾強(qiáng)度達(dá)到40KN后，下一道工序方可開始。馬歇爾穩(wěn)定度試驗采用100KN大型穩(wěn)定度儀檢測。

八、 RA05層施工工藝流程圖

九、結(jié)束語

樹脂瀝青組合體系鋪裝技術(shù)是我國技術(shù)人員在實踐中探索出來的，具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的鋼橋面鋪裝技術(shù)。經(jīng)過不斷的實踐和完善， 目前已經(jīng)逐漸為行業(yè)認(rèn)可，并在越來越多的鋼橋中采用，如杭州江東大橋、寧波 慶豐橋、青林灣大橋、外灘大橋、湖北宜昌長江大橋、廣東獵德大橋等等。在實際應(yīng)用中，能充分發(fā)揮樹脂瀝青砼的高強(qiáng)度和與鋼板良好結(jié)合的特點，是比較理想的鋼橋面鋪裝方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）

[2]杭州彎跨海大橋施工技術(shù)規(guī)范 呂忠達(dá)著 人民交通出版社