ERS 組合式鋼橋面鋪裝在蘇州斜港大橋上的應(yīng)用

■王天翔 張 恒

(中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢 430010)

1 引言

鋼橋橋面鋪裝具有抗滑移性能差、防水功能要求高、鋪裝材料與橋面結(jié)構(gòu)溫度變形差異大、材料耐高（低）溫要求高等等問題，故一直是橋梁工程技術(shù)難點(diǎn)。目前，國內(nèi)對鋼橋橋面鋪裝保證其功能性、耐久性問題研究起步較晚。國內(nèi)橋梁應(yīng)用較多的鋼橋橋面鋪裝形式主要可以歸類以下三種：澆筑式瀝青混凝土橋面鋪裝、環(huán)氧瀝青橋面鋪裝以及ERS鋼橋面鋪裝。

1.1 澆筑式瀝青混凝土橋面鋪裝

采用高溫拌和澆筑式瀝青混合料或者瀝青瑪蹄脂混合料作為鋪裝層，其材料空隙率接近零，因而具有較好的防水和抗老化的性能，無需設(shè)置防水層，且抗裂性能較好。但其也有明顯的缺點(diǎn)，高溫穩(wěn)定性較差，易形成車轍；施工時(shí)混合料的溫度通常需達(dá)到240℃以上，易對此時(shí)已形成剛度橋梁主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大二次附加應(yīng)力，故此類鋪裝形式多用于夏季溫度不太高的國家地區(qū)，如北歐、德國、英國。

1.2 環(huán)氧瀝青橋面鋪裝

環(huán)氧瀝青混合料鋪裝層具有強(qiáng)度高、整體性好、抗車轍、抗變形性能好；但其具有相對較高的價(jià)格，且環(huán)氧瀝青混合料的配制工藝比較復(fù)雜，施工結(jié)束還需30天左右的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對施工時(shí)的時(shí)間及溫度要求十分嚴(yán)苛。

1.3 ERS鋼橋面鋪裝

ERS鋼橋面鋪裝是在近10年以來對國內(nèi)鋼橋面板上鋪裝破壞狀況的分析基礎(chǔ)上，提出的解決橋面鋪裝如何與鋼橋面板協(xié)同受力的組合式鋪裝結(jié)構(gòu)，是國內(nèi)自主創(chuàng)新的研究成果。

其主要的技術(shù)特點(diǎn)如下所示：

（1）ERS鋼橋面鋪裝是一種組合式鋪裝結(jié)構(gòu)，它充分發(fā)揮各種材料的特點(diǎn)，保證了鋪裝既具有良好的使用性能和壽命，又具有良好的行車舒適性和安全性。

（2）ERS鋼橋面鋪裝對施工環(huán)境條件要求不高，不需要特殊的施工機(jī)具、苛刻的工藝要求，且鋪裝層施工及養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，后期維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用較低

（3）ERS鋼橋面鋪裝綜合造價(jià)較低，功能層具有良好的可置換性，壽命周期費(fèi)用更為合理。

2 ERS 組合式鋼橋面鋪裝在國內(nèi)工程應(yīng)用實(shí)例

ERS鋼橋面鋪裝技術(shù)始于2005年西陵長江大橋建設(shè)時(shí)形成設(shè)計(jì)理念，其后相繼在杭州灣跨海大橋、江東大橋、宜昌橋大修、遼河大橋、象山港大橋以及嘉紹大橋得到應(yīng)用，至今已有近20座大跨徑鋼橋采用此項(xiàng)技術(shù)，形成成熟的鋪裝設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)評的成套技術(shù)。ERS組合式鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)工藝方便，技術(shù)較為成熟，得到了工程界與學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可。具體見表1。

表1 國內(nèi)ERS鋼橋面鋪裝工程應(yīng)用實(shí)例表

3 蘇州斜港大橋ERS組合式鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況

斜港大橋機(jī)動(dòng)車道鋼橋面采用ERS組合式鋪裝，其結(jié)構(gòu)是EBCL環(huán)氧碎石防水抗滑層＋3.0cmRA10冷拌環(huán)氧瀝青鋪裝＋4cm高彈改性瀝青鋪裝，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 ERS鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)圖

3.1 ERS組合式鋪裝技術(shù)要求

3.1.1 EBCL層

鋼板進(jìn)行噴砂除銹合格后應(yīng)在4h時(shí)間內(nèi)進(jìn)行EBCL防水抗滑層施工。EBCL層由EBCL膠料和在其上撒布的3～5mm粒徑的碎石共同組成。技術(shù)要求見表2和表3。

表2 EBCL膠料技術(shù)要求

表3 (3～5mm)碎石的技術(shù)要求

3.1.2 樹脂粘層

為有效消除RA10冷拌環(huán)氧瀝青鋪裝層和EBCL防水抗滑層之間的空隙，提高層間結(jié)合力，在EBCL界面上涂布樹脂粘層，用量為0.3～0.5kg/m2。技術(shù)要求見表4。

表4 樹脂粘層技術(shù)要求

3.1.3 RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土層

RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土為鋪裝下層，厚度為3cm，其原材料主要包括冷拌環(huán)氧瀝青、玄武巖粗集料、細(xì)集料、礦粉和聚酯纖維。RA10層主要原材料技術(shù)要求見表5和表6。

表5 聚酯纖維技術(shù)要求

表6 RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土性能要求

3.1.4 二階環(huán)氧粘層

RA10冷拌環(huán)氧瀝青鋪裝與高彈改性瀝青鋪裝層間需灑布二階環(huán)氧粘層，以提高界面粘結(jié)強(qiáng)度和防水性能。二階環(huán)氧粘層灑布量按照0.7～0.9kg/m2控制。二階環(huán)氧粘結(jié)料由A、B兩種組分組成，其A、B組分按比例混合后的技術(shù)指標(biāo)見表7～9。

表7 二階環(huán)氧粘層技術(shù)要求

3.1.5 高彈改性瀝青混凝土

高彈改性瀝青混凝土為表面功能層，厚度為4cm。其原材料主要包括高彈改性瀝青、集料、填料等。在高彈改性瀝青混合料中，要求瀝青具有較高的黏度，與集料有良好的黏附性。

表8 高彈改性瀝青技術(shù)要求

表9 高彈改性瀝青混合料技術(shù)要求

3.2 ERS組合式鋪裝施工要點(diǎn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 鋼板噴砂除銹施工

鋼板噴砂除銹是將鋼板表面銹蝕的氧化物、底漆以及油污處治干凈，并提供新鮮及光潔的粗糙面，與EBCL環(huán)氧樹脂碎石粘接層牢固的粘接。鋼板噴砂除銹后的粗糙度應(yīng)滿足60～100μm，清潔度達(dá)到Sa2.5級。

3.2.2 EBCL防水抗滑層施工

EBCL由環(huán)氧樹脂粘結(jié)料、3～5mm碎石組成，EBCL層在鋪裝體系中起到保護(hù)鋼橋面板防腐、防水的作用；同時(shí)達(dá)到粗糙鋼板表面提高鋪裝層界面抵抗剪切變形能力的目的。EBCL環(huán)氧樹脂粘結(jié)料涂布應(yīng)均勻、無流淌，灑布的碎石應(yīng)干燥、清潔、均勻、無堆積，碎石灑布應(yīng)達(dá)到滿布面積的80%。

3.2.3 下面層RA10施工

RA10屬于冷拌樹脂瀝青混凝土，在ERS鋼橋面鋪裝體系中作為整體化層，具有強(qiáng)度高、耐高溫、抗疲勞、防水效果好、易施工等的優(yōu)點(diǎn)。RA10樹脂瀝青混凝土鋪裝施工，混合料應(yīng)拌合均勻，無花白料、死料等現(xiàn)象；鋪筑的RA10樹脂瀝青混凝土表面應(yīng)光亮清晰、無油斑、鼓包、輪跡。

提高RA10層與SMA瀝青混合料層之間的粘結(jié)、抗剪切能力，建議樹脂瀝青混凝土強(qiáng)度達(dá)到完全固化狀態(tài)的30%時(shí)，對RA10混凝土表面進(jìn)行噴砂處理，清除RA10表面的油膜及其他雜物，粗糙RA10層表面，粗糙化后的RA10樹脂瀝青混凝土表面的構(gòu)造深度在0.5mm以上。

3.2.4 二階環(huán)氧粘結(jié)層施工

RA10層與高彈改性瀝青混合料層間灑布二階環(huán)氧粘結(jié)層。

3.2.5 上面層高彈改性瀝青鋪裝層施工

高彈改性瀝青混凝土作為ERS鋪裝表面功能層，鋪裝層的壓實(shí)度、滲水系數(shù)、平整度指標(biāo)尤為重要，高彈改性瀝青混合料在拌合、攤鋪、碾壓施工過程中應(yīng)注意級配控制、溫度控制、碾壓控制等。

4 結(jié)語

相對于混凝土橋面，鋼橋橋面抗滑移性能差、防水功能要求高、鋪裝材料與橋面結(jié)構(gòu)溫度變形差異大、材料耐高（低）溫要求高等諸多問題，有時(shí)并不能單單依靠一種鋪裝材料就能妥善的解決所有問題；ERS組合式鋪裝作為一種復(fù)合材料，各種材料各司其職，擁有更加好的適應(yīng)性與耐久度，成為鋼橋橋面鋪裝更好的選擇。

[1]JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范.

[2]GB8923-1997，涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級.

[3]JT-T 722-2008，公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件.

[4]JTJ 034-2000，公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范.

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