ERS鋪裝方案在斜港大橋鋼橋面鋪裝中的應用

陳大勇，于迪爾，曹 健，卞加前

（1. 蘇州市吳中區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通運輸綜合管理所，江蘇 蘇州 215128；2.蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 210017）

ERS鋪裝方案在斜港大橋鋼橋面鋪裝中的應用

陳大勇1，于迪爾2，曹 健2，卞加前2

（1. 蘇州市吳中區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通運輸綜合管理所，江蘇 蘇州 215128；2.蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 210017）

依托蘇州市斜港大橋鋼橋面鋪裝工程，對比了ERS鋪裝方案與現(xiàn)階段其他主流鋪裝方案的優(yōu)缺點，對ERS鋪裝方案各工序施工控制要點進行了總結，以供類似工程參考。

ERS；鋼橋面鋪裝；施工

1 工程概況

蘇州地處我國大陸東部沿海，位于北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)內(nèi)，夏季氣溫較高，潮濕多雨，冬季干燥寒冷，季風明顯，四季分明。斜港大橋所在區(qū)域全年平均氣溫為15.7 ℃，1月氣溫最低，平均氣溫為0.3 ℃；7月份氣溫最高，平均值為30.3 ℃。極端最低氣溫和最高氣溫分別為-9.8 ℃和39.2 ℃。蘇州地區(qū)雨水較多，多年平均降水量在1 100 mm左右，降水日數(shù)平均每年達130 d，且在每年5～6月有明顯雨季。

斜港大橋是一座雙層橋面的城市橋梁，橋梁跨徑組合為69 m+180 m+69 m，總長318 m，上、下層橋寬分別為41.6 m和48.6 m（如圖1所示）。其中上層橋面為城市快速路；下層橋面為城市主干道，設置了人行道和非機動車道。

2 鋪裝方案

當前，我國普遍采用的鋼橋面鋪裝方案主要有以德國、日本為代表的高溫拌和澆注式瀝青混合料（Gussasphalt）方案；以美國為代表的環(huán)氧樹脂瀝青（Epoxyasphalt）鋪裝方案以及德國、日本等國近年采用的雙層改性瀝青SMA方案（Stone mastic asphalt）和組合式鋼橋面鋪裝方案等幾大主流方案［1-2］。

圖1　 蘇州斜港大橋橋梁立面簡圖（單位：m）

斜港大橋在結構上具有3%的縱坡，對鋪裝層界面抗剪和表面抗滑性能要求極高，在未來運營過程中具有大交通量、重載交通的使用特點，要求鋪裝層還需具有良好的抗車轍、抗疲勞性能、耐久性能等。總體說來，斜港大橋鋼橋面鋪裝應主要關注鋪裝界面的抗剪性能、表面抗滑性能、鋪裝層的高溫性能和抗疲勞性能、鋪裝層材料施工和易性以及后期可維護性等因素?；谛备鄞髽蜿P鍵性能要求，根據(jù)各指標對鋪裝層性能與使用壽命的影響程度，賦予各項指標不同權重，并計算加權分值，各項指標滿分100分，所有指標之和總分為100分，現(xiàn)階段幾大主流鋪裝方案的綜合評價如表1所示。

表1　 基于斜港大橋關鍵性能要求的各類型方案綜合評價

由表1計算結果可以看出，針對斜港大橋的結構特點與服役環(huán)境特點，具有較高的抗重載、抗疲勞及抗剪性能的環(huán)氧瀝青鋪裝方案和具有較高的抗剪性能、表面抗滑功能以及良好的可維護性的組合式鋪裝方案具有較明顯的優(yōu)勢。因此，斜港大橋鋼橋面鋪裝方案選擇范圍將縮小為環(huán)氧與組合式鋪裝方案。

斜港大橋上層橋面作為城市快速路，荷載條件較好，主要承擔客車交通，采用ERS組合式鋪裝方案可以降低造價，具有較高的表面抗滑功能，可提高行車舒適性和安全性，并在運營過程中具有良好的可維護性。同時，考慮混合料公稱最大粒徑等因素，最終選定其ERS組合式鋼橋面鋪裝方案如圖2所示。

圖2　 上層橋面組合式鋪裝方案

各結構層技術指標如表2～表4所示。

表2　 EBCL膠料性能要求［3-4］

3 施工控制要點

3.1 鋼板噴砂除銹

噴砂作業(yè)應選擇晴好干燥的天氣進行，作業(yè)時間應避開凌晨和入夜可能結露的時段。因緊隨的EBCL下層的施工需要，噴砂除銹時至少應預計有10 h以上的晴好天氣，雨雪天氣條件下嚴禁作業(yè)。鋼板經(jīng)噴砂處理后表面清潔度達到Sa2.5級，粗糙度Rz80～120 μm。對噴砂機無法處理的邊角及泄水孔等部位，應采用砂輪、手提式真空拋丸機進行機械打磨，要求處理后的鋼板清潔度達到St3.0級。

表3　 RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土性能要求［5］

表4　 高彈改性瀝青混合料性能要求

3.2 EBCL防水抗滑層

鋼板進行噴砂除銹合格后應在4 h內(nèi)進行EBCL層施工。EBCL層由EBCL膠料和在其上撒布的3～ 5 mm粒徑的碎石共同組成。EBCL環(huán)氧樹脂粘結料應保證在60 min內(nèi)刮涂完畢，當施工氣溫過高時應適當縮短EBCL粘結料的施工操作時間，避免高溫因素影響導致EBCL的快速固化，且EBCL環(huán)氧樹脂粘結料涂布應均勻、無流淌，樹脂涂布量為0.9～1.1 kg/m2；灑布的碎石應干燥、清潔、均勻、無堆積，碎石撒布量為2～3 kg/m2，要求滿布率達到70%～80%。

在EBCL層正式施工前，必須對有關施工和管理人員進行專項技術培訓，使施工人員具有相應的知識，保證施工質量，做到定人、定崗、定責，避免施工過程中因人員問題造成過失。

鋼橋面鋪裝質量對水的影響很敏感，因此不得將水源帶進作業(yè)區(qū)，作業(yè)區(qū)的施工人員應帶擦汗毛巾，嚴格控制人體汗水滴入作業(yè)區(qū)，作業(yè)區(qū)內(nèi)禁止吐痰和吸煙，操作人員應穿防護衣、鞋套，戴防護面罩等。

3.3 RA10層施工要點控制

RA10冷拌環(huán)氧瀝青施工前必須對集料進行級配、含水量等檢測，并根據(jù)檢測結果適當調(diào)整生產(chǎn)配合比。隨著放置時間的增加，RA10混合料的可成型性將變差，試件孔隙率變大，穩(wěn)定度變小，因此，為保證混合料的孔隙率和強度，RA10的施工時間（含運輸）應控制在90 min以內(nèi)。

RA10冷拌環(huán)氧瀝青混凝土碾壓采用膠輪壓路機模糊碾壓的方式，碾壓至混合料內(nèi)部膠結料上浮，泛油為止，RA10層碾壓1～2遍后，即可在表面灑布5～10 mm碎石，其灑布量以滿布率在30%～40%范圍內(nèi)進行控制，碾壓的時機以集料1/3的體積露于鋪裝層表面為佳。攤鋪、碾壓過程中應安排專人及時將已硬化、結團的RA10料清除出去，以確保RA層壓實度。

3.4 高彈改性瀝青SMA-13施工

作為直接提供行車面的面層，高彈改性瀝青SMA-13的施工質量將直接影響路面的行車舒適性與安全性，因此，對于高彈改性瀝青SMA-13的拌合、運輸、攤鋪與碾壓均應予以高度重視，而溫度對SMA-13混合料的攤鋪與碾壓起著決定性的作用。上層高彈改性瀝青SMA-13各階段溫度控制指標如表5所示。

表5　 高彈改性瀝青SMA-13各階段溫度范圍要求

高彈改性瀝青SMA-13應嚴格按照試驗確定的配合比進行連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)，嚴格控制油石比，避免因油石比不當而出現(xiàn)松散、泛油等現(xiàn)象。在出廠前還應檢查混合料拌合是否均勻，有無花白料、粗細集料分離和結團等現(xiàn)象［6］。

高彈改性瀝青SMA-13攤鋪厚度宜采用非接觸式平衡梁進行控制，攤鋪時應安排專人對松鋪系數(shù)進行測定，并及時將信息反饋給攤鋪機操作手以便進行厚度控制。

由于高彈改性瀝青SMA-13黏度較大，在攤鋪過程中應嚴格控制攤鋪機的行進速度，一般不超過3～4 m/min，攤鋪時盡量減少攤鋪隴料次數(shù)，防止鋪面局部混合料產(chǎn)生溫度離析。在攤鋪過程中，應有專人及時對缺陷進行修補。

鋼橋面鋪裝層的施工作業(yè)環(huán)境不同于普通瀝青路面，因此其碾壓工藝也有別于普通瀝青路面，其碾壓過程中不得采用振動壓實，以免損傷下層鋪裝層。而鋼橋面鋪裝層的使用壽命很大程度上取決于防水效果，因此為了確保其壓實度，應配備至少兩臺腳輪壓路機。

初壓時采用鋼輪壓路機緊跟攤鋪機靜壓1～2遍，隨后由膠輪壓路機碾壓4～6遍，最后由鋼輪進行碾壓，消除輪跡帶。碾壓順序應由低到高，緊跟慢壓。采用光輪壓路機時，壓路機的輪跡應重疊1/4～1/3碾壓寬度；采用膠輪壓路機時，壓路機輪跡應重疊1/3～1/2碾壓寬度［7］。

通過改進的施工工藝，尤其是獨特的碾壓工藝，項目取得了良好的施工效果，經(jīng)現(xiàn)場檢測，面層高彈改性瀝青SMA-13滲水系數(shù)實測值為12 mL/min，構造深度1.0 mm，平整度平均值1.01 mm，各項檢測指標均滿足設計要求，經(jīng)排查，未見施工缺陷，整體施工效果良好，有效解決了鋼橋面這一特殊結構對于施工工藝的苛刻要求。

4 結論

（1）ERS設計方案，通過在鋼板表面上設置EBCL防水抗滑層及RA10整體化層，將原本光滑導熱的鋼橋面板改造成了類似于混凝土橋面板的粗糙隔熱結構，有效解決了鋼板與鋪裝層間粘結強度低、易推移，夏季鋼板高溫導致鋪裝層易出現(xiàn)車轍等技術難題。

（2）通過碾壓工藝的改進，在保證下層鋪裝結構不受損傷的前提下，有效確保了上面層高彈改性SMA-13的壓實度，從而保證其防水效果，提高其抗水損性能，延長使用壽命。

［1］何清，姜煒，李知強，等. ERS鋼橋面鋪裝技術在宜昌長江公路大橋中的應用［J］.交通科技，2012（3）：99-101.

［2］潘友強，郭忠印.大跨徑連續(xù)鋼箱梁鋼橋面鋪裝設計［J］.同濟大學學報（自然科學版），2013，41（6）：840-846.

［3］GBT 5210—2006色漆和清漆拉開法附著力試驗［S］.

［4］GBT 528—2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定［S］.

［5］JTGE20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程［S］.

［6］黃衛(wèi)東，尚磊.西陵長江大橋ERS鋼橋面鋪裝技術應用研究［J］.交通科技，2015（3）：44-47.

［7］舒穩(wěn).ERS技術在某橋梁橋面鋪裝層的應用［J］.新材料新裝飾，2014（10）：484-487.

Application of ERS in Steel Deck Pavement of Xiegang Bridge

Chen Dayong1, Yu Dier2, Cao Jian2, Bian Jiaqian2
（1. Suzhou Wuzhong District Township Transportation Comprehensive Management Office, Suzhou 215128, China; 2. JSTI Group, Nanjing 210017, China）

Based on steel deck pavement project of Xiegang bridge in Suzhou, this paper compared the advantages and disadvantages of ERS and other mainstream pavement schemes. It summarized construction control points of ERS pavement scheme, which could be taken as reference for similar projects.

ERS; steel deck pavement; construction

U443.33

B

1672-9889（2016）04-0036-03

陳大勇（1982-），男，江蘇鹽城人，工程師，主要從事交通行業(yè)工作。

2015-10-09）