G40上海長江大橋鋼橋面維修探索

董亞平

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，上海市 200433）

0 引言

上海長江大橋建設(shè)于2009年10月，該次大修的是大橋主橋面，全部是鋼橋面鋪裝，長1 430 m。車行道面原設(shè)計(jì)采用5.5 cm厚雙層國產(chǎn)環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝環(huán)氧結(jié)構(gòu)，現(xiàn)改為6.5 cm，下層是GA-10 3 cm,上面層為3.5 cm的SMA-10結(jié)構(gòu)。鋼橋面全部涂裝日本進(jìn)口的溶劑型橡膠瀝青防水黏結(jié)層CATICOATS型。設(shè)計(jì)年限10年，橫向力系數(shù)（SFC60）不小于 54。

1 施工準(zhǔn)備

1.1 設(shè)計(jì)要求

該次設(shè)計(jì)將原鋪裝設(shè)計(jì)雙層環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝改成澆注式瀝青+高彈改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)，要求將原鋪裝全部銑刨清理干凈，鋼橋表面進(jìn)行拋丸噴砂處理，清潔度達(dá)到《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級》（GB/T 8923.1—2011）中Sa3的要求，粗糙度的要求必須達(dá)到Rz50～150 μm。隨后進(jìn)行防水層施工，再進(jìn)行澆注式GA-10、SMA-10施工。溶劑型防水層設(shè)計(jì)要求見表1。

表1 溶劑型防水層設(shè)計(jì)要求

GA-10瀝青采用SBS改性瀝青和湖瀝青復(fù)合改性。復(fù)合改性性能指標(biāo)見表2。

GA-10瀝青混合料設(shè)計(jì)要求見表3。

最后實(shí)施高彈SMA-10的施工，SMA混合料設(shè)計(jì)要求見表4。

1.2 投入設(shè)備

根據(jù)現(xiàn)場工況的實(shí)際情況，大修重點(diǎn)在于短時(shí)間內(nèi)完成銑刨清理工作及防水層涂刷，最后進(jìn)行高質(zhì)量的GA-10和SMA施工。銑刨清理設(shè)備采用常規(guī)的維特根2000型銑刨機(jī)加上改裝過特制鏟口的鏟挖機(jī)。防水層采用人工涂刷。GA-10攤鋪、運(yùn)輸是專用攤鋪運(yùn)輸設(shè)備，SMA-10除了采用常規(guī)的設(shè)備以外，專門配置了兩臺水平振蕩壓路機(jī)。

表2 復(fù)合改性瀝青性能指標(biāo)

表3 GA-10瀝青混合料設(shè)計(jì)要求

2 銑刨清理

該次銑刨清理工作尤為重要，由于原來的環(huán)氧結(jié)構(gòu)損壞程度不一，個(gè)別區(qū)域相當(dāng)牢固，而且不能出現(xiàn)損傷鋼板的要求，對此特殊情況，采用了二次銑刨的方法。對薄層處，抬高銑刨機(jī)銑刨硒鼓，避免損傷鋼板。

由于不能損傷鋼板，二次銑刨也不能完全去除原環(huán)氧，導(dǎo)致個(gè)別區(qū)域的牢固的環(huán)氧層大量地采用人工去除，現(xiàn)場加工了特殊的工具，全部清理后用大功率清掃車清掃（見圖1）。

表4 SMA混合料設(shè)計(jì)要求

3 溶劑型防水層施工

采用兩臺拋丸機(jī)并行的施工方法：兩機(jī)拋丸處互相搭接5～10 mm；拋丸機(jī)每次直線連續(xù)拋丸面積為70 cm×30 cm，往返多次，直至將整個(gè)車道拋丸完畢，達(dá)到規(guī)定清潔度和粗糙度要求。

CATICOAT防水黏結(jié)層施工在拋丸除銹后4 h內(nèi)完畢，以避免產(chǎn)生新的銹斑。黏結(jié)材料分兩層涂抹，第一層涂抹后需要3 h以上的養(yǎng)生，第二層的涂抹方向與第一層的垂直。每次涂抹0.15～0.2 kg/m2，總的涂抹量標(biāo)準(zhǔn)為0.3～0.4 kg/m2。

4GA-10生產(chǎn)配合比試驗(yàn)和SMA高彈生產(chǎn)配比試驗(yàn)

GA-10生產(chǎn)配合比試驗(yàn)和SMA高彈生產(chǎn)配比試驗(yàn)結(jié)果見表5和表6。

表5 GA-10生產(chǎn)配合比試驗(yàn)結(jié)果

5 GA-10澆注式和SMA-10高彈施工

5.1 攤鋪

5.1.1 澆注式瀝青混合料攤鋪

（1）由于澆注式攤鋪機(jī)設(shè)備限制，澆注式瀝青混凝土攤鋪機(jī)是全機(jī)械式，整個(gè)鋪裝層厚度主要靠攤鋪機(jī)的行走基面來控制,因此采用邊側(cè)模板和攤鋪機(jī)自有控制系統(tǒng)控制混合料的厚度與平整度。

（2）模板的鋪設(shè)應(yīng)在每天施工前完成，確保模板的順直、平整和固定牢固。固定方式可采用磁石、強(qiáng)力膠帶兩種方式，磁石直接緊靠模板外緣，順模板方向安放，強(qiáng)力膠帶用來固定垂直于模板的橫向支撐。模板厚度應(yīng)考慮壓入預(yù)拌瀝青碎石對SMA鋪裝厚度的影響。

表6 SMA高彈生產(chǎn)配比試驗(yàn)結(jié)果

（3）在第一幅施工時(shí)，通過鋪設(shè)邊側(cè)模板進(jìn)行厚度控制。

（4）第二幅澆注式瀝青混合料施工時(shí)，一邊可以利用已完成的第一幅澆注式瀝青混合料的邊界。

（5）攤鋪時(shí)，Cooker倒行至攤鋪機(jī)前方，把混合料通過其后面的卸料槽直接卸在地上。攤鋪機(jī)的整平板的正前方布料板左右移動(dòng)，把澆注式瀝青混合料鋪開。攤鋪機(jī)向前移動(dòng)把瀝青混合料整平到控制厚度，不需對其進(jìn)行壓實(shí)。

（6）在攤鋪機(jī)上應(yīng)安置噴槍加熱接縫部位，攤鋪機(jī)行走過后，采用紅外加熱設(shè)備或噴槍對接縫進(jìn)行加熱并由工人使用木制的刮板修整，并用抹平工具搓揉加熱部位，使其充分結(jié)合，保證與新鋪的瀝青混凝土形成整體，接縫處連接可靠。

（7）在澆注式瀝青混合料攤鋪過程中，會(huì)產(chǎn)生部分氣泡。設(shè)專人進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)氣泡現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采用帶尖頭的工具刺破，排出內(nèi)部空氣，并用模子進(jìn)行抹平，使其充分密實(shí)。溫度較低時(shí)可用火焰槍進(jìn)行加溫，不可將表面烤焦。

（8）澆注式攤鋪后跟進(jìn)撒布預(yù)拌碎石，預(yù)拌瀝青碎石粒徑為 10～15 mm，撒布量為 5～10 kg/m2。

5.1.2 高彈SMA-10攤鋪

（1）SMA施工采用常規(guī)瀝青攤鋪機(jī)拼幅施工，找平全部采用紅外線非接觸平衡梁調(diào)平標(biāo)高和厚度。超聲波非接觸式平衡梁是一種基于超聲波測距原理進(jìn)行工作的移動(dòng)調(diào)平基準(zhǔn)，它克服了傳統(tǒng)接觸式調(diào)平基準(zhǔn)的不足。此外系統(tǒng)采用的多個(gè)超聲波傳感器與控制器之間都以純數(shù)字形式傳送信號，信號傳輸方便、迅速、可靠，抗干擾能力強(qiáng)，使調(diào)平系統(tǒng)的綜合性能得以大大提高。非接觸式平衡梁工作原理是在路面以上一定距離處使用幾個(gè)聲納跟蹤器（一般為4個(gè)或 8個(gè)），它以地面為基準(zhǔn)精確測出距離平均值，控制攤鋪機(jī)的升降油缸，根據(jù)設(shè)計(jì)高程施工厚度來進(jìn)行實(shí)地標(biāo)高、坡度控制，從而達(dá)到更好的光滑平整的攤鋪效果。采取上述措施有效地保證面層攤鋪質(zhì)量和施工精度。

（2）兩臺攤鋪機(jī)聯(lián)合施工，攤鋪起步速度控制在2 m/min，待正常后以2～2.5 m/min速度向前均勻連續(xù)不斷攤鋪，允許放慢到1～2 m/min。兩臺攤鋪機(jī)成階梯形交錯(cuò)排列方式連續(xù)進(jìn)行攤鋪。攤鋪縱向搭接10 cm，前后間距保持10 m左右，保證縱向接縫為熱接縫，同時(shí)在鋪筑好的面層未碾壓之前，嚴(yán)禁任何人隨意走動(dòng)，以避免留有腳印而影響質(zhì)量。

5.2 壓實(shí)

澆注式瀝青混合料攤鋪后無須壓實(shí)，自熱固化。SMA瀝青混合料分初壓、復(fù)壓、終壓三階段，見表7。

表7 SMA瀝青混合料壓實(shí)各階段要求

6 檢測結(jié)果

檢測結(jié)果見表8和表9。

表8 防水層實(shí)測項(xiàng)目匯總

表9 現(xiàn)場檢測匯總表

7 結(jié)語

該次大修已經(jīng)完成，2017年10月1日已經(jīng)恢復(fù)交通通行。通過該次高精度的施工維修，為以后大跨徑的鋼橋面維修取得了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。