改性冷拌樹(shù)脂砼在鋼橋面的施工技術(shù)研究

梅建峰

(江蘇潤(rùn)揚(yáng)大橋發(fā)展有限責(zé)任公司，鎮(zhèn)江 212000)

潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋是長(zhǎng)江上第一座剛?cè)嵯酀?jì)的現(xiàn)代化組合型特大橋梁。其南汊主橋采用單孔雙鉸鋼箱梁懸索橋，主跨徑1 490 m；北汊橋采用176+406+176 m三跨雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋；橋面采用2.5 cm+3.0 cm環(huán)氧瀝青鋪裝[1]。截至2017年，潤(rùn)揚(yáng)大橋已經(jīng)通車12年，其鋼橋面出現(xiàn)了不同程度的病害。病害處理施工時(shí)，區(qū)域通行能力下降，尾氣排放及油耗加劇，交通事故率上升，必須采用合理的養(yǎng)護(hù)手段以減少封閉時(shí)間，降低對(duì)車流及行車安全的影響。

1 改性冷拌樹(shù)脂砼性能特點(diǎn)

Resin-deck pave改性冷拌樹(shù)脂砼鋪裝是由RB Chip(碎石防水抗滑層)、RM粘結(jié)層及5.5 cm RAC-13樹(shù)脂砼構(gòu)成。RAC改性冷拌樹(shù)脂砼綜合路用性能較優(yōu)，其性能與進(jìn)口環(huán)氧瀝青基本接近：馬歇爾強(qiáng)度超過(guò)40 kN，具有優(yōu)良的抗車轍性能；不需要采用大型瀝青混合料拌合站，施工組織難度小；施工養(yǎng)生時(shí)間短，常溫施工養(yǎng)生有效工期只需5天左右，交通封閉壓力??；屬于冷拌冷鋪類材料，受氣溫影響相對(duì)較小，可以在四季施工，且節(jié)能環(huán)保。

2 材料性能要求

2.1 RB防水黏結(jié)料

RB防水黏結(jié)料是一種國(guó)產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂，固化時(shí)間可控，與鋼板黏結(jié)強(qiáng)度大，具有防水防腐功能，且可以滿足橋面鋪裝黏結(jié)層的抗剪切要求。其用量為1.0～1.2 kg/m2，表面同步撒布3～5 mm粒徑碎石，撒布量為滿布率的70%～80%，用量約為2.0～2.5 kg/m2。

2.2 RM膠結(jié)料

RAC改性冷拌樹(shù)脂混凝土鋪裝層與RBChip環(huán)氧碎石防水抗滑層之間需采用RM(Resin Mix)樹(shù)脂黏層，用量為0.4～0.5 kg/m2。

2.3 RAC改性冷拌樹(shù)脂混凝土

RAC是一種改性冷拌樹(shù)脂混凝土，屬于熱固性材料，其各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)如表1所示。

2.4 集料

鋼橋面鋪裝混凝土用的集料首先必須滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)，潤(rùn)揚(yáng)大橋鋼橋面鋪裝的使用條件和要求比高速公路更為嚴(yán)格，具體參數(shù)如表2所示。

2.5 填料

鋼橋面鋪裝混合料填料，必須采用石灰?guī)r等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，礦粉應(yīng)干燥、潔凈。

表1 RAC改性冷拌樹(shù)脂混凝土性能參數(shù)

表2 鋼橋面鋪裝集料技術(shù)參數(shù)

2.6 聚酯纖維

RAC改性冷拌樹(shù)脂混凝土內(nèi)添加混合料質(zhì)量0.1%聚酯長(zhǎng)纖維，起到填充礦料之間微小孔隙和增強(qiáng)混合料抗裂作用。其技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 聚酯纖維技術(shù)參數(shù)

2.7 高韌性界面劑

為增強(qiáng)新舊鋪裝之間的黏結(jié)，同時(shí)防雨水沿接縫處浸入鋪裝造成縱橫向施工縫周邊松散以及鋪裝層的早期破損，應(yīng)在施工縫的立面涂布高韌性界面劑，涂布量為5～6 kg/m2。

3 施工工藝

RAC改性冷拌樹(shù)脂砼用于鋼橋面養(yǎng)護(hù)施工的主要工藝流程如下：

3.1 原橋面銑刨挖除

銑刨深度應(yīng)遵循勿傷及鋼橋面板的原則。銑刨過(guò)深容易觸及鋼板，銑刨過(guò)淺容易增加下層挖除清理的工作量，建議現(xiàn)場(chǎng)銑刨深度不超過(guò)4 cm。銑刨過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)銑刨深度的檢測(cè)，主要檢查兩項(xiàng)指標(biāo)：一是銑刨的寬度，應(yīng)銑刨剔除原鋪裝層，防止新舊鋪裝之間形成不穩(wěn)定夾層；二是銑刨的深度，防止銑刨機(jī)刀片損傷鋼板。銑刨時(shí)盡量順直，銑刨后無(wú)夾層，銑刨后剩余1.5～2.0 cm采用機(jī)械挖除的方式進(jìn)行清理，挖除后人工修邊，以保證接縫的平順，同時(shí)，對(duì)接縫處采用45°斜切縫的防水措施，以增加接縫處過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，并減緩車輛荷載對(duì)橫向接縫的沖擊破壞。

3.2 鋪裝下層挖除

為防止挖掘機(jī)挖除清理時(shí)造成相鄰鋪裝層的擾動(dòng)和脫層，挖除前必須采用切割機(jī)對(duì)銑刨段落進(jìn)行切邊處理，切割深度一般比原鋪裝層厚度低0.5 cm，切割時(shí)也應(yīng)隨時(shí)調(diào)整，注意切勿損傷鋼板，切割應(yīng)順直，無(wú)殘留夾層。鋼板表面殘留的防水粘結(jié)層采用人工鏟除或高溫?zé)浕那宄绞健?/p>

3.3 鋼板噴砂除銹

采用真空無(wú)塵噴砂機(jī)對(duì)鋼板表面進(jìn)行除銹處理，拋丸機(jī)工作的行走速度控制在1～1.5 m/min，噴砂處理的鋼板清潔度要求達(dá)到Sa2.5級(jí)，粗糙度要求達(dá)到60～100 μm，邊角投入使用打邊機(jī)進(jìn)行噴砂除銹，人工方法要求鋼板清潔度達(dá)到St3.0級(jí)。

3.4 RB Chip施工

鋼板噴砂除銹兩小時(shí)內(nèi)立即進(jìn)行鋼板表面RB Chip環(huán)氧樹(shù)脂黏接層的刮涂施工，RB組分A環(huán)氧樹(shù)脂黏度隨著氣溫降低而增加，低溫施工時(shí)RB環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)攪拌充分，攪拌時(shí)間按照5～6分鐘控制，混合后RB環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)顏色均勻[2]，無(wú)其它雜色。

RB環(huán)氧樹(shù)脂刮涂應(yīng)保證邊角位置刮涂量的飽滿，使富余的環(huán)氧樹(shù)脂膠料對(duì)相鄰鋪裝層脫空處起到灌縫、防水的效果。RB涂布量按照“網(wǎng)格法”控制，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有專人對(duì)施工段落長(zhǎng)度進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)合RB涂布使用的質(zhì)量，對(duì)刮涂施工的段落進(jìn)行RB涂布量的反算控制。樹(shù)脂涂布量控制在1.0～1.2 kg/m2，RB環(huán)氧樹(shù)脂刮涂施工后即可進(jìn)行3～5 mm碎石的撒布工序，其撒布量控制在滿布面積的80%左右。低溫施工RB環(huán)氧樹(shù)脂自身黏度大，在混合攪拌時(shí)，內(nèi)部容易混入大量空氣，RB膠料刮涂后，鋼板表面的RB膠膜表面存在微小的針狀氣泡，所以RB刮涂后應(yīng)放置一段時(shí)間釋放氣泡后，人工均勻撒布干燥、潔凈的3～5 mm碎石。通過(guò)對(duì)RB Chip環(huán)氧樹(shù)脂粘接層的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其最小值為1.01 kg/m2，最大值為1.16 kg/m2，平均值為1.04 kg/m2，合格率100%。RB與鋼板之間的粘強(qiáng)度檢測(cè)共檢測(cè)了140處，最小值為11.95 MPa，最大值為17.82 MPa，平均值為15.44 MPa，合格率100%。

3.5 RM黏結(jié)施工技術(shù)

為增強(qiáng)RB Chip與RAC-13冷拌樹(shù)脂砼之間的黏結(jié)，在二者之間采用RM(Resin Mix)技術(shù)，黏結(jié)技術(shù)指標(biāo)須滿足斷裂強(qiáng)度≥1 Mpa,斷裂延伸率≥100%，用量在0.4～0.5 kg/m2。正式攤鋪前5～10 min進(jìn)行RM涂布，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫及鋼板表面溫度來(lái)控制涂布時(shí)機(jī)，保證黏結(jié)層始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

3.6 RAC-13樹(shù)脂砼施工技術(shù)

經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，得到RAC-13冷拌樹(shù)脂砼顆粒級(jí)配的最佳范圍。此范圍內(nèi)可以滿足對(duì)樹(shù)脂砼材料黏附力、拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率及低溫性能的要求，具有較好的抗老化性、水穩(wěn)定性和耐疲勞性。RAC-13改性冷拌樹(shù)脂砼固化時(shí)間受氣溫影響明顯，隨著施工氣溫的升高，樹(shù)脂砼的施工和易性逐漸降低，可操作時(shí)間明顯縮短。因此，施工中須注意拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓各項(xiàng)環(huán)節(jié)的銜接有序，保證混合料施工的連續(xù)性[3]。攤鋪速度盡量控制為1.0 m/min，以慢速攤鋪為宜，松鋪系數(shù)按照1.2控制。攤鋪采用非接觸平衡梁進(jìn)行厚度控制，攤鋪開(kāi)始后及時(shí)對(duì)松鋪厚度進(jìn)行檢測(cè)，如有問(wèn)題及時(shí)調(diào)整，一旦鋪裝厚度滿足要求，禁止任意調(diào)整。攤鋪過(guò)程中，及時(shí)檢查鋪面外觀，在鋪裝四周安排專人對(duì)邊角進(jìn)行補(bǔ)料，要求碾壓后邊角處飽滿、平整，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。初壓后，檢查鋪裝段前后接縫混合料是否存在排擠和下凹，如果接縫不平順，須及時(shí)處理，防止接縫處出現(xiàn)嚴(yán)重跳車。碾壓次數(shù)應(yīng)根據(jù)施工日的氣溫進(jìn)行調(diào)整，氣溫較高時(shí)，應(yīng)減少碾壓次數(shù)，氣溫較低時(shí)，應(yīng)增加碾壓次數(shù)，以碾壓后鋪面密實(shí)、表面構(gòu)造深度清晰、不泛油、易收光為標(biāo)準(zhǔn)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫條件而定，當(dāng)成型混合料的馬歇爾強(qiáng)度達(dá)到40 kN 即可開(kāi)放交通。

4 注意事項(xiàng)

(1) 水是引起鋼橋面鋪裝破損的客觀因素，因此，施工期間應(yīng)盡量避開(kāi)雨季和雨水天氣。鋪裝層施工接縫處理應(yīng)設(shè)計(jì)嚴(yán)密可靠的防水措施，并加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)期間對(duì)灌縫的處理[4-5]。

(2) 小范圍的修補(bǔ)無(wú)法徹底改善鋪裝層表面外觀及整體質(zhì)量，建議養(yǎng)護(hù)施工時(shí)適當(dāng)增加每段落的面積，以保證鋪面的平整度和碾壓效果。

采用合理的施工工藝，不但可以降低養(yǎng)護(hù)成本，還可以減小對(duì)車流的影響，提高通行能力。

5 結(jié)語(yǔ)

與熱拌環(huán)氧瀝青相比，Resin-deck pave改性冷拌樹(shù)脂混凝土具有同等的鋪裝性能，且疲勞性能有所提高；采用了冷拌工藝，施工簡(jiǎn)單方便；突破了傳統(tǒng)環(huán)氧瀝青養(yǎng)生時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的技術(shù)瓶頸。潤(rùn)揚(yáng)大橋鋼橋面鋪裝專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工程采用該項(xiàng)工藝并取得成功，自2011年通車以來(lái)，橋面鋪裝損壞得到了及時(shí)的維護(hù)，裂縫、坑槽、車轍和推移等病害發(fā)展基本保持穩(wěn)定，病害發(fā)展趨勢(shì)得到遏制，未出現(xiàn)大面積加速崩潰的現(xiàn)象，取得了良好的修復(fù)效果，有效延長(zhǎng)了鋼橋面鋪裝的整體使用壽命。