鄂東長(zhǎng)江公路大橋鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究

文/陳鑫

1 前言

鄂東長(zhǎng)江公路大橋是一座雙塔雙索面混合梁斜拉橋，其主跨為926m，居世界同類橋梁第二位，為湖北第一橋[1]。鄂東長(zhǎng)江公路大橋鋼橋面鋪裝方案為雙層環(huán)氧瀝青混凝土，結(jié)構(gòu)型式為：環(huán)氧富鋅漆+環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層+2.5cm 熱拌環(huán)氧瀝青混凝土+環(huán)氧瀝青粘結(jié)層+3cm 熱拌環(huán)氧瀝青混凝土[2]。鋼橋面鋪裝已經(jīng)運(yùn)營(yíng)服役8年，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通量逐年上升，鋼橋面鋪裝層在外部荷載反復(fù)作用下逐漸出現(xiàn)了疲勞開裂、坑槽、脫層等病害。

2 養(yǎng)護(hù)方案

考慮部分區(qū)域的病害已經(jīng)擴(kuò)大化，且連成一片，簡(jiǎn)單的日常養(yǎng)護(hù)或小修小補(bǔ)無法確保鋪裝的長(zhǎng)久使用性能，因此決定對(duì)病害嚴(yán)重的行車道進(jìn)行銑刨重鋪。由于鋼橋面鋪裝施工質(zhì)量的影響因素較多，在養(yǎng)護(hù)方案的選擇上需要充分考慮其施工特性[3]。

ERE 是一種由冷拌樹脂瀝青混凝土（RA）與冷拌樹脂瀝青粘結(jié)層（EBCL）組成的鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式為：EBCL+50mm 厚RA13+EBCL。有以下優(yōu)點(diǎn)：具有優(yōu)異的界面安全性、抗疲勞性能、高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性；養(yǎng)生時(shí)間短，施工后可以盡快通車，減少交通延誤時(shí)間；低溫施工，減少二氧化碳排放量和能耗；施工方便，可以采用小型的拌和設(shè)備。因此，在綜合多種養(yǎng)護(hù)方案的服役性能和施工特性，最終決定在鄂東長(zhǎng)江公路大橋鋼橋面鋪裝銑刨重鋪區(qū)域采用ERE 養(yǎng)護(hù)方案。

3 ERE 材料技術(shù)要求

在施工正式開始前，所有的原材料都應(yīng)進(jìn)行原材料試驗(yàn)檢測(cè)，合格后才能使用。

3.1 冷拌樹脂瀝青粘結(jié)層

冷拌樹脂瀝青粘結(jié)層EBCL 由冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料和在其上撒布的3～5mm 單粒徑碎石共同組成，冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料的技術(shù)指標(biāo)見表1，3～5mm 單粒徑碎石指標(biāo)見表2，碎石宜采用潔凈、堅(jiān)硬、無風(fēng)化的玄武巖。

表1 冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料技術(shù)要求

表2 3～5mm 單粒徑碎石技術(shù)要求

3.2 冷拌樹脂瀝青混凝土

冷拌樹脂瀝青混凝土由冷拌樹脂瀝青結(jié)合料、集料及礦粉拌和組成，冷拌樹脂瀝青結(jié)合料的技術(shù)要求如表3 所示，RA13 的集料規(guī)格有0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～16mm 四種，級(jí)配如表4 所示，冷拌樹脂瀝青混凝土的技術(shù)指標(biāo)如表5 所示。

表3 冷拌樹脂瀝青結(jié)合料技術(shù)要求

表4 級(jí)配技術(shù)要求

表5 冷拌樹脂瀝青混凝土技術(shù)要求

4 ERE 施工工藝

4.1 原鋪裝結(jié)構(gòu)的挖除處理

原鋪裝結(jié)構(gòu)的挖除處理采用機(jī)械為主、人工為輔的方式進(jìn)行。主要區(qū)域采用局部改造后的挖機(jī)進(jìn)行挖除處理，以提高施工的效率，避免損傷鋼板，同時(shí)采用人工改造后的刮板進(jìn)一步清理粘接在鋼板上的粘結(jié)層和環(huán)氧砂漿；局部區(qū)域采用人工持電鎬、撬杠等小型工具進(jìn)行施工，人工作業(yè)分組進(jìn)行，3 人或4 人一組，人與人，小組與小組之間盡量分散，一律面對(duì)來車方向作業(yè)。

4.2 EBCL 施工

4.2.1 鋼板表面的拋丸除銹

橋面原鋪裝結(jié)構(gòu)清理完畢后，采用真空無塵方法進(jìn)行鋼板除銹。拋丸打砂機(jī)按2m/min 左右的速度控制，每幅拋丸處應(yīng)相互搭接5cm 左右。拋丸除銹采用金屬混合磨料（70%鋼丸和30%鋼砂），經(jīng)拋丸處理后的鋼板表面清潔度須達(dá)到Sa2.5 級(jí)，粗糙度達(dá)到80～120μm。

4.2.2 冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料的涂刷

拋丸除銹施工結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料的涂刷施工。冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料A、B 組分應(yīng)嚴(yán)格按照廠家提供的比例進(jìn)行混合，涂布前采用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻才能使用，同時(shí)攪拌時(shí)間應(yīng)不少于60s。另外，采用記號(hào)筆在鋼板上點(diǎn)畫網(wǎng)格線，按照冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料設(shè)計(jì)用量稱量相應(yīng)的膠結(jié)料，由人工均勻涂刷在方格網(wǎng)內(nèi)，要求1.2～1.4kg/m2，一次涂刷完成。邊角位置安排專人用毛刷涂刷膠結(jié)料，切割面膠結(jié)料涂刷約2cm 高。

冷拌樹脂瀝青膠結(jié)料涂刷均勻后，立即在膠結(jié)料表面撒布一層3～5mm 單粒徑碎石，碎石分布應(yīng)均勻、滿布不重疊、無堆積，碎石的撒布量為每平方3～4kg。夏季施工溫度高，鋼板有一定的橫坡，涂刷在鋼板表面上的膠結(jié)料會(huì)自動(dòng)流淌，為防止鋼板橫坡高的部位膠結(jié)料向低的部位流淌過多，應(yīng)在涂刷膠結(jié)料時(shí)緊跟著撒布一層3～5cm 碎石，以穩(wěn)定膠料，避免過多的流淌堆積。

4.3 RA 施工

4.3.1 冷拌樹脂瀝青混凝土的生產(chǎn)

冷拌樹脂瀝青混凝土采用專用拌和機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。首先將冷拌樹脂瀝青結(jié)合料的A、B 組分分別倒入A、B 泵內(nèi)進(jìn)行攪拌，然后將A、B 組分的混合料和集料、礦粉一起倒入拌鍋，攪拌均勻，形成冷拌樹脂瀝青混凝土。冷拌樹脂瀝青混凝土的干拌時(shí)間為10～15s，濕拌時(shí)間為80s，具體應(yīng)以混凝土拌和均勻?yàn)闇?zhǔn)；另外，拌和好的冷拌樹脂瀝青混凝土直接放入運(yùn)料卡車?yán)\(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)。

4.3.2 冷拌樹脂瀝青混凝土的攤鋪

冷拌樹脂瀝青混凝土攤鋪時(shí)，采用平衡梁控制攤鋪平整度以及最小厚度，攤鋪機(jī)行走速度為2.5m/min，松鋪系數(shù)為1.2，安排專人及時(shí)檢查并清除攤鋪機(jī)里固化結(jié)團(tuán)的冷拌樹脂瀝青混凝土，防止形成“死料”。每施工一段位置后應(yīng)提起攤鋪機(jī)，將舊的冷拌樹脂瀝青混凝土清除，下一段的攤鋪采用新拌的冷拌樹脂瀝青混凝土。

4.3.3 冷拌樹脂瀝青混凝土的碾壓

碾壓冷拌樹脂瀝青混凝土應(yīng)采用膠輪壓路機(jī)與鋼輪壓路機(jī)的組合形式，主要有以下注意點(diǎn)：

4.3.3.1 應(yīng)做好膠輪壓路機(jī)表面的清潔，同時(shí)用植物油擦拭輪胎表面，防止粘輪。

4.3.3.2 碾壓由低到高，做到緊跟慢壓，切莫過碾，破壞其表面紋理及粗糙度。

4.3.3.3 碾壓采用分段控制，碾壓長(zhǎng)度與每車料攤鋪長(zhǎng)度一致，嚴(yán)禁壓路機(jī)停放在已碾壓完畢的混凝土表面上。

5 結(jié)語

本文確定了鄂東長(zhǎng)江公路大橋鋼橋面鋪裝銑刨重鋪區(qū)域的養(yǎng)護(hù)方案，研究了ERE 鋪裝結(jié)構(gòu)的材料技術(shù)要求，并從原鋪裝結(jié)構(gòu)的挖除、EBCL 施工及RA 施工等方面制定了ERE 鋪裝結(jié)構(gòu)的施工工藝。通過ERE 養(yǎng)護(hù)方案，修復(fù)了鄂東長(zhǎng)江公路大橋的路面病害，改善了大橋的通車舒適性，延長(zhǎng)了大橋鋪裝結(jié)構(gòu)的使用壽命。