鋼箱梁橋面鋪裝典型結(jié)構

1、鋼橋面鋪裝典型結(jié)構建議重慶鵬方路面工程技術研究院重慶中交科技股份有限公司 鋼橋面鋪裝典型結(jié)構一、前言1.1 鋼橋面鋪裝的特性1正交異性鋼橋面鋪裝受力模式獨特;2鋼橋面板對防腐要求極高;3鋼橋面鋪裝的使用條件往往更加惡劣。1.2鋼橋面鋪裝的基本性能要求1優(yōu)良的使用性能,包括安全性和行車舒適性;2優(yōu)良的防銹、防水性能,保護橋面板;3優(yōu)良的層間結(jié)合狀態(tài);4優(yōu)良的抗疲勞開裂性能;5優(yōu)良的抗車轍性能;6對橋面變形有良好的追從性;7優(yōu)良的抗老化能力;8優(yōu)良的抗水損害能力。1.3合理的鋼橋面鋪裝結(jié)構橋面鋪裝結(jié)構層設計與橋梁結(jié)構類型受力的特點、交通量與組成、氣候環(huán)境條件密切相關。合理的鋼橋面鋪裝結(jié)構應如圖1.

2、1所示。 圖1.1 鋼橋面鋪裝典型結(jié)構1.4鋼橋面鋪裝各層的作用和要求位于鋼板表面,由涂料或熱噴金屬類材料等組成,能起到防止鋼板生銹腐蝕的作用。 保護鋼板不受路表水的侵害,并與鋼板及相鄰鋪裝層形成抗剪連接功能的各層組合體,一般由具有防水、粘結(jié)性能的層次組成。根據(jù)體系的需要還可設置緩沖層。用于某層次下面以增強該層次與下臥層粘結(jié)力的涂層。在相鄰層間起粘結(jié)作用的層次,需具有良好的粘結(jié)性能。用于防水層與鋪裝下層之間的層次,起到防水、隔熱、緩沖荷載、提供施工平臺等作用,可采用橡膠瀝青砂膠或者橡膠瀝青應力吸收層等。由相互協(xié)調(diào)一致,相互匹配的防水層(粘結(jié)層、緩沖層和鋪裝下層組成,起到防水隔離的作用。保護層(

3、鋪裝底層不只是要有良好的承重和傳遞荷載的性能,需要有良好的熱穩(wěn)性、抗水損害性能、適應橋梁結(jié)構變形的能力等,還要有良好的密水性。一般情況下,保護層應采用空隙率小,抗?jié)B水性好的混合料類型。磨耗層(鋪裝面層直接與車輛輪胎及大氣接觸,需提供平整、抗滑、耐久的行駛表面。因此,鋪裝表面層應粗糙,有足夠的紋理以提供長期的抗滑功能。鋪裝表面層也是在高溫天氣直接承受陽光照射,溫度也最高,也直接與雨水、酸霧等接觸,因此要有足夠的熱穩(wěn)性、抗老化性能、抗水損害性能、抗裂性能等。二、推薦的鋼橋面鋪裝方案根據(jù)鋼箱梁橋面鋪裝設計與施工技術指南,提出以下鋼橋面鋪裝建議方案。2.1采用AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為防

4、水層的鋪裝結(jié)構采用AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為防水層的鋪裝結(jié)構如圖2.1所示。 圖2.1 AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為防水層的鋪裝結(jié)構1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級,并采用環(huán)氧富鋅漆或無機富鋅漆等作防腐層。2 采用AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為防水層,可分兩層實施。3 采用橡膠瀝青砂膠作緩沖層,厚度宜為38mm。4 下層采用SMA時,厚度宜為3040mm,相應面層厚度宜為3040mm,鋪裝下層和面層之間應使用AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青作粘層。注:鋪裝上下層之間,也可采用橡膠瀝青應力吸收層取代粘層材料(AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳

5、化瀝青,有利于增強鋪裝層的抗裂性。緩沖層也可采用橡膠瀝青應力吸收層,厚度宜為1cm,其施工設備較橡膠瀝青砂膠簡單。該方案的特點:粘接層是通過化學過程實現(xiàn)與鋼板的有效粘接,該化學過程一般是不可逆的;粘接層材料不會隨著溫度的升高而出現(xiàn)軟化或者融化,粘接層一旦形成,就具有相對獨立性和穩(wěn)定性,對溫度顯示出良好的惰性。該方案適用于降雨量較小區(qū)域、跨徑較小的橋梁橋面鋪裝。2.2采用AMP反應性樹脂作為下封閉層的鋪裝結(jié)構(1采用AMP反應性樹脂作為下封閉層的鋪裝結(jié)構如圖2.2所示 圖2.2 AMP反應性樹脂作為下封閉層的鋪裝結(jié)構1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級,并采用環(huán)氧富鋅漆或無機富鋅漆等作防腐層。2 采用AM

6、P反應性樹脂作下封層,一般分兩層實施。下層AMP反應性樹脂干膜厚度0.20.4mm,下層未完全固化前鋪筑上層,上層反應性樹脂干膜厚度0.81.2mm,其上撒布機制中砂。3 采用橡膠瀝青砂膠作緩沖層,厚度宜為38mm。為保證該層與防水層的粘結(jié),宜使用AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為底涂層,用量宜為300600g/m2。4 下層采用SMA時,厚度宜為3040mm,相應面層厚度宜為3040mm,鋪裝下層和面層之間應使用AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青作粘層。注:鋪裝上下層之間,也可采用橡膠瀝青應力吸收層取代粘層材料(AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青,有利于增強

7、鋪裝層的抗裂性。緩沖層也可采用橡膠瀝青應力吸收層,厚度宜為1cm,其施工設備較橡膠瀝青砂膠簡單。該鋪裝結(jié)構的特點是以AMP反應性樹脂材料為防水層,一方面AMP反應性樹脂材料撒砂固化后形成粗糙面以利于鋪裝層與鋼板的粘結(jié),另一方面隔絕水和空氣,防止鋼板銹蝕;同時,采用了橡膠瀝青砂膠或橡膠瀝青應力吸收層作為緩沖層,可起到防水、隔熱、粘結(jié)和緩沖鋪裝表面應力、增強鋪裝的抗裂性及提供攤鋪機等機械行駛平臺等作用。SMA的骨架密實結(jié)構,使得它有較小的空隙率,其密水性較好,瀝青膜與空氣接觸的面積較小,因此它的抗水損害性能,抗老化性能都較好,但SMA不能保證完全密水,可能產(chǎn)生水損害。 該方案適用于降雨量較小、結(jié)構

8、剛度大、超載車不嚴重的橋梁橋面鋪裝工程。2.3采用AMP反應性樹脂作為下封閉層的鋪裝結(jié)構(2采用AMP反應性樹脂作為下封閉層的鋪裝結(jié)構如圖2.3所示 圖2.3 AMP反應性樹脂作為下封閉層的鋪裝結(jié)構1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級,并采用環(huán)氧富鋅漆或無機富鋅漆等作防腐層。2 采用AMP反應性樹脂作下封層,一般分兩層實施。下層AMP反應性樹脂干膜厚度0.20.4mm,下層未完全固化前鋪筑上層;上層反應性樹脂干膜厚度0.81.2mm,其上撒布機制中砂。3 采用橡膠瀝青砂膠作緩沖層,厚度宜為38mm。為保證該層與防水層的粘結(jié),宜使用AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為底涂層,用量宜為300600g/m

9、2。4 下層采用GA,厚度宜為2540mm,其上須撒布適宜粒徑的預拌瀝青碎石。面層厚度宜為3040mm,鋪裝下層和面層之間應使用AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青作粘層。注:緩沖層也可采用橡膠瀝青應力吸收層,厚度宜為1cm,其施工設備較橡膠瀝青砂膠簡單。該鋪裝結(jié)構的特點是以AMP反應性樹脂材料為防水層,一方面AMP反應性樹脂材料撒砂固化后形成粗糙面以利于鋪裝層與鋼板的粘結(jié),另一方面隔絕水和空氣,防止鋼板銹蝕;同時,采用了橡膠瀝青砂膠或橡膠瀝青應力吸收層作為緩沖層,可起到防水、隔熱、粘結(jié)和緩 沖鋪裝表面應力及增強鋪裝的抗裂性等作用。澆筑式瀝青混合料結(jié)構型式為完全懸浮型,密實且不透水

10、(空隙率幾乎為0,整體上具有很好的抗疲勞性能和耐久性,由于結(jié)合料含量較高,抵抗低溫開裂的能力較強。該方案適用于降雨量較大、冬季寒冷區(qū)的橋梁橋面鋪裝工程。2.4 澆筑式瀝青混凝土作防水層(下層的鋪裝結(jié)構澆筑式瀝青混凝土作防水層(下層的鋪裝結(jié)構如圖2.4所示。 圖2.4 澆筑式瀝青混凝土作防水層(下層的鋪裝結(jié)構圖1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級。2 AMP-100二階反應型防水粘結(jié)材料作為鋼板噴砂除銹后的封閉層,涂布兩層。該層同時也作為鋼板與澆筑式瀝青混凝土層之間的粘結(jié)層。3 下層采用GA,同時兼具防水層的作用。下層厚度宜為2540mm,相應面層厚度宜為3040mm。面層為SMA時,GA表面應撒布適宜粒

11、徑的預拌瀝青碎石,鋪裝下層和面層之間應使用AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青作粘層。面層為GA時,下層GA 表面可不撒布碎石,上層GA表面應撒布適宜粒徑的預拌瀝青碎石,雙層GA層間無需采用粘層。瀝青類粘結(jié)劑+GA+SMA的鋪裝結(jié)構是日本常用的鋪裝結(jié)構形式,該結(jié)構充分利用了GA 的防水性、整體性等特點,防水性能優(yōu)良。該結(jié)構適宜于鋪裝厚度較薄的橋面鋪裝。2.5 Elinminator防水粘結(jié)體系作防水層的鋪裝結(jié)構 Elinminator防水粘結(jié)體系作防水層的鋪裝結(jié)構如圖2.5所示。 圖2.5 Elinminator防水粘結(jié)體系作防水層的鋪裝結(jié)構圖1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級,在噴砂除銹

12、合格后3h內(nèi),噴涂底涂層(Zed S94,其用量約200 g/m2。2 待底涂層固化后,實施甲基丙烯酸類樹脂防水膜(兩層和Bond Coat SA1030膠粘劑,在每層噴涂完約1h(23后噴涂下一層。甲基丙烯酸類樹脂防水膜總用量宜為2.5 3.5Kg/ m2,Bond Coat SA1030膠粘劑用量宜為1.251.75Kg/ m2。3 下層采用SMA時,厚度宜為3040mm,相應面層厚度宜為3040mm,鋪裝下層和面層之間應使用AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青作粘層。Elinminator防水粘結(jié)體系與鋼板的結(jié)合力、抗刺破能力、防腐蝕能力及鋪裝層間穩(wěn)定性優(yōu)良。高粘度改性瀝青S

13、MA,具有優(yōu)良的熱穩(wěn)性,同時,抗裂性、密水性均較一般改性瀝青密級配瀝青混凝土優(yōu)良,表面粗糙均勻、抗滑,特別是粗骨料嵌擠結(jié)構較適應于我國南方地區(qū)的高溫氣候,在高溫重載下的抗車轍性能方面具有較大優(yōu)勢。其與Elinminator防水粘結(jié)體系的共同使用,適用于跨徑較大的橋梁橋面鋪裝。2.6 Elinminator防水粘結(jié)體系與澆筑式瀝青混凝土共同使用的鋪裝結(jié)構Elinminator防水粘結(jié)體系+GA共同使用的鋪裝結(jié)構如圖2.6所示。 圖2.6 Elinminator防水粘結(jié)體系+GA共同使用的鋪裝結(jié)構圖1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級,在噴砂除銹合格后3h內(nèi),噴涂底涂層(Zed S94,其用量約200 g/

14、m2。2 待底涂層固化后,實施甲基丙烯酸類樹脂防水膜(兩層和Tack Coat No.2膠粘劑,在每層噴涂完約1h(23后噴涂下一層。甲基丙烯酸類樹脂防水膜總用量宜為2.5 3.5Kg/ m2,Tack Coat No.2膠粘劑用量宜為100200g/ m2。3 下層采用GA,同時兼具防水層的作用。下層厚度宜為2540mm,相應面層厚度宜為3040mm。面層為SMA時,GA表面應撒布適宜粒徑的預拌瀝青碎石,鋪裝下層和面層之間應使用AMP-PS普適反應型防水粘結(jié)材料或改性乳化瀝青作粘層。面層為GA時,下層GA 表面可不撒布碎石,上層GA表面應撒布適宜粒徑的預拌瀝青碎石。澆筑式瀝青混合料結(jié)構型式為

15、完全懸浮型,細集料多,瀝青含量高,在高溫下經(jīng)特殊攪拌工藝拌制后,混合料呈現(xiàn)流動狀態(tài),經(jīng)攤鋪整平后,混合料靠自重流動作用,形成密實且不透水(空隙率幾乎為0的鋪裝層,整體上具有很好的抗疲勞性能和耐久性,由于結(jié)合料含量較高,抵抗低溫開裂的能力較強,能夠與Eliminator防水粘結(jié)層一起組成良好的鋼橋面防水體系。鋼橋面澆筑式瀝青混凝土鋪裝方案在國內(nèi)外有很多成功的案例,例如德國的Oberkasseler、Mulheim、Zoo等鋼橋,在德國,鋼橋面澆筑式瀝青混凝土已經(jīng)有長達30年以上的使用壽命;在我國,近年來澆筑式鋪裝方案也越來越多地應用于鋼橋面鋪裝,而且使用效果都比較好,例如香港的青馬大橋、天津的子

16、牙河大橋等。而澆筑式瀝青混凝土+ Elinminator防水粘結(jié)體系的鋪裝結(jié)構已成功應用于重慶菜園壩大橋、無錫S342省道主線 鋼橋面鋪裝、深圳灣大橋、沈陽尚小橋、美國喬治華盛頓大橋等。三、重載交通鋼橋面鋪裝方案該方案是正在進行研究并將實施的江陰長江大橋橋面鋪裝方案,其鋪裝結(jié)構如圖3.1。 圖3.1 重載交通鋼橋面鋪裝結(jié)構圖方案說明1 鋼板噴砂除銹到規(guī)定等級,在噴砂除銹合格后3h內(nèi),噴涂底涂層(Zed S94,其用量約200 g/m2。2 待底涂層固化后,實施甲基丙烯酸類樹脂防水膜(兩層和Tack Coat No.2膠粘劑,在每層噴涂完約1h(23后噴涂下一層。甲基丙烯酸類樹脂防水膜總用量宜為2.5 3.5Kg/ m2,Tack Coat No.2膠粘劑用量宜為100200g/ m2。3 下層采用聚合物改性GA,同時兼具防水層的作用。下層厚度宜為3040mm,鋪裝