sma改性瀝青在鋼箱梁橋面鋪裝中的應(yīng)用

sma改性瀝青在鋼箱梁橋面鋪裝中的應(yīng)用

鋼箱梁直接承受主梁、橫向梁和縱梁的負(fù)荷，是一種高效率的結(jié)構(gòu)。鋼箱梁在荷載作用下的變形和受力特點(diǎn)與普通水泥混凝土橋梁相比具有非常明顯的區(qū)別。在同一鋼箱梁橋的不同部位,其受力和變形也具有非常明顯的區(qū)別。為了滿足大跨度的要求,就必須降低橋梁的恒載,這樣鋼橋面鋪裝層的厚度也受到了嚴(yán)格的限制,給鋼箱梁橋面的鋪裝工作帶來(lái)相當(dāng)大的技術(shù)難度。鋼箱梁橋面鋪裝層的結(jié)構(gòu)材料必須滿足與鋼板變形同步性能好,同鋼板黏結(jié)性強(qiáng),高溫穩(wěn)定,低溫抗裂,耐疲勞,不透水,便于施工,易于維修等基本技術(shù)要求。采用雙層改性瀝青SMA鋪裝可以有效地解決鋼箱梁橋面鋪裝的技術(shù)難題。1鋼箱梁橋面鋪裝的病害鋼箱梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)直接承受著交通荷載的反復(fù)作用,處于極為不利的工作環(huán)境之中。具有一般瀝青路面和水泥混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)所沒(méi)有的特點(diǎn)。(1)它不具備水泥混凝土橋面(包括鋼桁架水泥混凝土橋面板組合式橋面)那樣的剛性底板支撐,更不具備道路那樣堅(jiān)強(qiáng)的路基與基層結(jié)構(gòu)的支撐。鋼箱梁橋面鋪裝處于隨時(shí)都在變形的基礎(chǔ)之上,容易產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫、反射裂縫、車(chē)轍、搓板等病害。(2)鋼箱梁一般建在跨高速公路、跨主線段等因各種原因易產(chǎn)生振動(dòng)的地方,它的變形、位移、振動(dòng)都將直接影響鋪裝結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。容易產(chǎn)生各種裂縫和搓板。(3)鋪裝層除受自身溫度變化的影響外,鋼箱梁橋跨結(jié)構(gòu)的季節(jié)性溫度變化也嚴(yán)重影響鋪裝層的變形。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)及線膨脹系數(shù)大,這使瀝青鋪裝層在全年極端高溫與低溫環(huán)境下,受到比同一地區(qū)瀝青路面所不可能有的強(qiáng)烈的不利影響,它對(duì)大氣溫度的影響更為敏感。容易引起橫向裂縫、車(chē)轍、擁包、搓板、坑槽等病害。(4)橋面鋪裝層不僅有與路面相同的受力模式,而且在某些荷載的作用下,鋼箱梁還將產(chǎn)生負(fù)彎矩,出現(xiàn)倒置的受力模式,使鋪裝層表面承受拉伸荷載。這時(shí)候容易產(chǎn)生各種裂縫。(5)鋼材的最大的弱點(diǎn)是生銹,它比有的建筑材料更怕水。2安裝連接鋼箱梁的技術(shù)要求2.1橋面鋪裝層(1)鋼橋面鋪裝層必須能與橋面板緊密結(jié)合成為整體。橋面鋪裝層必須能盡量與橋面板的變形同步(即具有與鋼板變形的隨從性)。(2)橋面鋪裝層必須能?chē)?yán)密的保護(hù)好橋面板,具有有效的排水系統(tǒng),能有效防水,以防止鋼橋面生銹。(3)鋼箱梁橋面鋪裝層所使用的瀝青材料必須具有較小的溫度敏感性。夏天能耐高溫,有較好的高溫穩(wěn)定性和抗流動(dòng)變形能力,不致產(chǎn)生車(chē)轍、推擁、流動(dòng)變形;冬天能耐低溫,有良好的應(yīng)力松弛性能和低溫抗裂性能。2.2防腐漆及鋪裝層雙層改性瀝青SMA鋪裝結(jié)構(gòu)包括:鋼箱梁橋面防腐處理、防水黏接層體系;側(cè)重于熱穩(wěn)性和防護(hù)性的鋪裝底層(保護(hù)層);側(cè)重于抗變形能力和表面功能的鋪裝表層體系(見(jiàn)圖1)。(1)防腐處理包括噴砂除銹和噴涂防腐漆,防腐漆一般采用無(wú)機(jī)富鋅漆或熱噴鋅;(2)防水黏接層由滿布0.8～1.2mm黏接劑及1層預(yù)拌瀝青碎石層組成;(3)鋪裝下層(保護(hù)層)采用SMA-10,這種具有較硬的改性瀝青和較小空隙率(2.5%～3.5%)的SMA混和料,能保證鋪裝層具有良好的熱穩(wěn)性和密水性;(4)鋪裝表面層采用SMA-13。SMA-13混合料的改性瀝青彈性好且變形能力優(yōu)良、粗骨料嵌擠良好(空隙率為3.5%～4.5%),能保證鋪裝層的熱穩(wěn)性、抗裂性及表面抗滑等性能。其中,按SHRP規(guī)范分級(jí),鋪裝下層用的改性瀝青應(yīng)為PG82-22,鋪裝上層改性瀝青應(yīng)為PG76-22,具有較大的使用溫度區(qū)間,其混合料設(shè)計(jì)指標(biāo)及使用性能均滿足技術(shù)要求。3改性瀝青sma鋪裝技術(shù)在鋼箱梁橋面鋪裝層施工過(guò)程中,防水黏接層性能、改性瀝青的配比及加工工藝,SMA混合料的配合比設(shè)計(jì)及鋼箱梁橋面鋪裝施工技術(shù),都是改性瀝青SMA鋪裝方案的關(guān)鍵技術(shù)。(1)段式防護(hù)臺(tái)鋼箱梁橋面的防腐處理包括兩道工序,噴砂除銹和噴涂防腐漆。(2)鋼箱梁橋面的防水黏接劑與鋪設(shè)材料防水黏接層由滿布0.8～1.2mm黏接劑及1層預(yù)拌瀝青碎石層組成。黏接劑施工是在鋼箱梁橋面完成防腐施工之后,利用瀝青灑布車(chē),在鋼箱梁橋面板上均勻地灑布一層0.8～1.2mm的防水黏接劑。防水黏接劑是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用于鋼箱梁橋面鋪裝的瀝青類(lèi)材料,其環(huán)球法軟化點(diǎn)在100℃以上。在防水黏接劑之上,撒布一層3～5mm的硬質(zhì)瀝青預(yù)拌碎石,撒布溫度在190℃左右。撒布后用膠輪壓路機(jī)緊跟碾壓,固化后掃除多余碎石,形成一層嵌入防水黏接劑之中的滿布碎石層,與防水黏接劑一起構(gòu)成鋼箱梁橋面的防水黏接層。防水黏接層具有連接防護(hù)漆與鋪裝層的重要作用,同時(shí)又具有良好的防水封閉作用。該層本身具有較高強(qiáng)度、較好抗變形能力,在鋪裝下層施工中,為施工機(jī)械的行走提供一個(gè)行走界面。該層在鋪裝下層施工完成之后不獨(dú)立存在。(3)改善混合料保溫性能防水黏接層完成之后,緊接著是SMA-10改性瀝青混合料鋪裝下層的施工。在施工中,必須按改性瀝青混合料的運(yùn)輸、攤鋪與碾壓工藝要求進(jìn)行施工?；旌狭线\(yùn)輸過(guò)程的保溫措施十分重要,必須控制現(xiàn)場(chǎng)混合料溫度不低于160℃。由于SMA改性瀝青混合料黏度較高,攤鋪溫度要求高,攤鋪?zhàn)枇σ绕胀ɑ旌狭洗?在施工過(guò)程中,攤鋪機(jī)的攤鋪寬度不能伸得太寬,攤鋪速度應(yīng)緩慢、勻速。攤鋪和碾壓時(shí)要嚴(yán)格按照SMA路面的工藝要求,做到“緊跟、慢壓、高頻、低幅、切忌過(guò)度碾壓”。SMA-13改性瀝青混合料鋪裝上層的施工方法與SMA-10改性瀝青混合料鋪裝下層施工方法相同。4工程總體運(yùn)行情況廣州市內(nèi)環(huán)路2.6標(biāo)和三元里立交工程的鋼箱梁的橋面鋪裝施工,均采用了雙層改性瀝青SMA鋪裝施工技術(shù)。兩項(xiàng)工程已竣工投入使用多年,經(jīng)歷了2001年的持續(xù)降雨和頻繁的臺(tái)風(fēng)襲擊,以及2003年的持續(xù)高溫天氣和多次強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲擊,總體運(yùn)行情況良好,未發(fā)現(xiàn)明顯變形及其他病害,得到業(yè)主、監(jiān)理以及同行們的好評(píng)。實(shí)踐證明雙層改性瀝青SMA鋪裝施工技術(shù)運(yùn)用在鋼箱梁橋面上是有效而可行的,值得在華南地區(qū)推廣應(yīng)用。5瀝青混凝土的施工SMA改性瀝青的抗高溫車(chē)轍變形性能、低溫抗裂性能、抗疲勞性能、防水性能、變形能力、表面功能等都比普通密級(jí)配的瀝青混凝土好