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T/CHTSXXXXX-2023
公路鋼混組合橋梁鋪裝設(shè)計(jì)與施工
技術(shù)指南
TechnicalGuideforPavementDesignandConstructionof
HighwaySteel-concreteCompositeBridge
(征求意見稿)
xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施
中國(guó)公路學(xué)會(huì)發(fā)布
目次
1總則..............................................................................................................................................1
2術(shù)語..............................................................................................................................................2
3橋面鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......................................................................................................................3
3.1一般規(guī)定...........................................................................................................................3
3.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)...................................................................................................................3
3.3橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)證...........................................................................................8
3.4中央分隔帶、人行道等鋪裝結(jié)構(gòu).................................................................................10
3.5邊緣防排水設(shè)計(jì).............................................................................................................10
4材料............................................................................................................................................12
4.1下封層.............................................................................................................................12
4.2防水黏結(jié)層.....................................................................................................................13
4.3黏層.................................................................................................................................15
4.4瀝青結(jié)合料.....................................................................................................................15
4.5集料.................................................................................................................................17
4.6瀝青混合料.....................................................................................................................18
4.7其他材料.........................................................................................................................20
5施工............................................................................................................................................21
5.1一般規(guī)定.........................................................................................................................21
5.2施工準(zhǔn)備.........................................................................................................................21
5.3試驗(yàn)段施工.....................................................................................................................23
5.4基面處治.........................................................................................................................23
5.5下封層施工.....................................................................................................................24
5.6防水黏結(jié)層施工.............................................................................................................24
5.7黏層施工.........................................................................................................................25
5.8瀝青混合料.....................................................................................................................25
6施工質(zhì)量管理............................................................................................................................27
6.1一般規(guī)定.........................................................................................................................27
6.2施工質(zhì)量控制.................................................................................................................27
附錄A橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)抗?jié)B試驗(yàn)方法..................................................................................32
附錄B橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)抗反射裂縫試驗(yàn)方法......................................................................35
2
1總則
1.0.1為規(guī)范和指導(dǎo)鋼混組合橋梁鋪裝設(shè)計(jì)與施工,完善鋼混組合橋梁規(guī)范體系,推
動(dòng)鋼混組合橋梁應(yīng)用,制定本指南。
條文說明:鋼混組合橋梁鋪裝設(shè)計(jì)與施工直接套用常規(guī)混凝土橋面鋪裝技術(shù)并不能適應(yīng)橋面板特殊受
力狀況與鋼結(jié)構(gòu)的防腐要求。鋼混組合橋面板混凝土往往帶裂縫工作,與橋面板相連的鋼結(jié)構(gòu)如果因?yàn)闈B
水導(dǎo)致的腐蝕將難以維護(hù),因此主線路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮抗裂及抗?jié)B等特殊要求。因此,基于混凝
土結(jié)構(gòu)橋梁與鋼橋面鋪裝材料及技術(shù),針對(duì)鋼混組合橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用要求,形成涵蓋材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、
施工技術(shù)要求的設(shè)計(jì)與施工指南,可規(guī)范鋼混組合橋梁鋪裝設(shè)計(jì),提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性,避免鋪裝體系的
過度設(shè)計(jì)造成工程投資的浪費(fèi),或設(shè)計(jì)不足造成后期管養(yǎng)投入的增加甚至降低整體結(jié)構(gòu)使用壽命,指導(dǎo)規(guī)
范化施工作業(yè),促進(jìn)工程質(zhì)量提升,對(duì)貫徹“交通強(qiáng)國(guó)”國(guó)家戰(zhàn)略對(duì)工業(yè)化建造、低碳、綠色等橋梁建設(shè)
的要求,推動(dòng)當(dāng)下鋼混組合橋梁的廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
1.0.2本指南適用于采用普通水泥混凝土橋面板的鋼混組合橋梁。
條文說明:鋼混組合橋梁是指采用鋼混組合梁的梁橋、斜拉橋、拱橋、懸索橋以及組合體系橋梁。鋼
混組合橋梁橋面板大多基于普通混凝土材料建造,目前,也有基于超高性能混凝土材料的應(yīng)用案例。由于
后者在剛度、開裂特征等方面與常規(guī)混凝土材料區(qū)別較大,其鋪裝結(jié)構(gòu)方案須專項(xiàng)研究。普通混凝土材料
橋面板按照結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)可以分為鋼筋混凝土橋面板、預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板、鋼混組合橋面板等,按照
施工方法可以分為現(xiàn)澆橋面板、疊合橋面板、全預(yù)制橋面板等。
1.0.3本指南適用于公路新建、養(yǎng)護(hù)及改擴(kuò)建鋼混組合橋梁的橋面鋪裝工程。
1.0.4鋼混組合橋梁鋪裝設(shè)計(jì)與施工應(yīng)遵循安全、耐久、適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原則。
1.0.5公路鋼混組合橋梁鋪裝的設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收除應(yīng)符合本指南的規(guī)定外,尚應(yīng)符
合有關(guān)法律法規(guī)及國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
1
2術(shù)語
2.0.1鋼混組合橋梁鋪裝Steel-ConcreteCompositeBridgePavement
鋪設(shè)于鋼混組合橋梁混凝土橋面板之上,供車輛安全舒適行駛,對(duì)橋面板具有保護(hù)作
用的鋪裝結(jié)構(gòu),主要由界面功能層和結(jié)構(gòu)層組成。界面功能層通常包括下封層、防水黏結(jié)
層、黏層等,結(jié)構(gòu)層由保護(hù)層和磨耗層組成。
2.0.2下封層LowerSealCoat
鋪設(shè)于混凝土橋面板上,用于封閉混凝土表面孔隙、改善混凝土橋面板黏結(jié)狀態(tài)的層
間過渡層。
2.0.3橋面板設(shè)計(jì)平均應(yīng)變DesignAverageStrainOfBridgeDeck
混凝土橋面板設(shè)計(jì)允許帶裂縫時(shí),多條裂縫間的應(yīng)變平均值,用以反映部分橋面板應(yīng)
變平均水平。
2.0.4抗?jié)B等級(jí)ImpermeabilityGrade
橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)在0.5Mpa靜水壓力條件下持續(xù)耐水時(shí)間,用于評(píng)價(jià)組合結(jié)構(gòu)綜合
抗?jié)B性能。
2.0.5滲透系數(shù)PermeabilityCoefficient
橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)失去密水性能后,在0.5Mpa靜水壓力條件下,單位時(shí)間內(nèi)流過的
水量,表征水流過組合鋪裝結(jié)構(gòu)的難易程度,用于評(píng)價(jià)組合結(jié)構(gòu)的透水性能。
2
3橋面鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1一般規(guī)定
3.1.1橋面鋪裝結(jié)構(gòu)宜與主線路面結(jié)構(gòu)相同,當(dāng)主線結(jié)構(gòu)性能不符合本指南3.3節(jié)規(guī)
定時(shí),應(yīng)按本指南進(jìn)行設(shè)計(jì),仍無法滿足要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
條文說明:從經(jīng)濟(jì)性及施工便捷性方面,鋼混組合橋宜采用主線路面結(jié)構(gòu)。然而,鋼混組合橋梁橋面
板通常設(shè)計(jì)允許開裂,更應(yīng)關(guān)注鋪裝的開裂性能及防水性能。因此首先對(duì)主線路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗裂及抗?jié)B性
能驗(yàn)證,無法滿足要求時(shí),按本指南進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于組橋梁橋面板形式眾多,對(duì)鋪裝厚度要求不一,采用
本指南確實(shí)存在困難時(shí),可通過專項(xiàng)設(shè)計(jì)確定鋪裝方案。
3.1.2橋面鋪裝設(shè)計(jì)使用年限、可靠度指標(biāo)、交通荷載等級(jí)及材料設(shè)計(jì)參數(shù)等應(yīng)符合
《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50)的有關(guān)規(guī)定。
3.1.3橋面鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)由下封層、防水黏結(jié)層、保護(hù)層、磨耗層等組成,鋪裝總厚度
應(yīng)符合《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60)的有關(guān)規(guī)定。
條文說明:《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60)第3.7.3規(guī)定,橋面鋪裝厚度除應(yīng)滿足《公路水泥
混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40)和《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG-D50)的有關(guān)規(guī)定外,還提出高速公路
和一、二級(jí)公路上橋梁的瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度不宜小于70mm,二級(jí)以下公路橋梁的瀝青混凝土橋
面鋪裝層厚度不宜小于50mm,水泥混凝土橋面鋪裝面層(不含整平層和墊層)的厚度不宜小于80mm。
3.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)
3.2.1橋面鋪裝應(yīng)根據(jù)橋面板的受力特征、設(shè)計(jì)體系及施工方法,綜合考慮道路等級(jí)、
交通荷載狀況、使用要求和橋位所處的氣候環(huán)境、施工條件等因素,借鑒同地區(qū)同類橋面
鋪裝的成功經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行橋面鋪裝結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)。
條文說明:鋼混組合橋梁橋面板受荷載作用、施工工藝、材料、環(huán)境等因素影響,一般處于常態(tài)化帶
裂縫工作狀態(tài),對(duì)鋪裝的力學(xué)性能及抗?jié)B性能等提出了特殊的要求。橋面板受拉區(qū)平均拉應(yīng)變的大小、裂
縫的分布特征、裂縫開閉的頻次特征是影響結(jié)構(gòu)與鋪裝抗裂、抗?jié)B性能的重要指標(biāo),主要由鋼混組合橋梁
的結(jié)構(gòu)形式、橋面板的受力特征及所采用的設(shè)計(jì)與施工方法所決定。
鋼混組合橋梁應(yīng)用廣泛,類型繁多,橋面板的受力特征及設(shè)計(jì)與施工方法各異,主要體現(xiàn)在以下方面:
1)從鋼混組合橋梁類型方面,從加勁梁角度出發(fā),斷面上由各種不同形式鋼梁(包括鋼板梁、閉口
鋼箱梁、槽形鋼梁、波折鋼腹板梁、鋼桁架梁、桁式鋼腹桿梁等)與混凝土橋面板(包括下翼緣板)組成,
均適用于簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋、拱橋等大多橋式。每種類型橋梁又可以細(xì)分出
多種形式:比如鋼板組合梁式橋可以細(xì)分為小橫梁組合梁橋(雙主梁)、大橫梁組合梁橋(雙主梁)以及
多主梁組合梁橋;再比如槽形鋼梁組合梁式橋總體細(xì)分為無、有外加勁情況:無外加勁的槽形鋼梁組合梁
3
可再細(xì)分為橋面板有/無橫肋或小縱梁支撐的整箱單室斷面、橋面板有/無橫肋或小縱梁支撐的整箱雙/多室
斷面、有/無縱肋支撐的雙/多箱單室斷面;有外加勁的槽形鋼梁組合梁可再細(xì)分為鋼梁外加小橫肋與斜撐、
鋼梁外加大橫肋情況。另外,組合鋼板梁、組合鋼箱梁、組合鋼桁梁應(yīng)用于索承式橋梁后,結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)
造上與梁式橋又有很大的不同。因此,組合橋梁類型極其繁多,橋面板受力特征與具體組合梁類型直接相
關(guān)。
2)從橋面板受力特征方面,混凝土橋面板與鋼梁整體受力承受荷載作用,同時(shí)局部受力承受車輪荷
載作用,整體及局部受力下均存在受拉區(qū)并具有方向性:整體受力方面,連續(xù)梁橋的負(fù)彎矩區(qū)、斜拉橋
(自錨式懸索橋等)的輔墩頂、系桿拱橋的全跨區(qū)域均縱橋向受拉;局部受力方面,前述大多類型組合橋
梁的橋面板可歸納為橫橋向或縱橋向單向受彎,也有雙向受彎情況;還存在如帶斜撐大懸臂整體箱梁橋、
中央設(shè)墩大懸臂橫梁的多片主梁橋、單索面纜索承重橋梁等類型橋梁橋面板橫橋向整體受拉的情況。
3)從設(shè)計(jì)方法方面,橋面板整體及局部受力下都有允許開裂和不允許開裂的設(shè)計(jì)方法:整體受力時(shí)
如連續(xù)梁負(fù)彎矩區(qū)、系桿拱橋的橋面板,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主流設(shè)計(jì)均采取了允許開裂的設(shè)計(jì)方法;局部受力時(shí)
根據(jù)橋面支撐跨度大小,較大時(shí)一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板,通常按A類構(gòu)件不允許開裂設(shè)計(jì),或采
用鋼混組合橋面板,按允許開裂設(shè)計(jì),較小時(shí)則采用鋼筋混凝土橋面板,按允許開裂設(shè)計(jì)。
橋面板受拉區(qū)混凝土開裂后,開裂區(qū)混凝土或鋼筋的平均拉應(yīng)變會(huì)有較大幅度增加,平均拉應(yīng)變大小
取決于橋面板具體構(gòu)造、普通配筋與預(yù)應(yīng)力配置、施工過程結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整措施、以及裂縫設(shè)計(jì)控制值。橋
面板裂縫開閉行為方面,一般整體受力下裂縫表現(xiàn)為低頻開閉,局部受力下裂縫表現(xiàn)為高頻開閉。
針對(duì)不同類型的組合橋梁而言,橋面板整體與局部的受力特征(受拉與否及方向)、是否開裂的設(shè)計(jì)
方法選擇上會(huì)形成不同的組合,不同組合下橋面板的工作狀態(tài)存在非常大的差別,勢(shì)必對(duì)鋪裝設(shè)計(jì)也提出
相應(yīng)的要求。例如,大橫梁體系連續(xù)鋼板組合梁橋的中墩負(fù)彎矩區(qū)橋面板縱橋向整體、局部受力均為受拉
狀態(tài),如采用允許開裂的設(shè)計(jì)方法,整體表現(xiàn)為中墩負(fù)彎矩區(qū)橋面板處于全斷面縱向受拉開裂、大應(yīng)變、
低頻特性,局部表現(xiàn)為橋面板上緣縱向受拉開裂、小應(yīng)變、高頻特性,兩種特性疊加組合后對(duì)橋面板與鋪
裝受力均為不利;若此種結(jié)構(gòu)梁橋再采用中央設(shè)墩大懸挑橫梁的布置方式,中墩區(qū)橋面板橫橋向整體受拉,
采用允許開裂的設(shè)計(jì)方法后最終在中墩將形成“縱向整體、局部開裂疊加+整體橫向開裂”的極端不利組
合,對(duì)鋪裝方案提出了更嚴(yán)格的要求。
4)從施工方面,鋼混組合橋梁橋面板及與其相連的鋼結(jié)構(gòu)耐久性還受橋面板施工方法的影響。對(duì)于
采用全預(yù)制板類的組合梁,即使在正彎矩區(qū),板間接縫、群釘孔等薄弱位置由于混凝土收縮與混凝土施工
質(zhì)量保證難度大等原因仍有開裂滲水的風(fēng)險(xiǎn);而對(duì)于設(shè)置了整體化現(xiàn)澆層的橋面板,包括全現(xiàn)澆橋面板、
下層預(yù)制上層現(xiàn)澆的疊合板、全現(xiàn)澆鋼混組合橋面板,以及增設(shè)了混凝土調(diào)平層的全高預(yù)制橋面板等,防
滲性能相對(duì)較好。因此,應(yīng)根據(jù)橋面板施工方法有針對(duì)性選擇鋪裝方案。
綜上所述,鋼混組合橋梁鋪裝設(shè)計(jì)不能直接套用常規(guī)混凝土橋梁鋪裝的相關(guān)規(guī)定,需考慮以上多種因
素綜合確定。
3.2.2橋面鋪裝設(shè)計(jì)應(yīng)按照?qǐng)D3.2.2的流程實(shí)施。
4
圖3.2.2橋面鋪裝設(shè)計(jì)流程圖
3.2.3鋼混組合橋梁橋面板應(yīng)按表3.2.3劃分為五個(gè)等級(jí)。
表3.2.3橋面板等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)
橋面板設(shè)計(jì)方法與受力特征橋面板
典型橋梁結(jié)構(gòu)形式
整體受力情況局部受力情況等級(jí)
橫向受彎設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的多片主梁式簡(jiǎn)支(包括先
Ⅰ/Ⅱ
允許開裂簡(jiǎn)支后橋面連續(xù))鋼混組合梁橋
設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的下述斷面簡(jiǎn)支(包括先簡(jiǎn)
全橋縱向整體受壓支后橋面連續(xù))鋼混組合梁橋:
橫向受彎
1)雙(少)主梁鋼板組合斷面;Ⅰ/Ⅱ
不允許開裂
2)雙(少)主梁窄幅閉口鋼箱組合斷面;
3)無橫肋支撐的整箱槽形鋼梁組合斷面。
設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的:
)雙少主梁小橫梁鋼板組合連續(xù)梁橋;
橫向受彎1()
)雙少主梁窄幅閉口鋼箱組合斷面;Ⅰ/Ⅱ
不允許開裂2()
3)無橫肋支撐支撐的整箱斷面槽形鋼梁組合連續(xù)梁
局部縱向整體受拉橋.
(墩頂負(fù)彎矩區(qū))橫向受彎
設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的多主梁鋼混組合連續(xù)梁橋Ⅱ/Ⅲ
允許開裂允許開裂
設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的:
縱向受彎1)雙(少)主梁大橫梁鋼板組合連續(xù)梁橋;
Ⅲ/Ⅳ
允許開裂2)有橫肋支撐的整箱斷面槽形(或閉口)鋼箱組合
連續(xù)梁橋;
5
橋面板設(shè)計(jì)方法與受力特征橋面板
典型橋梁結(jié)構(gòu)形式
整體受力情況局部受力情況等級(jí)
3)帶有輔墩的雙邊主梁組合梁斜拉橋
設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的:
縱、橫向受彎允
1)帶斜撐大懸臂斷面槽形(或閉口)鋼箱組合連續(xù)
許開裂,同時(shí)橫
梁橋;ⅢⅣ
向整體受拉但不/
)中央設(shè)墩大懸臂橫梁的多片主梁鋼混組合梁橋;
允許開裂;2
3)單索面纜索承重橋梁
全橋縱向整體受拉縱向受彎設(shè)置/未設(shè)置整體化現(xiàn)澆層的雙邊主梁鋼混組合梁簡(jiǎn)支
Ⅲ/Ⅳ
允許開裂允許開裂系桿拱橋
注:1、墩頂負(fù)彎矩區(qū)縱向整體受拉但不開裂的情況,可在表中基礎(chǔ)上相應(yīng)降1級(jí)選用;
2、對(duì)于大跨徑連續(xù)梁橋,橋面板等級(jí)應(yīng)在表中基礎(chǔ)上提高1級(jí)選用;
3、全橋縱向整體受拉不允許開裂的情況,可在表中基礎(chǔ)上相應(yīng)降1級(jí)選用;
4、其它不利因素,如大交通量重載交通、腐蝕較重環(huán)境、橋面灑除冰鹽等作用時(shí),可在本表所定義
基礎(chǔ)上適當(dāng)提高等級(jí)。
條文說明:表格中所列內(nèi)容主要根據(jù)鋼混組合橋梁的橋面板受力特征及采用的不同設(shè)計(jì)與施工方法
而對(duì)橋面板進(jìn)行等級(jí)劃分,并給出了典型的橋梁結(jié)構(gòu)形式。受力特征及設(shè)計(jì)與施工方法組合上也僅直接列
出了實(shí)際工程中應(yīng)用較多的情況,在表格附注中補(bǔ)充給出了考慮其它因素時(shí)等級(jí)的劃分建議。
表中不能窮盡所有組合情況并列出所有橋梁結(jié)構(gòu)形式,實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)可以參考其內(nèi)在原則根據(jù)具體
橋面板受力特征及采用的設(shè)計(jì)、施工方法綜合確定。
梁橋跨徑較大時(shí)需在墩頂橋面板中采取增加預(yù)壓應(yīng)力的技術(shù)措施才能滿足裂縫控制需求,橋面板中的
平均拉應(yīng)變相比小跨徑梁橋有較大增加,根據(jù)上海長(zhǎng)江大橋引橋(85m+5×105m+90m=700m)的計(jì)算結(jié)果,
負(fù)彎矩區(qū)橋面板名義應(yīng)變較小跨橋梁增加約200εμ。因此,大跨徑連續(xù)梁橋應(yīng)表中基礎(chǔ)上提高1級(jí)選用。
3.2.4橋面鋪裝結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)包含界面功能層及結(jié)構(gòu)層。
3.2.5結(jié)構(gòu)層由保護(hù)層和磨耗層組成,結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1磨耗層應(yīng)具有良好的高溫穩(wěn)定性、抗裂性、抗滑及耐磨性能,宜采用中粒式改性瀝
青混合料,可采用高模量瀝青混合料、環(huán)氧瀝青混合料等。
2保護(hù)層宜選用密水性優(yōu)、抗裂性能好的混合料,且兼具調(diào)平功能,如細(xì)粒式改性瀝
青混合料、澆注式瀝青混合料等。
3磨耗層及保護(hù)層材料選擇應(yīng)符合表3.2.5的規(guī)定。
表3.2.5磨耗層及保護(hù)層選用建議
磨耗層保護(hù)層
橋面板等級(jí)
SMAAC/SuperpaveEMEEAAC/SuperpaveSMAGAEME/EA
Ⅰ●●●
Ⅱ●●●●●●●
Ⅲ●?●?●?●●?●?
?
Ⅳ●●●●●○
V●○?○●○?
注:●代表宜選用,代表可選用,○代表不推薦選用?。?
???
4結(jié)構(gòu)層單層鋪裝厚度應(yīng)符合《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范?》(JTGD50)的有關(guān)規(guī)定。
6
5交通荷載等級(jí)為特重、極重,或氣候分區(qū)為夏炎熱區(qū)時(shí),可不考慮橋面板等級(jí),磨
耗層宜采用EME、EA,保護(hù)層可采用EA,但均應(yīng)符合本指南3.3.3的要求。
6橋面鋪裝對(duì)磨耗層的降噪、抗滑要求較高時(shí),磨耗層可采用多孔瀝青混事料。
條文說明:在表3.2-2中,Superpave代表高性能瀝青混合料(SuperiorPerformingAsphaltPavement),
EME代表高模量瀝青混合料(HighModulusAsphaltMixture),EA代表環(huán)氧瀝青混合料(EpoxyAsphalt
Mixtures),GA代表澆注式瀝青混合料(Gussasphalt)。
已有計(jì)算表明,橋面板等級(jí)為Ⅰ~Ⅲ級(jí)時(shí),橋面板平均應(yīng)變水平與鋼橋相同,鋪裝應(yīng)變最不利位置為
保護(hù)層底部,來源于兩部分:橋面板隨動(dòng)應(yīng)變、輪載產(chǎn)生的層底應(yīng)變。表3.2-2僅考慮橋面板對(duì)鋪裝的影
響,當(dāng)輪載產(chǎn)生的鋪裝應(yīng)變大于橋面板引起的鋪裝應(yīng)變時(shí),應(yīng)首先考慮EA、EME等模量高的混合料,以
分散輪載應(yīng)力,并通過抗裂試驗(yàn)驗(yàn)證。
磨耗層應(yīng)首先考慮路用性能且兼顧抗裂性能,當(dāng)橋面板等級(jí)為Ⅰ~Ⅲ級(jí)時(shí),除EME外,其他常見混
合料均可滿足使用及抗裂要求,而EME的模量及抗裂性能尚有待驗(yàn)證,當(dāng)橋面板等級(jí)大于Ⅲ級(jí)時(shí),不予
推薦。保護(hù)層應(yīng)重點(diǎn)考慮抗裂性能,考慮到GA的成本較高,當(dāng)橋面板等級(jí)為Ⅰ~Ⅱ時(shí),橋面板應(yīng)變較小,
其效果不顯著,此時(shí)EME、EA抗裂性能尚可滿足要求,可予以使用;當(dāng)橋面板等級(jí)為Ⅳ~Ⅴ時(shí),橋面板
應(yīng)變水平約為800~1200με,AC/Superpave/SMA抗裂性能不足,可用于Ⅳ級(jí)橋面板,GA由于其富油特
性,在1200με下仍有較好的抗裂性能,可用于Ⅴ級(jí)橋面板。
3.2.6界面功能層應(yīng)選擇與保護(hù)層類型相匹配的材料,且應(yīng)符合下列規(guī)定:
1橋面板等級(jí)為Ⅱ~Ⅴ級(jí)時(shí),應(yīng)設(shè)置下封層。下封層應(yīng)具有良好的滲透性及黏結(jié)力,宜
采用無溶劑低黏環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧乳化瀝青,無溶劑低黏環(huán)氧樹脂表面應(yīng)撒布1.18~
2.36mm的玄武巖或輝綠巖碎石。
2下封層應(yīng)與防水黏結(jié)層相匹配,防水黏結(jié)層采用同步碎石封層時(shí)應(yīng)設(shè)置下封層;防
水黏結(jié)層為溶劑型瀝青黏結(jié)劑或環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑時(shí),下封層應(yīng)采用無溶劑低黏環(huán)氧樹脂;
防水黏結(jié)層為其他材料時(shí),下封層宜采用水性環(huán)氧乳化瀝青。
3防水黏結(jié)層應(yīng)具有一定的防水、抗裂及黏結(jié)性能,應(yīng)按表3.2.6進(jìn)行選擇。當(dāng)橋面板
等級(jí)為Ⅳ~Ⅴ級(jí)時(shí),同步碎石封層宜采用10~15mm粒徑的碎石。
表3.2.6防水黏結(jié)層推薦材料選用建議
防水黏結(jié)層
碎石同步封層(SBS碎石同步封層環(huán)氧樹脂
保護(hù)層溶劑型瀝青黏結(jié)劑
改性瀝青)(橡膠瀝青)黏結(jié)劑
0.5~0.7
0.3~0.6kg/㎡1.2kg~2.5kg/㎡1.5~3.0kg/㎡
kg/㎡
SMA/AC/Superpave/EME●●
●○○
GA??
?
7
EA○○●
注:1●代表宜選用,代表可選用,○代表不推薦選用。
?
2同步碎石封層采用的碎石粒徑可根據(jù)實(shí)際需要選用,膠結(jié)料用量作相應(yīng)調(diào)整。
?
3黏層應(yīng)具有一定的黏度、可選用改性乳化瀝青、環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑等。
4磨耗層為環(huán)氧瀝青混凝土?xí)r,黏層應(yīng)采用環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑,其他混合料可采用改性乳化瀝青。
條文說明:不同橋面板等級(jí)要求的防水黏結(jié)層抗裂性能及緩沖性能不同,橋面板無裂縫時(shí),宜采用
性價(jià)比低的方案。大量試驗(yàn)及研究成果表明,同步碎石封層抗反射裂縫性能均較優(yōu)、且工藝成熟,因此不
同橋面板等級(jí)上均推薦采用。環(huán)氧樹脂/瀝青黏結(jié)劑在一定情況下對(duì)裂縫適應(yīng)性較好,但不適用于Ⅳ~Ⅴ級(jí)
橋面板。
3.2.7鋪裝組合設(shè)計(jì)應(yīng)考慮磨耗層、保護(hù)層、防水黏結(jié)層、橋面板之間材料適配及性
能協(xié)同,兼顧經(jīng)濟(jì)性與施工質(zhì)量可靠度,典型方案見圖3.2.7-1~3.2.7-4。
磨耗層改性瀝青SMA13,厚度45mm磨耗層改性瀝青AC13/Superpave13,厚度50mm
黏層改性乳化瀝青,用量0.3~0.5kg/m2
黏層改性乳化瀝青,用量0.3~0.5kg/m2
撒布粒徑5~10mm的預(yù)拌碎石,用量4~7kg/m2
保護(hù)層
澆注式瀝青混合料GA10,厚度35mm保護(hù)層改性瀝青AC13/Superpave13,厚度50mm
2撒布粒徑10~15mm的預(yù)裹碎石,覆蓋率60%~80%
防水黏結(jié)層溶劑型瀝青黏結(jié)劑,用量0.2~0.4kg/m防水黏結(jié)層
撒布粒徑1.18~2.36mm的預(yù)裹碎石,用量0.3~0.8kg/m2同步碎石封層,SBS改性瀝青用量1.8~2.2kg/m2
下封層
無溶劑低黏環(huán)氧樹脂,用量0.4~0.8kg/m2下封層水性環(huán)氧乳化瀝青,用量0.6~1.2kg/m2
橋面板基面精銑刨或拋丸處治,構(gòu)造深度0.6~1.2mm橋面板基面精銑刨或拋丸處治,構(gòu)造深度0.6~1.2mm
圖3.2.7-1橋面鋪裝典型方案一圖3.2.7-2橋面鋪裝典型方案二
磨耗層改性瀝青SMA13,厚度50mm磨耗層改性瀝青SMA13/EME13,厚度50mm
2
黏層改性乳化瀝青,用量0.3~0.5kg/m2黏層環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑,用量0.4~0.6kg/m
保護(hù)層環(huán)氧瀝青混合料EA10,厚度30mm
保護(hù)層改性瀝青SMA10,厚度50mm
環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑,用量0.5~0.7kg/m2
撒布粒徑10~15mm的預(yù)裹碎石,覆蓋率60%~80%防水黏結(jié)層
防水黏結(jié)層撒布粒徑1.18~2.36mm的預(yù)裹碎石,用量0.3~0.8kg/m2
同步碎石封層,SBS改性瀝青用量1.8~2.2kg/m2下封層
無溶劑低黏環(huán)氧樹脂,用量0.4~0.8kg/m2
下封層水性環(huán)氧乳化瀝青,用量0.6~1.2kg/m2
橋面板基面精銑刨或拋丸處治,構(gòu)造深度0.6~1.2mm橋面板基面精銑刨或拋丸處治,構(gòu)造深度0.6~1.2mm
圖3.2.7-3橋面鋪裝典型方案三圖3.2.7-4橋面鋪裝典型方案四
條文說明:四種方案是在大量試驗(yàn)驗(yàn)證及多年工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上形成的,可滿足目前大部分橋梁的設(shè)
計(jì)需求。方案一利用GA的富油及低空隙率特性,具有優(yōu)異的防水及抗裂性能,通常用于橋面板等級(jí)較高
或主梁防水要求較高時(shí)選用。方案二通過同步碎石封層吸收橋面板裂縫引起的應(yīng)力集中,雙層改性瀝青
AC/Superpave具有較優(yōu)的抗疲勞性能,加之造價(jià)低,通常用于中等橋面板等級(jí)或?qū)r(jià)格要求較低的組合橋。
方案三采用雙層改性瀝青SMA結(jié)構(gòu),具有一定的抗疲勞性能,高溫穩(wěn)定性好,下層采用SMA10,兼?zhèn)涓?/p>
優(yōu)的調(diào)平性能,適用于高溫地區(qū)及交通等級(jí)較高的組合橋。方案四的保護(hù)層采用環(huán)氧瀝青混凝土,鋪裝方
案高溫承載能力高,適用于高溫重載情況下的橋梁。
3.3橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)證
8
3.3.1橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行抗?jié)B性能、抗裂性能、黏結(jié)性能及高溫穩(wěn)定性能驗(yàn)證。
條文說明:鋼混組合橋梁橋面鋪裝特點(diǎn)為鋪裝需抵抗橋面板開裂導(dǎo)致的反射裂縫,防水性能、抗反
射裂縫性能為鋪裝設(shè)計(jì)的要點(diǎn),除采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法之外,尚需通過試驗(yàn)對(duì)橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行防水性
能、抗反射裂縫性能進(jìn)行驗(yàn)證。此外,防水黏結(jié)層聯(lián)接保護(hù)層及橋面板,其黏結(jié)性能直接關(guān)系到鋪裝質(zhì)量,
應(yīng)通過試驗(yàn)加以驗(yàn)證。高溫穩(wěn)定性可反映橋面鋪裝材料組合合理性及耐久性,應(yīng)通過試驗(yàn)驗(yàn)證。
橋面鋪裝下封層、防水黏結(jié)層及保護(hù)層直接影響防水性能,現(xiàn)有防水性能試驗(yàn)均為單一材料性能驗(yàn)證,
無法考慮組合結(jié)構(gòu)綜合性能,需提出新的試驗(yàn)方法?,F(xiàn)有規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)鋪裝材料的抗疲勞及抗裂性能有較好
的規(guī)定,但橋面板開裂導(dǎo)致的反射裂縫有其特殊性:水平位移、堅(jiān)向位移、相對(duì)轉(zhuǎn)角等,現(xiàn)有試驗(yàn)方法均
無法考慮綜合作用下的鋪裝抗反射裂縫性能,應(yīng)提出針對(duì)性試驗(yàn)方法。
3.3.2橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能試驗(yàn)應(yīng)包含混凝土板、下封層、防水黏結(jié)層及保護(hù)
層,抗?jié)B性能應(yīng)符合表3.3.2的規(guī)定。
表3.3.2組合結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能技術(shù)要求
橋面板等級(jí)試驗(yàn)方法
試驗(yàn)項(xiàng)目單位
ⅠⅡⅢⅣⅤ
抗?jié)B等級(jí)-P1P2P3P4P5附錄A
滲透系數(shù)10-9cm/s≥8≥5≥3≥2<2
條文說明:橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)由保護(hù)層及防水黏結(jié)層提供防水性能,分為兩個(gè)階段:阻止水下滲的
封水階段、封水失效后的水流下滲階段。第一階段為整個(gè)體系的關(guān)鍵期,決定著組合結(jié)構(gòu)防水性能優(yōu)劣,
然而,試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)很難模擬現(xiàn)場(chǎng)條件,封水時(shí)間也僅是在一定水壓條件下的持續(xù)時(shí)間,其等級(jí)也難以反
映組合結(jié)構(gòu)耐久性。因此,采用滲透系數(shù)反映整個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)水流下滲的阻力,通常情況下,滲透系數(shù)越小,
組合組合結(jié)構(gòu)封水性能越優(yōu)。
橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中磨耗層需具有抗滑承載等路用性能,封水效果相對(duì)有限。簡(jiǎn)化起見,附錄A試驗(yàn)未
考慮該層作用,用水泥混凝土板-下封層-防水黏結(jié)層-保護(hù)層組合結(jié)構(gòu)反映其抗?jié)B性能,采用抗?jié)B系數(shù)評(píng)估
組合體系的封水性能,滲透系數(shù)反映組合體系的水阻力大小。
3.3.3橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)抗裂性能試驗(yàn)應(yīng)包括混凝土板、下封層、防水黏結(jié)層、保護(hù)
層及磨耗層,抗裂性能應(yīng)符合表3.3.3的規(guī)定。
表3.3.3組合結(jié)構(gòu)抗裂性能技術(shù)要求
交通荷載等級(jí)
試驗(yàn)項(xiàng)目單位試驗(yàn)方法
輕中等重特重極重
疲勞次數(shù)萬次≥80≥100≥150≥200≥300附錄B
9
條文說明:按照本指南附錄B對(duì)混凝土橋面板-下封層-防水黏結(jié)層-鋪裝層組合構(gòu)進(jìn)行抗疲勞開裂性
能試驗(yàn),通過疲勞荷載次數(shù)反應(yīng)組合結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
3.3.4橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)黏性能試驗(yàn)應(yīng)包含混凝土橋面板-下封層、防水黏結(jié)層及保
護(hù)層,25℃黏結(jié)性能應(yīng)符合表3.3.4的規(guī)定,當(dāng)橋梁所處位置氣候分區(qū)為夏炎熱區(qū)時(shí),黏結(jié)
強(qiáng)度應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。
表3.3.4組合結(jié)構(gòu)黏性能技術(shù)要求
交通荷載等級(jí)
拉剪模量單位
輕、中重特重、極重試驗(yàn)方法
0~10000.420.500.68
MpaJTG/T3364-02
>10000.610.730.85
注:拉剪模量采用《膠粘劑.拉伸剪切強(qiáng)度的測(cè)定(剛性材料對(duì)剛性材料)》(GB/T7124—2008)試驗(yàn)獲得。
條文說明:橋面鋪裝黏結(jié)強(qiáng)度直接影響橋面組合鋪裝結(jié)構(gòu)綜合性能,通過常溫下混凝土-防水黏結(jié)層
界面元分析,并考慮動(dòng)力特性及安全系數(shù)后提出的層間黏結(jié)指標(biāo)。由于高溫對(duì)層間黏結(jié)性能有減弱作用,
在常溫基礎(chǔ)上提高0.2倍以反應(yīng)劣化對(duì)層間性能的影響。
3.3.5橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性能試驗(yàn)應(yīng)包含保護(hù)層與磨耗層,厚度與設(shè)計(jì)方案
保護(hù)一致,高溫穩(wěn)定性應(yīng)符合表3.3.5的規(guī)定。
表3.3.5組合結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性技術(shù)要求
相應(yīng)于下列氣候分區(qū)的技術(shù)要求
試驗(yàn)項(xiàng)目單位試驗(yàn)方法
1.夏炎熱區(qū)2.夏熱區(qū)3.夏涼區(qū)
60℃車轍動(dòng)穩(wěn)定度次/mm≥3000≥2500≥2000JTGF40-2011
條文說明:考慮橋面板剛度較好,橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性能借鑒了《公路鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施
工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TJTG/T3364-02)、《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50),在此基礎(chǔ)上,對(duì)夏熱區(qū)及夏涼區(qū)
指標(biāo)予以調(diào)整。
3.4中央分隔帶、人行道等鋪裝結(jié)構(gòu)
3.4.1橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層宜采用澆注式瀝青混合料或砂粒式瀝青混合料,防水黏結(jié)層等
功能層宜選用行車道的材料。
3.5邊緣防排水設(shè)計(jì)
10
3.5.1大跨徑橋梁鋪裝層與路緣接觸的部位應(yīng)采用木?;蜾撃TO(shè)置2cm寬的預(yù)留槽,
預(yù)留槽中從下至上依次設(shè)置螺旋排水管、碎石填充料、填縫料。其他橋梁可參照《公路排
水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/TD33)執(zhí)行。
3.5.2橋梁鋪裝與其它構(gòu)造物(防撞護(hù)攔等)接觸的部位應(yīng)設(shè)置貼縫條。
11
4材料
4.1下封層
4.1.1無溶劑低黏環(huán)氧樹脂性能應(yīng)符合表4.1.1-1的規(guī)定,其表面所撒布的碎石性能應(yīng)
符合表4.1.1-2的規(guī)定。
4.1.1-1無溶劑低黏環(huán)氧樹脂技術(shù)要求
試驗(yàn)項(xiàng)目單位技術(shù)要求試驗(yàn)方法
易揮發(fā)成份%≤3
表干時(shí)間(23℃)h≥4GB/T16777—2008
實(shí)干時(shí)間(23℃)h≤24
黏度(25℃)s≤180GB/T22314—2008
拉伸強(qiáng)度MPa≥3.0
GB/T528—2009
斷裂伸長(zhǎng)率%≥15
黏結(jié)強(qiáng)度(與基面,25℃)MPa≥3.0JC/T975—2005
表4.1.1-2碎石技術(shù)要求
試驗(yàn)項(xiàng)目單位技術(shù)要求試驗(yàn)方法
含水率%≤0.3T0305
含泥量(<0.075mm顆粒含量)%≤1T0333
表觀相對(duì)密度—≥2.50T0328
堅(jiān)固性(>0.3mm部分)%≤12T0340
砂當(dāng)量%≥65T0334
2.36mm≥90
通過率%T0327
1.18mm≤10
條文說明:無溶劑低黏環(huán)氧樹脂及碎石的技術(shù)指標(biāo)主要參照《環(huán)氧樹脂防水涂料》(JT/T2217—2014)、
《港珠澳大橋施工技術(shù)指南第八分冊(cè):混凝土橋面鋪裝工程》(T/CHTS10019—2019)等制定,同時(shí)借鑒
了上海東海大橋、上海長(zhǎng)江大橋等水泥混凝土橋面鋪裝工程的設(shè)計(jì)資料。
4.1.2水性環(huán)氧乳化瀝青的性能應(yīng)符合表4.1.2的規(guī)定。
12
表4.1.2水性環(huán)氧乳化瀝青技術(shù)要求
試驗(yàn)項(xiàng)目
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