何贇智
上海高架养护管理有限公司,上海 200000
摘 要: 本文针对上海高架钢桥面铺装的施工工艺的研究。高架钢桥面由于结构的特殊性,桥面容易产生开裂的重大病害路;该病害的产生加大了车辆行驶的安全性,也影响了上海作为国际大都市的形象。
为此,对存在的病害进行分析研究,结合必要的验证,采用有针对性的钢桥面施工工艺,可以有效的消除该病害。
关键词:钢桥面施工工艺;提高使用寿命
1.设计规范及依据
《公路沥青路面设计规范》JTG D50-2006
《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004
《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011
《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T 722-2008
《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》JTG F80/1-2004
《城市桥梁工程施工质量与验收规范》CJJ 2-2008
《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》
《梁式钢桥沥青铺装结构设计准则》(企业标准)
《梁式钢桥沥青铺装施工技术规程》(企业标准)
2.铺装结构设计
2.1 铺装结构组合
粘结层+加热沥青涂膜防水材+高弹性改性沥青AC-13(4cm)+高弹改性沥青AC-13(4cm)。
2.2 防、排水设计
铺装表面路面水的排除,由道路纵、横坡排水至桥面雨水集水井。
铺装摊铺施工前,应事先对各边缘构造采用防水涂料(溶剂型粘结剂)进行涂刷处理。
为排除铺装结构层间水,在排水一侧的沥青混合料边缘,应设置导水管(内径15mm)。
导水管应设置在下面层的边缘。排水管放置、固定后,即可继续进行后续施工。
导水管与雨水集水井的衔接构造,详见桥梁专业设计图。
上面层与边缘构造物之间贴接缝材料,从而防止铺装和构造物之间有雨水下渗,从而保护铺装和钢桥面板。
3. 原材料技术要求
3.1防水层、粘结层
钢桥面喷砂除锈等级应达到Sa2.5级,表面粗糙度为Rz50μm~100μm。然后涂布溶剂型橡胶沥青粘结层CATICOAT。
溶剂型橡胶沥青粘结层CATICOAT
3.2沥青混合料铺装层
3.2.1 沥青材料
沥青玛蹄脂(SMA)混合料用沥青
沥青玛蹄脂(SMA)混合料应采用高粘改性沥青,其技术指标应符合表3.2-1的规定。为保证沥青性能稳定,应使用成品改性沥青。
3.2.2集料及矿粉
沥青铺装用粗集料宜选用非酸性破碎集料,包括碎石、破碎砾石等,并应为机轧的硬质岩石。粗集料必须由具有生产许可证的采石企业生产。粗集料必须有一定的强度、硬度和耐磨性,应为清洁、干燥、表面粗糙、无风化、无杂质的2级以上破碎碎石。
沥青路面的细集料包括机制砂、天然砂、石屑。细集料必须由具有生产许可证的采石企业生产。应采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当的颗粒级配,不得采用山场的下脚料。
矿粉应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料。矿粉应松散,不含泥土、杂质和团粒,通过0.074mm筛子细粒的重量比应大于70%,不得采用沥青混合料拌和机的回收粉或粉煤灰做填料。
沥青玛蹄脂(SMA)混合料粗集料、细集料的技术指标应符合表3.2-2、表3.2-3的规定。
注:1 多孔玄武岩的视密度可放宽至2.5t/m3,吸水率可放宽至3%,并应得到主管部
门的批准;
2 石料磨光值是为表层抗滑需要而试验的指标,石料冲击值可根据需要进行。
沥青混合料用粗、细集料的尺寸规格应符合表3.2-5、表3.2-6的规定。
3.2.3 纤维稳定剂
纤维稳定添加剂可采用木质素纤维,也可采用聚合物纤维。用于沥青玛蹄脂(SMA)混合料的木质素纤维不宜低于0.3%;聚合物纤维不宜低于0.4%,必要时可适当增加纤维用量。纤维掺加量的允许误差宜不超过±5%。纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算。
纤维应存放在室内或有棚盖的地方,松散纤维在运输及使用过程中应避免受潮,不结团。
木质素纤维的技术指标应符合表3.2-7的要求;聚合物纤维的技术指标应符合表3.2-8的要求。
3.2.4接缝材料·导水管
在铺装和路缘石之间为防止雨水下渗而设置了接缝材料。接缝材料的技术指标见表3.2-9。
3.3沥青混合料级配及性能要求
3.3.1 沥青混合料级配要求
沥青玛蹄脂(SMA)混合料,宜采用表3.3-1的级配范围。
3.3.2沥青混合料性能要求
沥青玛蹄脂(SMA)混合料性能,应符合表3.3-2的规定。
4.铺装施工技术要求
4.1 施工前技术准备
铺装施工前应进行施工图设计交底,以充分理解设计意c图,并了解相邻结构的衔接形式、施工方案以及交通组织要求等。
钢桥面沥青铺装层施工前应对钢桥面进行检查,发现拼装焊接不合格部位,应先行纠正,重新拼装;拼装后的钢桥面纵、横坡应符合设计要求,并应保持干燥、整洁。
钢桥面铺装施工(包括试铺路段施工)前,应根据合同及施工要求准备好铺装施工所需的机械设备(包括水平振动压路机)、试验检测设备,所有设备应保持良好的工作状态,计量设备必须检定合格。
进行钢桥面沥青铺装层试验检测的实验室应具有相应资质,试验人员应持证上岗,仪器设备必须检定合格。
应进行原材料质量及性能检验,并应进行沥青混合料目标配比设计及性能检验,以保证铺装材料均能满足设计要求。
应完成钢桥面铺装详细的施工组织设计,并经监理批准。
4.2 桥面钢板表面处理
钢梁运至现场后,沥青面层铺装前,必须重新对钢桥面板进行现场打砂处理,并涂装防腐层。
防腐层的涂装可在焊接抗剪钢筋前或后进行。
防腐层涂装前,应对钢面板表面用喷砂除锈等方法进行表面处理,除去氧化皮、铁锈、油漆涂层、油污,吹净浮尘。
钢板除锈等级、除锈粗糙度满足设计要求。
4.3防水粘结层、粘层
4.3.1 防水粘结层
防水粘结层涂布时气温不低于15℃。风速大于4级、有雾、露水、下雨或相对湿度大于90%时以及在大量扬沙天气时不得施工。
涂布防水粘结层前作业区内要绝对保持干燥:不得将水源带进作业区;不得在作业区内喝水;严禁吐痰、吸烟。若桥面板不干燥时,应提前1h,用高压热空气(70℃~80℃)烘干桥面板。应设立专人检查桥面水分,并对发现的水分立即采取处理措施。
应根据施工要求和现场具体条件制定防水粘结剂涂布方案,洒布量应满足设计要求。
粘层油施工
涂刷粘层油前先进行表面清扫,达到无积尘、覆盖物及表面水,粘层油用量范围应符合设计要求。
钢板表面处理后4小时内施工。粘结层的总涂布量标准为0.3~0.4L/㎡,每次0.15~0.2L/㎡,分两次涂布。
使用能够均匀涂布的滚筒刷进行涂布,施工速度应配合钢板的表面处理速度。
(7)下雨的情况应立即停止施工。
(8)第一层施工后,干燥约3小时以后进行第二层施工。第二层施工时,为了提高均匀度,从第一层的直角方向进行涂布。
(9)第二层施工后,应至少干燥12小时以上。
(10)粘结剂含有可燃性有机溶剂,应严禁明火。
4.3.2 防水层
(1) 防水材的溶解温度为250~270℃,使用能够均匀涂布的器具进行施工。
(2) 按照规定的涂布量均匀涂布。发生涂布不均的情况时,应涂布第二层进行修正。
(3) 涂布防水材后,均匀散布最大粒径为1.2mm的硅砂。
(4) 下雨时应立即停止施工。
4.4沥青玛蹄脂(SMA)混合料的施工
4.4.1 沥青玛蹄脂(SMA)混合料施工的环境条件
应密切注意气候情况,与气象部门及时联系,确切掌握施工当天及近期天气情况,以指导生产。沥青玛蹄脂(SMA)混合料的摊铺应避免在雨天进行。当桥面滞水或潮湿时,应停止施工。
摊铺施工时气温应保证在15℃以上;如气温在15-10℃间,须添加温拌剂以利于压实;气温低于10℃时应停止施工。
4.4.2 沥青玛蹄脂(SMA)混合料的拌和生产
沥青玛蹄脂(SMA)混合料的拌和生产,必须在沥青拌和厂(场、站)采用拌和机械拌制。
加入纤维的时间必须在每次放下粗集料之后,并宜在放下细集料的同时加入,使纤维和矿料一起干拌。干拌时间比普通沥青混合料延长10s-15s。湿拌时间视具体情况需增加5s。
沥青混合料出厂时不得超过最高温度。沥青混合料出厂前,须经试验中心委派人员目测并逐车检测温度,合格后填写发料单才能出厂,发现花白料或温度质量不合要求者,按废料处理。应经常观测混合料放料过程中的冒烟情况,如冒浓浓的青烟,需注意检查是否超过了规定温度。
沥青玛蹄脂(SMA)混合料拌制时生产、摊铺温度应符合表4.4-1的规定。
表4.41 高弹性改性沥青(SMA)混合料生产、摊铺温度要求(℃)
4.4.3 沥青玛蹄脂(SMA)混合料的运输及摊铺
沥青玛蹄脂(SMA)混合料运输采用载重10t以上的自卸车运输,运输车辆数量应足够保证施工作业的连续进行。运输车辆先将底盘及车轮清洗干净,防止泥土杂物掉落在铺装施工范围内。
为防止沥青玛蹄脂(SMA)混合料粘于运输车车箱底部,在装料之前,应使用专门的沥青混合料隔离剂在车厢底部均匀涂一薄层,不得有隔离剂集中的现象。运输过程中,加盖帆布保温。
运输车辆不得在钢桥面上急转弯及调头,运输车辆必须按指定路线进入施工现场,在钢桥面上行驶速度不超过10km/h。
摊铺机行走速度应尽可能放慢,以便与拌和楼拌和能力相匹配。铺装面层混合料摊铺时,摊铺机行走速度依据拌和能力,一般控制在1.5~2.0m/min范围,最高不超过3m/min。摊铺机行走时,不得在浇注式混凝土层上转弯,禁止摊铺机在所有铺装层面上急转弯和调头。
施工管理人员密切注意拌和楼、运输车辆及摊铺机、压路机之间的协调统一,避免摊铺机长时间停机待料。
4.4.4 沥青玛蹄脂(SMA)混合料的压实
沥青玛蹄脂(SMA)混合料碾压必须紧跟摊铺机碾压,初碾、复碾工作长度约30m,不得超过50m。
正常施工时,初压温度不应低于160℃,在160℃~175℃之间。气温较低时,其碾压温度还应比上述控制温度高10℃~15℃,而且初压和复压工序应紧密衔接进行,混合料松铺厚度、压路机组合形式、碾压速度和碾压遍数宜参照试验路情况实施,压实工艺可参考表4.4-2。
表4.42 压路机械组合形式、碾压速度、碾压遍数
4.5交通开放
上面层施工完并清理干净且表面温度降至50℃以下,即可开放交通。
5. 施工质量验收
施工质量验收应满足表5-1中的质量要求。
表5-1 钢桥面铺装工程施工质量验收要求
注:① 层间结合力,在室内用喷砂后的钢板涂布粘接剂进行抗拔测试。
② 厂拌取样均满足级配及油石比要求时,可不进行钻孔取样的抽提筛分试验。
③ 沥青混合料铺装压实度需现场试验段检验,并满足设计要求。
除表5-1规定外,其他项目的质量检测内容应符合《公路工程质量检验评定标准》JTJ F80/1-2004和《城市桥梁工程施工质量与验收规范》CJJ 2-2008的要求。
参考文献:
【1】高志林.高速公路桥梁日常养护与维修[J].华东科技(综合),2020(1):0116-0116.
【2】张震.公路桥梁养护与维修加固施工技术研究[J].山东工业技术,2019,291(13):138.
【3】韦猛.公路桥梁养护与维修加固施工技术研究[J].城市周刊,2019,000(003):P.45-45.
【4】陈磊磊.环氧类钢桥面铺装养护与保存[J].中国公路,2019,000(011):92.