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钢桥桥面铺装设计说明 (Elinminator+SMA+SMA)

钢桥桥面铺装设计施工说明1.概述2.技术标准及设计依据2.1 道路等级:2.2 设计车速:2.3 设计荷载:2.4 设计年限:2.5设计规范2.6 设计交通量(累计标准轴载):2.7自然气候:桥位区气象特征表3.钢桥面铺装设计使用条件3.1 钢桥面铺装使用温度确定3.2 钢桥面板结构参数3.3 桥面沥青铺装设计要求(1)沥青铺装层要求具有良好的抗车辙性能钢桥面的热储作用使得沥青铺装层的温度显著高于路面面层的温度。

因此,如何保证桥面沥青铺装层在重交通荷载作用下具有较高的高温稳定性,以期能够有效地防止或延缓沥青铺装层车辙的出现,是桥面铺装设计的技术关键。

(2)沥青铺装层要求具有良好的抗疲劳开裂性能在交通荷载作用下,桥面铺装层要随同钢板变形,而产生反复的挠曲变形,特别是在钢板U形加劲肋顶部对应的铺装表面将产生反复弯曲应力(应变)而开裂。

因此,铺装设计要重点考虑沥青铺装层的抗疲劳开裂性能。

(3)沥青铺装层与钢板之间应具有良好的层间结合能力交通荷载作用下,桥面铺装层与钢板要同步变形;气候环境条件作用下,沥青铺装结构层以及钢板要产生不同的温缩变形,这使得各结构层(包括钢板)之间产生较大的弯拉应力和剪切应力,并导致层间脱离,引起铺装层破坏。

因此,要求沥青铺装层与钢板之间必须具有良好的层间结合力。

(4)沥青铺装层对桥面板等钢结构应具有良好的保护作用水极易导致钢板锈蚀,降低铺装结构层的耐久性和桥梁钢结构的使用寿命。

因此,在铺装设计中,还要重点考虑铺装结构体系对钢板的保护作用和防腐作用。

(5)沥青铺装具有良好的抗滑性能桥面铺装面层抗滑性能的好坏,对交通安全有重要作用,桥面铺装设计应考虑保证具有良好的抗滑性能,以确保交通安全。

4. 钢桥面铺装结构设计钢桥面铺装行车道结构设计钢桥面行车道铺装层厚度考虑功能要求的不同,分多层设计,铺装结构见图4.1。

图4.1 钢桥面铺装结构示意图钢桥面板在施工、营运过程中一般会发生锈蚀,为保护桥梁结构的耐久性,在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理。

根据喷砂除锈国标GB8923-88,要求钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级,即“非常彻底的喷射除锈,钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑”。

同时,为保证防腐层与钢桥面的附着力,要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50~100μm。

防水粘结层在桥面铺装结构中除了具有防水效果之外,还应具有:良好层间结合力及防腐效果;良好的低温抗裂性和随从变形能力;良好的水稳性和耐久性等。

针对上述性能要求,本工程采用英国生产的甲基丙烯酸类树脂及系列材料(Elinminator防水粘结体系)作为防水粘结层,该材料在国外经受大量实体工程验证,在国内部分桥梁也进行了应用,使用效果良好。

在喷砂除锈合格后3h内,喷涂底涂层(Zed S94),待其固化后,喷涂甲基丙烯酸类树脂(两层)和胶粘剂2号,在每层喷涂完约1h(23℃)后喷涂下一层。

钢板底涂层Zed S94是一种在空气中自然固化的、溶剂型、单一组分锌磷酸盐底涂层,在钢板喷砂除锈之后3h内使用,可以增强甲基丙烯酸类树脂与钢板表面的黏合。

底涂层还具有抗腐蚀性,可以隔离钢板与空气接触,防止表面被氧化或腐蚀。

甲基丙烯酸类树脂采用一种粉末催化剂固化施工,直接喷涂在底涂层上形成一层坚韧、柔性的无缝防护层,不含溶剂,直接通过化学反应,固化成固态。

Bond Coat SA1030胶粘剂是一种聚合物改性沥青基热熔胶粘合剂,固化后,形成一个整体封闭的体系,并与其后热施工的SMA紧密粘接。

沥青混凝土铺装结构下层采用改性沥青SMA10,具有良好密实性和整体性。

铺装上层选用改性沥青SMA13,主要考虑到面层功能性要求,对铺装面层的综合性能要求较高,要具有良好的高温稳定性、抗滑性能、低温抗裂性、平整度、抗疲劳性能等,还要空隙率小、水稳性好。

因此,选用SMA13作为面层结构类型。

同时,为了增强沥青砼铺装上下层之间的结合力,在SMA13与SMA10铺装层之间洒布改性乳化沥青。

5. 铺装材料及性能要求5.1防水粘结层(Elinminator防水粘结体系)钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级、粗糙度达到50~100μm后,喷洒各防水粘结层材料,性能指标见表5.1。

表5.1 Elinminator防水粘结体系技术要求5.2沥青混凝土铺装层用改性沥青铺装下层SMA10用改性沥青指标应达到PG82-22的技术要求,铺装上层SMA13用改性沥青指标应达到PG76-28的技术要求,改性沥青技术要求分别如表5.2、表5.3所示表5.2 铺装上面层用高弹改性沥青技术要求表5.3 铺装下面层用高粘改性沥青技术要求5.3集料及矿粉粗集料、细集料及矿粉应满足我国 《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的表4.8.2、表4.9.2及表4.10.1中的要求。

特别强调粗集料的1:3细长扁平颗粒含量必须<15%,1:5细长扁平颗粒含量应<5%;洛杉矶磨耗损失应小于28%;粗集料磨光值不小于42(BPN )。

集料分级规格:(1)4.75~9.5mm:大于9.5mm 含量小于15%,小于4.75mm 集料含量≤10%。

(2)2.36~4.75mm:2.36~4.75mm 粒径含量≥80%。

(3)0~2.36mm:大于2.36mm 含量≤15%。

钢桥面铺装中不使用天然砂。

施工中应保持矿粉干燥无结团,结团的矿粉不得直接使用。

5.4 纤维纤维是用于SMA 混合料中的稳定剂,根据室内试验研究结果,采用矿物纤维,以增加SMA 混合料的抗疲劳性能,性能指标见表5.3。

表5.4 矿物纤维性能技术要求5.5改性乳化沥青在铺装下层完工后,在其上涂布一层改性乳化沥青,用量为0.3~0.5Kg/㎡,增强铺装上下层的结合力。

改性乳化沥青性能要求如表5.5所示。

表5.5 改性乳化沥青技术要求5.6混合料级配与性能要求铺装下层使用SMA10级配,铺装上层使用SMA13级配,上下层SMA 混合料级配应满足表5.6表、5.7中要求。

铺装上、下层沥青用量(油石比)范围5.8~7.0%。

均需现场进行配合比设计并检验性能后确定,设计混合料性能需满足表5.8中的技术要求。

表5.6 铺装层SMA10混合料级配表5.7 铺装层SMA13混合料级配表5.8 铺装混合料性能要求注:弯曲试验试件尺寸为300×100×50mm。

6.主要工序的施工工艺要求6.1喷砂除锈在钢桥面板上选择面积约100㎡块区域,分别用不同的钢砂组成、不同工艺进行试喷砂除锈处理,由施工单位检测(监理旁站)钢板清洁度和粗糙度,确认钢桥面板喷砂除锈工艺。

6.2 防水粘结层在喷砂除锈检验合格的钢桥面板上选择面积约100m2块区域,喷洒甲基丙烯酸类树脂材料,确定喷洒工艺。

在喷砂除锈检验合格后3h内喷涂底涂层Zed S94,用量为100~200g/㎡,采用直径为0.025~0.035英寸的喷孔进行喷涂。

待其固化后,喷涂甲基丙烯酸类树脂,分两层施工,总用量2500~3500g/㎡,干膜总厚度最小2mm,每层涂完1h就可以喷涂下一层;粘合剂SA1030 是一种改性聚物沥青基热熔胶粘合剂。

将粘合剂SA1030 放进夹套熔锅,用油浴间接加热。

预热温度介于175℃至200℃之间,随即用橡皮滚轴压涂于已固化防水膜。

涂布率为1.25 kg/㎡至 1.75 kg/㎡间。

施工时,应以直尺或其它工具将粘合剂SA1030 与短期接头和搭接区域分隔。

粘合剂SA1030施工后需要至少30 分钟冷却,才可进行面层施工。

铺装下层施工时,粘合剂SA1030 的表面应该无水份和其它污物。

6.3 SMA混合料的施工6.3.1改性沥青加工与贮存铺装用改性沥青均须经过试加工,并进行性能检测合格后,方可在钢桥面铺装施工过程中按标准的加工工艺加工改性沥青。

改性沥青加工工艺推荐如下:沥青温度175~180℃,加入改性剂后融胀搅拌10分钟,胶体磨研磨20~30分钟(沥青升温到180℃后研磨2~3遍即可),改性沥青出料温度180~190℃,上述工艺需经现场试加工确定。

应详细记录每次加工的沥青初始温度、加入改性剂后的温度、•出料温度、胶体磨研磨次数等加工工艺资料。

现场应准备有保温及具有搅拌功能的改性沥青贮罐。

施工中贮存温度不超过190℃。

贮存能力应不低于30吨。

改性沥青加工后,应以每一施工日取样1~2次,进行针入度、软化点、延度等关键指标的试验检测。

每加工一釜改性沥青均应用涂膜、撕膜法检验是否加工均匀。

已加工改性沥青如因施工原因而需要贮存24小时以上时,应低温贮存(150±5℃,搅拌),停止施工48小时以上时,应冷却静止贮存,•施工前应升温至175~185℃,并搅拌至少30分钟后才能使用。

施工前,现场改性沥青加工厂商应向监理工程师提供生产能力、质量检测等内容的报告。

6.3.2 SMA混合料生产每一阶段SMA混合料拌和前,均需对拌和楼进行彻底的检修与维护,避免发生导热油渗漏、沥青泵停机、矿粉掺加速度慢及掺加量不够等问题。

同时,对所有计量设备进行检查。

混合料拌和温度控制:石料加热200~240℃,混合料拌和后出料温度按170~195℃目标控制,不满足上述温度要求则弃料。

拌和时间为干拌5~10s,湿拌30~60s,上述工艺均需现场试拌后确定。

拌和过程中应充分注意矿粉掺加、纤维掺加,沥青用量及出料温度控制;同时,冷料仓上料速度的设置应充分考虑到加热鼓风中细集料中的粉料(<0.3mm材料)损失,回收粉不得再次使用。

拌制好的混合料贮存时间不得超过4h。

试验室人员应按规定抽样频率取样检验并密切观察拌制混合料的质量。

拌和楼拌和工序必须采用自动控制。

特殊情况下,经监理工程师同意,可少量采用人工控制(开始拌和及故障等特殊情况每次不超过5斗)。

要求每盘打印数据,并按每盘打印数据检查。

经过试拌、试验路施工确认并批准的混合料拌和工艺不得更改,如需更改,需取得监理工程师同意。

如发现任何异常情况,立即停机处理,通知摊铺现场,在未找到发生异常的原因并解决前,不得恢复施工。

铺装层每施工段需进行拌合混合料总量的计算及厚度检验,应按35mm计算用量。

6.3.3 SMA混合料的运输钢桥面铺装改性沥青SMA混合料运输应采用载重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。

运输车辆应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;运输过程中,应加盖帆布保温。

运输车辆在摊铺机前被推行时,不得紧踩刹车,防止轮胎搓动下层。

同时,向摊铺机料斗中喂料时,禁止将混合料直接洒落在下层混凝土上。

因各种原因,车箱中混合料未能完全卸完时,不得倾倒在桥面上,应在钢桥面铺装范围以外清理干净。

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