山區大跨懸索橋鋼橋面復合鋪裝施工技術

焦永寶 郭加付 喬 鋼 陳 釩 訾 城

(1.中電建路橋集團有限公司，北京 100048； 2.西南交通大學土木工程學院，四川 成都 610031)

目前，國內有許多在建和規劃建設的大跨徑鋼橋，其橋面鋪裝技術的研究受到高度重視。我國大跨徑鋼橋一般都采用正交異性鋼橋面板[1]，不少學者對其鋪裝技術進行了研究。比如，黃衛系統研究了大跨徑鋼橋面柔性鋪裝設計理論，將環氧瀝青混凝土成功用于我國10余座大型鋼箱梁橋橋面鋪裝[2，3]；錢振東等分析了正交異性鋼橋面瀝青混凝土鋪裝方案受力特性[4，5]。由于正交異性鋼橋面板柔度大，在各種荷載作用下，鋼橋面瀝青混合料變形和受力情況復雜。

國內鋼橋面鋪裝較多采用底層澆筑式瀝青混凝土加上層SMA以及雙層環氧瀝青混凝土兩種結構形式[6]。從鋼橋面鋪裝應用情況看，其主要存在疲勞開裂、低溫開裂、鋪裝層失效或脫層以及防水黏結層失穩等嚴重病害。鋼橋面鋪裝層服役期間質量關系到懸索橋的使用壽命，病害嚴重時對行車安全造成重要的影響。然而，鋼橋面鋪裝質量如何與施工過程關系密切。為此，在鋼橋面鋪裝施工時，采取有效措施控制施工質量非常重要。

本文將結合筍溪河特大橋鋼橋面鋪裝工程，對其復合鋪裝施工流程、施工工藝要點、質量控制關鍵技術等進行詳細探討。

1 工程概況

筍溪河特大橋為江習高速關鍵控制性工程，其跨度為660 m，為典型的山區大跨度懸索橋。橋梁起點位于重慶市江津區柏林鎮水前村，終點位于重慶市江津區柏林鎮椅子村，大橋橫跨筍溪河，屬于常年性河溝。橋址區距離鄉村公路有一定距離，將來需修建道路連接，交通條件不便[7]。主橋鋼橋面車行道鋪裝總厚度為75 mm(不含防水層)，復合鋪裝結構由甲基丙烯酸樹脂防水體系(厚2 mm)、澆筑式瀝青混凝土GA-10(厚35 mm)、高彈改性瀝青SMA-10(厚40 mm)組成。相比于傳統瀝青混凝土，下層澆筑式瀝青混凝土其混合料拌合溫度高，瀝青粘性大，防水性能好，具有自流動的特點，其整體性能較好[8]。上層SMA具有良好的熱穩定性、耐疲勞性能和抗滲性能,詳見表1。

2 鋼橋面鋪裝施工流程

筍溪河大橋鋼橋面鋪裝采用復合鋪裝形式，鋪裝下層為澆筑式瀝青混凝土GA-10，上層為高彈改性瀝青SMA-10。下層澆筑式瀝青混凝土施工過程主要包括混合料的生產、運輸、攤鋪等。由于澆筑式瀝青混凝土具有流動性，只需簡單的攤鋪平整即可，無需碾壓。上層改性瀝青SMA-10施工過程主要包括改性瀝青SMA-10混合料生產、改性瀝青SMA混合料運輸、改性瀝青混合料攤鋪、改性瀝青混合料的壓實、施工縫處理等。筍溪河大橋鋼橋面復合鋪裝具體流程，如圖1所示。

表1 鋼橋面及鋪裝結構

3 鋼橋面施工質量控制

3.1 鋼橋面板界面處治

鋼橋面板界面處治必須在防水黏結層施工前進行，一般采用噴砂除銹方式進行處治。

1)噴砂除銹前，應全面檢查鋼板界面，對鋼板殘留的飛濺物、飛邊和毛刺等缺陷[9]，用角磨機或焊接工具清理干凈，確保殘存的凸起高度不超過鋼板界面5 mm。

2)噴砂除銹前要確保鋼板表面沒有油污、油斑等。

3)噴砂除銹施工，應在合格的環境條件下進行，基體溫度應高于露點3 ℃以上。

3.2 防水黏結層施工

用于鋼橋面防水黏結層的材料有很多，像溶劑型粘結劑、甲基丙烯酸樹脂體系、環氧樹脂體系、環氧瀝青體系等[10]。筍溪河大橋鋼橋面板采用甲基丙烯酸樹脂作為防水黏結層。甲基丙烯酸樹脂防水黏結體系通常由一層防銹底漆、一層或兩層防水膜和一層黏結劑等共3層～4層組成。

施工環境對甲基丙烯酸樹脂防水黏結層的施工質量有決定性的影響。

1)噴涂的基面必須干燥、潔凈、無異物、無油污、無灰塵。施工人員必須穿戴干凈的鞋套，杜絕一切可能的污染源進入施工區。

2)必須控制好施工溫度和界面溫度，防腐底漆和黏結劑施工溫度為0 ℃～45 ℃，鋼板溫度要高于露點3 ℃以上。

3)風速的大小對于噴涂施工效果有較大影響，影響施工材料的均勻性，風速過大會導致噴涂材料的聚集和褶皺(如圖2所示)。風速大于4 級時，嚴禁甲基丙烯酸樹脂防水層施工。

4)澆筑式瀝青混凝土攤鋪過程中，發現甲基丙烯酸樹脂防水膜被破壞(如圖3所示)，必須進行人工修復。

3.3 澆筑式瀝青混凝土施工

澆筑式瀝青混凝土攤鋪之前，應保持防水層清潔，無積水。澆筑式瀝青混凝土需要采用專用的攤鋪機和Cooker運輸車。

1)由于澆筑式瀝青混凝土高溫具有流動性，在攤鋪過程中需要對其邊側進行限制。

2)控制澆筑式瀝青混凝土厚度，邊側采用33 mm的方鋼管作為模板，設在車道連接的邊緣，鋼板平整度不好的地方用鐵片或木片進行調節。

3)澆筑式瀝青混凝土在Cooker車中不宜停留太長時間，但澆筑式瀝青混凝土車中攪拌時間不應小于40 min。當Cooker車出料時應對加熱溫度進行調節，防止混合料硬結。

4)Cooker車進入施工現場之前要對其輪胎進行沖洗，確保輪胎的潔凈，以免污染防水層。

5)Cooker車運輸過程中車輪可能會對防水層造成損傷，應及時修補。

6)攤鋪機向前移動時，一定要控制好速度，按1 m/min～2 m/min的速度前移，前進速度應與拌合能力相匹配。

7)澆筑式瀝青混凝土施工過程中易出現氣泡，需要及時的人工觀察，并用帶尖頭的工具刺破，排出內部空氣。

8)預拌碎石撒布時應盡量均勻，對撒布堆積的部位進行及時清理，漏撒部位應及時補撒，并對撒布的碎石使用人工滾筒進行碾壓。

9)完成攤鋪后，要對界面加強保護，防止污染，以免影響與上層SMA之間的黏結力。

10)接縫處必須進行人工處理。

3.4 高彈改性瀝青SMA-10施工

上層SMA-10混合料施工主要包括混合料的攪拌、運輸、攤鋪、碾壓等，采用載重20 t以上的自卸式進行運輸。

1)運輸車必須按照指定路線進入施工現場，不得在橋面上急轉彎與調頭，橋面上行駛速度不超過10 km/h。

2)在攤鋪之前要對攤鋪機進行全面的檢修，確保攤鋪過程中不出現設備故障。

3)攤鋪機行走速度應盡可能放慢，以便與拌和攪拌能力相匹配，攤鋪機速度一般控制在1.5 m/min～2.5 m/min，最高不得超過3 m/min。

4)攤鋪機行走時，應盡可能少的在澆筑式鋪裝層上轉彎，禁止調頭與急轉彎。

5)需要對高彈改性瀝青SMA-10進行初碾、復碾和收跡碾壓。初碾應采用大于8 t的壓路機進行靜壓，收跡碾壓采用鋼輪無振動碾壓收跡1遍～2遍即可，邊緣部位采用小型壓路機及人工操作的機動夯錘夯實。

4 結語

筍溪河特大橋鋼橋面鋪裝工程在施工前制定了周密的施工方案，建立了有效的質量控制體系，施工時在瀝青混凝土生產、運輸、澆筑、攤鋪、碾壓等各個環節做到精心施工、嚴把質量關，有效保證了鋪裝施工質量。筍溪河特大橋鋼橋面鋪裝工程實踐為山區大跨懸索橋鋼橋面鋪裝以及鋼橋面鋪裝施工積累了豐富的經驗。