剛柔復合式鋪裝結構在大縱坡小半徑公路鋼結構橋梁中的應用分析

文/陳小寧

1 前言

縱觀國內外可知，對于跨江、跨海等大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝，經過數十載的研究與應用，已逐步形成了適用于各自國情的成熟可靠的鋪裝方案[1]。然而，在城市互通式立交橋、山區橋梁及部分主橋連接橋中，受地形地貌、凈空要求或其他構造物的影響，通常需修筑曲面橋梁或大縱坡橋梁，且部分橋梁兼具曲面與大縱坡雙重結構特點[2]。此外，由于此類橋梁大多建設規模小，工程造價預算相較于大跨徑橋梁低，往往無法直接采用已有大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝方案。因此，對于大縱坡小半徑公路鋼結構橋梁，需結合其特點開展鋪裝方案的設計與實施。

2 項目概況

本論文依托工程為南京至馬鞍山國家高速公路改擴建工程（以下簡稱“寧馬改擴建工程”）。寧馬高速是南京都市圈內南京至馬鞍山的省際通道，也是南京中心城區與板橋新城、濱江新城、谷里新市鎮連接的重要通道，屬于城市交通，交通量較大且沿線互通密集，交織距離短，互通方案復雜[3]。

其中油坊橋互通樞紐連續鋼箱梁曲率半徑104m，平均縱坡3.8%，最大縱坡5%，具有典型的大縱坡小半徑結構特點；此外，據預測2025年交通量為113909pcu/d，2031年預測交通量為122332pcu/d，2038年預測交通量為133336pcu/d。預測通行車輛中各車型比例如表1 所示。

表1 預測年車種構成表（%）

綜合考慮項目結構特點、交通量與車型組成、工程造價、工期等特點，本項目G 匝道連續鋼箱梁橋采用剛柔復合式鋪裝方案，鋪裝結構見圖1。

圖1 剛柔組合式鋪裝結構

3 施工工藝及質量控制要點

3.1 施工工藝

剛柔復合式鋪裝方案主要施工過程包括鋼纖維水泥混凝土層施工、層間粘結層施工及瀝青鋪裝層施工，具體施工工藝流程見圖2。

圖2 剛柔復合式鋪裝方案施工工藝流程圖

3.2 質量控制要點

3.2.1 鋼纖維混凝土層

3.2.1.1 鋼纖維混凝土施工前應對鋼橋面進行檢查與驗收，主要檢查：橋面板是否有焊接及綁扎鋼筋網片時遺漏的電焊條、鐵絲等雜物的情況，若有，則及時進行清除；檢查所有剪力釘是否發生彎曲變形，對于發生嚴重彎曲變形的剪力釘，應進行矯正處理，以確保剪力釘的抗剪效果；檢查所有鋼筋網片砂漿墊塊是否發生破損、鋼筋網片高度及間距是否滿足設計要求[4]。

3.2.1.2 鋼纖維混凝土拌和時，先將鋼纖維與砂、石、水泥等進行干拌，時間不少于30s，確保鋼纖維被充分分散。加入稱量好的水和外加劑，濕拌不少于90s，以拌合物均勻、色澤一致為準。

3.2.1.3 應協調運輸與澆筑進度，確保混凝土澆筑的連續性，避免出現施工縫。

3.2.1.4 運輸過程中混凝土運輸車攪拌筒應保持3～6r/min 的轉速持續轉動，確保鋼纖維混凝土拌合物保持均勻、不離析、不分層。運輸車達到施工現場后，應以最大轉速快速攪拌25s 左右后，方可進行卸料檢測坍落度，且滿足設計要求的混凝土，方可用于施工。

3.2.2 復合改性瀝青粘結層

3.2.2.1 為提高粘結層與鋪裝下層鋼纖維混凝土層的粘結強度，在粘結層施工前需對混凝土層進行拋丸處理，清除表層浮漿。拋丸處理過程中應注意以下要點：拋丸機應執行試驗段所確定的試驗參數，并勻速行駛；相鄰作業面應重疊10～50mm，且相鄰作業面間不得有明顯高差；對于拋丸機無法作業的邊角部位，應采用手推式拋丸機進行拋丸處理；拋丸處理后的界面應滿足露骨率≥20%，構造深度宜不小于0.4mm，當一次拋丸不滿足要求時，應進行重復處理，直至滿足設計要求。

3.2.2.2 拋丸結束經檢測合格的界面，應及時施作防水粘結層，以防二次污染。

3.2.2.3 復合改性瀝青粘結層施工過程中主要控制要點有：水泥混凝土表面經檢驗合格后，即可用智能型灑布車進行噴灑，灑布過程中應保持勻速行駛;施工過程中，相鄰噴灑作業面間應重疊100mm;噴灑時在作業面上放置方盤，以測量灑布量，方盤取走后所留空白區域應采用人工補涂粘結層材料;局部噴灑不到的地方或個別明顯不足的地方采用人工及時補涂;灑布過程中隨時進行自檢，若灑布質量不滿足相關要求，應查明原因后制定改進措施，并及時對質量不達標的部位進行修補;防水粘結層施工結束后，應及時進行封閉養生，養生期間禁止一切車輛進入施工區域[5]。

3.2.3 SBS 改性瀝青SUP-20

3.2.3.1 施工前需對拌和與計量設備進行全面檢修與維護。

3.2.3.2 SBS 改性瀝青SUP-20 混合料拌和及施工溫度應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）的要求。

3.2.3.3 應配備足夠數量的運料車，以保證鋪裝層的連續施工。

3.2.3.4 運料車裝料時應采用“前、后、中”三次卸料法，以減少混合料的離析。

3.2.3.5 運輸及卸料過程中，應始終加蓋帆布保溫，直至卸料結束。

3.2.3.6 逐車檢測混合料的出廠溫度，滿足要求者方可出料。運抵現場后再次進行溫度檢測，滿足要求方可進行卸料攤鋪，否則應予以廢棄。

3.2.3.7 拌制好的混合料應在4h 內完成攤鋪碾壓。

3.2.4 高彈瀝青SMA-13 層

3.2.4.1 高彈改性瀝青SMA-13 混合料拌和及施工溫度控制應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）的要求。

3.2.4.2 一般情況下，攤鋪速度控制在1.5～2m/min 范圍，最高不超過3m/min，并與混合料生產能力相匹配。

3.2.4.3 應加強混合料生產、運輸及攤鋪間的協調統一，避免攤鋪機長時間停機待料。

3.2.4.4 遇雨應立即停止施工，淋雨混合料應廢棄。

3.3 施工質量檢測

現場各工序完工后均根據設計文件要求開展施工質量檢測，檢測結果見表2。

表2 施工質量檢測結果

經現場檢測，各工序施工質量均滿足設計文件要求，整體施工適量良好。

4 結語

剛柔復合式鋪裝方案在寧馬改擴建工程油坊橋互通樞紐匝道橋上的成功應用表明，所制定的施工工藝及質量控制要點合理、可操作性強，現場施工質量良好，該方案的成功應用可為國內同類型橋梁剛橋面鋪裝方案制定與現場實施提供參考[6]。