大橋鋼橋面鋪裝維修方案報告

大橋鋼橋面鋪裝維修方案報告

1、原設計維修方案

《2016年專項養護工程（魚嘴兩江大橋鋼箱梁橋面鋪裝病害處治）施工圖設計》對鋼橋面病害的整治的方案設計如下：

（1）局部段落整體挖除加鋪方案

鋼箱梁環氧瀝青鋪裝病害主要分佈兩個部分：超車道和行車道之間、應急車道和慢車道之間，產生了相對較嚴重的縱向裂縫、網裂、坑槽病害，部分裂縫開裂至鋼板頂面出現鋼板鏽蝕翻鏽現象。對於裂縫集中的情況考慮對該段進行整體挖出後重新鋪設雙層環氧瀝青混合料，挖除時注意不能損壞鋼板。

（2）坑槽、網裂修補方案

擬採用與挖補加鋪方案相同的方法，採用雙層環氧瀝青混凝土進行路表面坑槽和網裂的修補，挖除時要注意絕對不能損壞鋼板。具體方法爲：首先根據開裂的面積和形狀，將修補面積向四周適當擴展，形成相對規則的長方形或正方形，然後用細銅絲刷刷除不穩定顆粒，用毛刷和吹風機掃清灰塵，必要時用溼拖把擦拭，清潔乾燥後鋪築新的環氧瀝青鋪裝。

該方案設計的維修方案與原鋼橋面鋪裝採用相同的路面結構，採雙層環氧瀝青結構鋪裝，其典型結構如下：

（3）該維修方案的缺點分析

Ⅰ、容易造成滲水，雙層環氧瀝青（EA）方案中的環氧瀝青粘結層的環氧瀝青固化條件是120℃，作爲界面粘結層灑佈於鋼板表面後，120℃的溫度條件立即喪失，界面瀝青長時間呈可流動的漿糊狀態不能固化。混合料攤鋪機不得不行走在灑布的尚未固化的瀝青粘結層上，攤鋪機履帶破壞了灑布的防水瀝青層的完整性和均勻性，使之成爲鋪裝層的薄弱環節，容易出現開裂和滲水。當裂縫出現後，地表水侵入鋪裝層的界面位置，導致界面的防腐富鋅漆鏽蝕（界面的環氧瀝青層完整性已被攤鋪機履帶破壞），進而導致鋪裝層與鋼板發生脫層現象，造成橋面鋪裝剝落損壞。

Ⅱ、熱環氧瀝青混合料溫度高達175℃以上,而橋面鋼板處於常溫,直接加鋪熱環氧瀝青混合料造成鋼板熱漲,而溫度下降後,又產生收縮,即在早期雙環氧層已產生裂縫。

Ⅲ、防水層不單獨設置,開裂後水容易滲透至鋼板,產生質量隱患.

2、其他國內典型的鋼橋面鋪裝方案

對於鋼橋面鋪裝病害的維修技術除EA（雙層環氧瀝青混凝土）技術進行維修外，還有組合體系ERS（EBCL防水抗滑界面+RA混合料+SMA）、

ERE（EBCL防水抗滑界面+RA混合料+EBCL防水抗滑界面）等。

（1）、ERE修復方案

ERE鋪裝結構採用了天意公司研發的常溫固化的EBCL作爲界面粘結層，粘結層鋪裝到鋼板後在常溫條件下較快固化達到一定強度，RA混合料攤鋪機行走在已經固化的界面層上，解決了原美國雙層環氧技術混合料攤鋪機不得不行走在灑布的尚未固化的瀝青粘結層上以及分幅施工帶來的縱向接縫從而破壞了灑布的防水界面層的完整性和均勻性的問題。

ERE鋪裝本質上是ERS鋪裝去掉了上面層的SMA結構，增加RA混合料的厚度，表面再做一層EBCL抗滑層，滿足行車的要求。其典型結構如下圖所示：

ERE鋼橋面鋪裝結構層圖

ERE方案的特點：

樹脂瀝青混凝土在力學性能上與原美國環氧瀝青近似，所不同的是ERE鋪裝在常溫下施工和固化，因此維修施工十分方便。

因樹脂瀝青可以在常溫條件下固化，3天左右RA13混合料即可達到規定的強度，可以較快恢復交通。

當ER局部修補後，還可以對鋪裝整體的表面進行EBCL防滑層罩面，既起到保護罩面下新老鋪裝層的作用，提高其抗老化性能，保護原有細小裂縫不因表面滲水而擴大，又提高防滑性能，保證行車安全。同時還能消除橋面鋪裝遍地補丁的醜陋外觀。

2.2、ERS修復方案

ERS技術的基本原理

(1)利用改性環氧樹脂耐高溫、高強度和可追隨變形的衆多優點,在光滑的鋼板上形成一層防水防腐的抗滑層

EBCL，利用EBCL

凹凸不平的碎石表面與在其上鋪裝的RA層實現咬合，約束鋪裝層不產生水平滑動位移。

(2)利用冷拌環氧樹脂瀝青混凝土技術，在EBCL層面上冷做施工成型一層高強度小孔隙率且耐高溫和抗損壞的樹脂瀝青混凝土（RA08）整體化層，旨在保護EBCL層免受SMA施工損傷，有效地分散集中的車輪荷載以及增強整體的防水效果。

(3)利用高粘度的複合改性瀝青生產的高性能SMA混合料作爲行車功能層，爲橋面鋪裝提供優良的行車安全舒適性和外觀，而且降低整個鋪裝的造價。以SMA作爲表面功能層時，該橋面已具有了長壽命路面的設計理念。即使使用一定年限後，銑刨去除已損壞的SMA

上面層，在很短的時間內對SMA層進行重置，即可使橋面鋪裝恢復如新。

ERS鋼橋面鋪裝由EBCL+RA+SMA三層組成，EBCL作爲防水抗滑粘結層，主要起到保護鋼板、並提高界面剪切強度的作用；RA作爲剛度過渡層，主要起到剛度過渡層、均勻車載和隔溫的作用；SMA作爲表面功能層，主要起改善行車舒適性的作用。結構方案見下圖：

ERS鋼橋面鋪裝結構層圖

3、方案比選

（1）鋼橋面鋪裝性能要求

鋼橋面鋪裝所處的環境以及使用條件均與其他鋪裝存在顯著的差異，所以鋼橋面鋪裝必須滿足以下各項技術要求。

Ⅰ、足夠的強度和剛度及良好的變形追從性

足夠的強度和剛度及變形追從性(或變形協調性)是鋼橋橋面鋪裝首先應該具備的性能之一。1967

年版的日本《鋪裝試驗法便覽》即對此提出了明確的要求。大跨徑鋼箱梁橋的主樑變形較大，且變形複雜，對鋼板的變形追從性不好，將可能產生兩種類型的破壞：其一爲鋪裝層與鋼板之間相互錯動的剪切破壞，該現象主要存在於粘結層中；其二則爲鋪裝層的彎曲破壞。而鋪裝強度與剛度較差則使輪跡帶的混合料產生擠壓破壞的可能性增加。

Ⅱ、良好的疲勞性能

在車輛荷載作用下，正交異性板上的鋼橋橋面鋪裝位於網絡狀的肋條部位，將形成較大拉應力的反覆作用，容易致鋪裝的疲勞開裂；加之大跨徑懸索橋橋面大變形的特性，要求橋面鋪裝具有優良的柔韌性和適用變形的能力，以避免鋪裝早期疲勞開裂和在較低溫度時的收縮開裂。並且由於鋪裝的養護維修困難，設計上對其耐用年限的要求也較普通瀝青路面更長。

Ⅲ、較強的高溫穩定性與抗剪能力

在同樣氣候條件，鋼橋橋面鋪裝的實際溫度高於普通瀝青路面，因而鋼板與鋪裝之間模量存在較大差距，在載重車輛以及車輛超載的不利因素作用下，鋪裝層和鋼板之間以鋪裝層的剪切作用更爲顯著。以我國鋼橋橋面鋪裝的破壞情況看，因熱穩定性及高溫抗剪能力較差而導致的鋪裝產生車轍、推擠、擁包等現象較爲普遍。這表明鋼橋橋面鋪裝設計過程中必須高度重視鋪裝的高溫穩定性與抗剪性能研究。

Ⅳ、良好的抗裂性能

在車輛荷載作用下，與荷載作用區域相鄰的

U、形加勁肋肋頂的橋面鋪裝表面將出現最大橫向拉應力，相鄰的橫隔板頂部的鋪裝表面出現最大縱向拉應力；而鋼板的溫度收縮係數與瀝青混凝土的收縮係數相差較大，二者的導熱性能也存在較大差異，因此鋪裝層必須具有良好的抗荷載開裂與抗溫度收縮的能力，即鋪裝層必須具有良好的抗裂性。

Ⅴ、與鋼板粘結牢固

鋼板與防水膠層之間、防水膠層與瀝青鋪裝主層之間都必須具有良好的粘結力，以使各層能夠形成牢固的整體，保證在荷載作用或溫度變化時共同作用。與鋼板牢固地粘結也是保證鋪裝變形追從性的必備條件。爲提高鋪裝與鋼板之間的粘結力，一方面應儘可能選用與鋼板及防腐塗料粘結力強且高溫穩定性、抗剪性能好的粘結材料，另一方面也應儘可能提高鋪裝下層的密實程度。

（2）三種鋪裝方案的結構性能分析

鋼橋面鋼板與鋪裝層之間的粘結力使各層形成牢固的整體，保證在荷載或溫度變化時共同作用，鋼板與鋪裝層之間的粘結強度是鋼橋面鋪裝壽命的決定性因素之一。通過對三種鋪裝方案的鋼板與鋪裝層之間粘結強度的室內試驗比較，ERS和ERE方案的粘結強度對於5MPa,雙層環氧瀝青(EA)的粘結強度大於2.75MPa。同時，由於ERS和ERE方案的結構中防水層EBCL單獨有型存在，綜合防水性能較EA方案效果較好。

（3）可操作性比較

鋪裝類型組合式(ERE)組合式(ERS)雙層環氧瀝青（EA）

施工機械小型JS750拌和機小型JS750拌和機環氧瀝青混合設備環氧瀝青粘結層灑佈設備

是否需要養生3天左右固化時間3天左右固化時間高溫拌合型5~7天以上固化時間；熱拌環氧通常7~10天固化時間

（4）經濟性比較

對三種鋼橋面鋪裝方案的單價組成進行分析，比較三種鋼橋面鋪裝方案的單價。

ERE方案單價組成表

金額單位：元

序號名稱單位單價（元）

15㎜樹脂瀝青罩面抗滑層m2174.07

2RA13頂面拋丸m233.81

35cm

樹脂瀝青混凝土RA-13m21547.65

4RA樹脂瀝青粘結層0.3-0.5kg/㎡m262.36

5EBCL環氧粘結碎石層0.9-1.1kg/㎡m2146.36

6橋面鋼板拋丸除鏽

清潔度Sa2.5，粗糙度80-100μmm2104.26

7舊路面銑刨、挖除及清理m270.2

8綜合單價m22138.71

注：包含：人、機、材以及稅費。

ERS方案單價組成表

金額單位：元

組合式ERS(寧波天意新材料)

序號項目名稱單位單價（元）

13cmSMA-10鋪裝層m2100

2高粘改性瀝青1.0kg/m2m220.0

3下層RA-08冷拌環氧瀝青鋪裝（2.5cm厚）m21290.31

4樹脂粘層0.3~0.9kg/m2m2188.57

5EBCL防水抗滑層（膠料0.9~1.1kg/m2，碎石2~3kg/m2）m2285.67

6鋼板噴砂除鏽（Sa2.5）m295.55

7舊路面銑刨、挖除及清理m275

8綜合單價m22055.1

注：包含：人、機、材以及稅費。

EA方案單價組成表

金額單位：元

序號名稱單位單價（元）

1車行道整體銑刨5.5cm環氧瀝青混凝土m24.27

2橋面環氧瀝青粘接層清洗m25.17

3路面切割m217.29

4噴砂除鏽m29.47

5環氧樹脂防水粘接層m213.50

62.5cm環氧瀝青混凝土EA10m21103.56

72.5cm環氧瀝青混凝土EA10m21103.56

8界面環氧樹脂粘接劑m213.65

8綜合單價m22270.47

4、方案推薦

通過對以上三種橋面鋪裝分案的結構特點、結構性能、施工和易性、經濟性分析，ERS和ERE鋪裝方案具有較高的抗剪性能、較好的施工和易性、封閉交通時間較短，綜合防水性能好，建議重慶魚嘴大橋鋼橋面鋪裝維修方案採用ERS和ERE兩種分案。通過對這兩種分案的施工路段進行後期的跟蹤，

定期對路面檢測，觀察、評價該兩種施工分案的耐久性，在重慶地區的適應性、及技術經濟綜合評價。