云南龍江特大橋鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)

鐘慶軍 肖晶晶

(重慶市智翔鋪道技術(shù)工程有限公司，重慶 400060)

云南龍江特大橋鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)

鐘慶軍 肖晶晶

(重慶市智翔鋪道技術(shù)工程有限公司，重慶 400060)

介紹了國(guó)內(nèi)外鋼橋面鋪裝的現(xiàn)狀及常用的材料，以云南龍江特大橋工程為例，闡述了鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并從噴砂除銹、瀝青結(jié)合料、集料及礦粉等方面，探討了橋面鋪裝的技術(shù)要求，從而保證了工程的質(zhì)量。

鋼橋面，鋪裝，瀝青，集料，纖維

1 概述

龍江特大橋位于云南省西部、橫斷山脈南段，路橋垂直跨越龍江，大橋?qū)⒉捎秒p塔單跨鋼箱梁懸索橋，保山岸索塔高度為169.688 m，騰沖岸索塔高度為129.703 m。其橋主跨跨徑長(zhǎng)度為320 m+1 196 m+320 m，整體橋面凈空高為280 m，主塔塔頂距江面470 m，是亞洲最大的山區(qū)懸索橋。該橋連接保山至騰沖，是保騰高速中的重要節(jié)段，其全程通車后駕車時(shí)間能節(jié)省半小時(shí)。龍江特大橋的建成使得云南省干線骨架路網(wǎng)更加齊整，打通了內(nèi)陸通往東南亞的道路，改善了西南地區(qū)交通運(yùn)輸格局，為滇西地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了巨大的促進(jìn)作用。

2 國(guó)內(nèi)外鋼橋面鋪裝現(xiàn)狀

鋼橋面鋪裝工程屬于較為特殊的鋪裝工程，與路面不同，其鋪設(shè)于正交異性板之上，其使用環(huán)境比普通路面惡劣的多，非常容易出現(xiàn)早期病害，因此通常需要進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。

鋼橋面鋪裝指鋪設(shè)于橋梁鋼制面板之上，供車輛安全舒適行駛，對(duì)鋼橋面板具有保護(hù)作用的鋪裝結(jié)構(gòu)，主要由結(jié)構(gòu)層和界面功能層組成。結(jié)構(gòu)層通常由保護(hù)層和磨耗層兩層構(gòu)成。界面功能層通常包括防腐層、防水粘結(jié)層、緩沖層、粘層等。如圖1所示，其中防腐層和緩沖層通常根據(jù)需要選擇設(shè)置或不設(shè)置。

目前國(guó)內(nèi)常用的鋼橋面鋪裝瀝青混合料可歸納為三種：澆筑式瀝青混合料、環(huán)氧瀝青混合料、SMA。目前大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝主要采用澆筑式瀝青混合料和環(huán)氧瀝青混合料兩種，SMA應(yīng)用較少，三種鋪裝材料各有特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用均較為普遍，相對(duì)來說澆筑式瀝青混合料應(yīng)用后病害較少，且易于養(yǎng)護(hù)維修，因此市場(chǎng)占有率不斷提升。

3 云南龍江特大橋鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)國(guó)內(nèi)外鋼橋面鋪裝使用情況、云南龍江特大橋的交通氣候環(huán)境進(jìn)行了充分調(diào)研，以滿足基本性能要求為基準(zhǔn)，結(jié)合云南龍江特大橋的使用條件，確定甲基丙烯酸甲酯樹脂防水體系+澆筑式瀝青混合料GA10+高彈改性瀝青SMA10鋪裝結(jié)構(gòu)為云南龍江特大橋鋼橋面行車道鋪裝方案。

該鋪裝方案瀝青混合料鋪裝結(jié)構(gòu)組成為高彈改性瀝青SMA10+澆筑式瀝青混合料GA10+甲基丙烯酸甲酯樹脂防水粘結(jié)層，見圖2。

鋼橋面板在生產(chǎn)運(yùn)輸過程中產(chǎn)生了一定的銹蝕，在實(shí)際施工過程中，會(huì)對(duì)鋼橋面面板進(jìn)行噴砂除銹。目前我國(guó)通常要求鋼橋面板的噴砂除銹清潔度需達(dá)到Sa2.5級(jí)，粗糙度為50 μm～100 μm。

此外，對(duì)于目前現(xiàn)行設(shè)計(jì)要求，大型鋼橋其設(shè)計(jì)壽命是超過100年的，橋面鋪裝的使用年限為10年～15年。故其對(duì)于鋪裝層的質(zhì)量要求相當(dāng)高，這就對(duì)防水粘結(jié)層提出了更高的要求。防水粘結(jié)層具有防水、防腐蝕、保護(hù)橋面板的作用，是橋面鋪裝層體系中的重要成分。故龍江特大橋防水粘結(jié)層采用甲基丙烯酸甲酯樹脂防水體系。其是由丙烯酸防腐漆、甲基丙烯酸甲酯樹脂膜(兩層)、丙烯酸樹脂粘結(jié)劑構(gòu)成。它最大的特點(diǎn)在于擁有良好的柔韌性，在正交異性板鋼橋面上能夠很好地適應(yīng)其柔性變動(dòng)，能夠反復(fù)承擔(dān)荷載的蠕變。大量的工程實(shí)例反映出，良好的防水粘結(jié)層能夠很好地支持鋼橋面鋪裝體系的質(zhì)量，保證鋪裝層使用壽命符合設(shè)計(jì)要求。

其具體施工工藝為：在噴砂除銹合格后3 h內(nèi)，噴涂防腐底漆，固化后，噴涂甲基丙烯酸甲酯樹脂膜(兩層)和丙烯酸樹脂粘結(jié)劑，在每層噴涂完約1 h(23 ℃)后噴涂下一層。

澆筑式瀝青混合料GA10，是一種懸浮型的瀝青混合料，其是常規(guī)的橋面鋪裝體系中的重要組成部分，其不同于常規(guī)瀝青混合料，具有一定的流淌性，實(shí)際在鋪筑過程中無需碾壓，而只需要靠其自流性用刮板刮平即可完成實(shí)際鋪筑。同時(shí)，為了保證最上面層SMA瀝青混合料的鋪裝，增加層與層之間的粘結(jié)性，一般會(huì)在澆筑式瀝青混合料上撒布一層粒徑10 mm～15 mm預(yù)拌碎石，用量為7 kg/m2～12 kg/m2。

在澆筑式瀝青混合料鋪筑以后，其上面層采用的是高彈改性瀝青混合料SMA10，其SMA10具有良好的高溫性能和耐久性能。同時(shí)在GA10與SMA10鋪裝層之間灑布改性乳化瀝青。

4 具體設(shè)計(jì)指標(biāo)

4.1 噴砂除銹及防水粘結(jié)層

鋼橋面噴砂除銹工序非常重要，如噴砂除銹不徹底，在日后的使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)鼓包、脫層等病害，防水粘結(jié)層材料技術(shù)要求見表1。

表1 甲基丙烯酸類樹脂防水材料技術(shù)要求

4.2 瀝青結(jié)合料

目前澆筑式瀝青混合料所用瀝青種類通常有三類：改性瀝青和湖瀝青摻配、低標(biāo)號(hào)基質(zhì)瀝青和湖瀝青摻配、聚合物改性瀝青，目前多數(shù)采用聚合物改性瀝青。用于龍江特大橋鋼橋面鋪裝的澆筑式瀝青混合料改性瀝青為聚合物改性瀝青，其性能技術(shù)要求見表2。

表2 澆筑式瀝青混合料改性瀝青技術(shù)要求

4.3 集料及礦粉

鋼橋面鋪裝通常造價(jià)較高，因此所用粗集料采用質(zhì)量較好的玄武巖碎石，集料分級(jí)規(guī)格見表3。

表3 集料規(guī)格技術(shù)要求

采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉作為填料。拌和機(jī)回收的粉料均不得采用。礦粉必須干燥、清潔。礦粉質(zhì)量技術(shù)要求見表4。

4.4 纖維

纖維在SMA中起到加筋、分散、吸附瀝青、穩(wěn)定、增粘等作用，是SMA中不可缺少的一部分，龍江特大橋鋼橋面鋪裝中SMA10采用聚酯纖維，纖維的技術(shù)要求見表5。

4.5 混合料性能要求

SMA10與GA10的性能應(yīng)滿足表6，表7的技術(shù)要求。

表4 礦粉技術(shù)要求

表5 有機(jī)纖維性能技術(shù)要求

表6 SMA10混合料性能要求

表7 GA10瀝青混合料性能要求

采用貫入度作為澆筑式瀝青混合料的高溫性能控制指標(biāo)，日本和德國(guó)貫入度在40 ℃下進(jìn)行，要求貫入度小于4 mm，由于我國(guó)特殊的交通氣候條件，因此需要提高澆筑式瀝青混合料的高溫性能，因此將貫入度試驗(yàn)溫度提高至60 ℃作為控制指標(biāo)。

5 結(jié)語

鋼橋面鋪裝工程屬于特殊的路面工程，鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)通常需要綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、交通荷載條件、環(huán)境氣候條件、施工條件、恒載限制條件等因素，參考類似條件橋面鋪裝工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。

龍江特大橋鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)借鑒了云南普立特大橋等橋梁的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用了目前國(guó)內(nèi)使用效果較好的澆筑式瀝青混合料鋪裝方案。目前龍江特大橋鋼橋面鋪裝工程已基本完工，其使用效果需具備足夠的使用時(shí)間后方可進(jìn)行評(píng)價(jià)。

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Abstract: The paper introduces internal and external steel bridge deck paving status and common materials, takes Longjiang extra-large bridge engineering in Yunnan province as an example, describes the structural design methods of steel bridge deck paving, and explores bridge deck paving technology demands from aspects of blast derusting, asphalt mixture, aggregate and mineral powder, so as to guarantee the engineering quality.

Key words: steel bridge deck, paving, asphalt, aggregate, fiber

Steel bridge deck paving design of Longjiang extra-large bridge in Yunnan province

Zhong Qingjun Xiao Jingjing

(ChongqingZhixiangPavingTechnologyEngineeringCo.,Ltd,Chongqing400060,China)

2016-03-18

鐘慶軍(1982- )，男，工程師

1009-6825(2016)15-0178-03

U443.33

A