大橋鋼橋面鋪裝維修方案報告

1、原設(shè)計維修方案

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

（1）局部段落整體挖除加鋪方案

鋼箱梁環(huán)氧瀝青鋪裝病害主要分布兩個部分：超車道和行車道之間、應(yīng)急車道和慢車道之間，產(chǎn)生了相對較嚴(yán)重的縱向裂縫、網(wǎng)裂、坑槽病害，部分裂縫開裂至鋼板頂面出現(xiàn)鋼板銹蝕翻銹現(xiàn)象。對于裂縫集中的情況考慮對該段進(jìn)行整體挖出后重新鋪設(shè)雙層環(huán)氧瀝青混合料，挖除時注意不能損壞鋼板。

（2）坑槽、網(wǎng)裂修補(bǔ)方案

擬采用與挖補(bǔ)加鋪方案相同的方法，采用雙層環(huán)氧瀝青混凝土進(jìn)行路表面坑槽和網(wǎng)裂的修補(bǔ)，挖除時要注意絕對不能損壞鋼板。具體方法為：首先根據(jù)開裂的面積和形狀，將修補(bǔ)面積向四周適當(dāng)擴(kuò)展，形成相對規(guī)則的長方形或正方形，然后用細(xì)銅絲刷刷除不穩(wěn)定顆粒，用毛刷和吹風(fēng)機(jī)掃清灰塵，必要時用濕拖把擦拭，清潔干燥后鋪筑新的環(huán)氧瀝青鋪裝。

該方案設(shè)計的維修方案與原鋼橋面鋪裝采用相同的路面結(jié)構(gòu)，采雙層環(huán)氧瀝青結(jié)構(gòu)鋪裝，其典型結(jié)構(gòu)如下：

（3）該維修方案的缺點(diǎn)分析

Ⅰ、容易造成滲水，雙層環(huán)氧瀝青（EA）方案中的環(huán)氧瀝青粘結(jié)層的環(huán)氧瀝青固化條件是120℃，作為界面粘結(jié)層灑布于鋼板表面后，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(tài)不能固化?；旌狭蠑備仚C(jī)不得不行走在灑布的尚未固化的瀝青粘結(jié)層上，攤鋪機(jī)履帶破壞了灑布的防水瀝青層的完整性和均勻性，使之成為鋪裝層的薄弱環(huán)節(jié)，容易出現(xiàn)開裂和滲水。當(dāng)裂縫出現(xiàn)后，地表水侵入鋪裝層的界面位置，導(dǎo)致界面的防腐富鋅漆銹蝕（界面的環(huán)氧瀝青層完整性已被攤鋪機(jī)履帶破壞），進(jìn)而導(dǎo)致鋪裝層與鋼板發(fā)生脫層現(xiàn)象，造成橋面鋪裝剝落損壞。

Ⅱ、熱環(huán)氧瀝青混合料溫度高達(dá)175℃以上,而橋面鋼板處于常溫,直接加鋪熱環(huán)氧瀝青混合料造成鋼板熱漲,而溫度下降后,又產(chǎn)生收縮,即在早期雙環(huán)氧層已產(chǎn)生裂縫。

Ⅲ、防水層不單獨(dú)設(shè)置,開裂后水容易滲透至鋼板,產(chǎn)生質(zhì)量隱患.2、其他國內(nèi)典型的鋼橋面鋪裝方案

對于鋼橋面鋪裝病害的維修技術(shù)除EA（雙層環(huán)氧瀝青混凝土）技術(shù)進(jìn)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(fù)方案

ERE鋪裝結(jié)構(gòu)采用了天意公司研發(fā)的常溫固化的EBCL作為界面粘結(jié)層，粘結(jié)層鋪裝到鋼板后在常溫條件下較快固化達(dá)到一定強(qiáng)度，RA混合料攤鋪機(jī)行走在已經(jīng)固化的界面層上，解決了原美國雙層環(huán)氧技術(shù)混合料攤鋪機(jī)不得不行走在灑布的尚未固化的瀝青粘結(jié)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(zhì)上是ERS鋪裝去掉了上面層的SMA結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)如下圖所示：

ERE鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層圖

ERE方案的特點(diǎn)：

樹脂瀝青混凝土在力學(xué)性能上與原美國環(huán)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(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，可以較快恢復(fù)交通。

當(dāng)ER局部修補(bǔ)后，還可以對鋪裝整體的表面進(jìn)行EBCL防滑層罩面，既起到保護(hù)罩面下新老鋪裝層的作用，提高其抗老化性能，保護(hù)原有細(xì)小裂縫不因表面滲水而擴(kuò)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(bǔ)丁的丑陋外觀。

2.2、ERS修復(fù)方案

ERS技術(shù)的基本原理

(1)利用改性環(huán)氧樹脂耐高溫、高強(qiáng)度和可追隨變形的眾多優(yōu)點(diǎn),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(shí)現(xiàn)咬合，約束鋪裝層不產(chǎn)生水平滑動位移。

(2)利用冷拌環(huán)氧樹脂瀝青混凝土技術(shù)，在EBCL層面上冷做施工成型一層高強(qiáng)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(hù)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(qiáng)整體的防水效果。

(3)利用高粘度的復(fù)合改性瀝青生產(chǎn)的高性能SMA混合料作為行車功能層，為橋面鋪裝提供優(yōu)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作為表面功能層時，該橋面已具有了長壽命路面的設(shè)計理念。即使使用一定年限后，銑刨去除已損壞的SMA

上面層，在很短的時間內(nèi)對SMA層進(jìn)行重置，即可使橋面鋪裝恢復(fù)如新。

ERS鋼橋面鋪裝由EBCL+RA+SMA三層組成，EBCL作為防水抗滑粘結(jié)層，主要起到保護(hù)鋼板、并提高界面剪切強(qiáng)度的作用；RA作為剛度過渡層，主要起到剛度過渡層、均勻車載和隔溫的作用；SMA作為表面功能層，主要起改善行車舒適性的作用。結(jié)構(gòu)方案見下圖：

ERS鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)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(huán)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(shù)要求。

Ⅰ、足夠的強(qiáng)度和剛度及良好的變形追從性

足夠的強(qiáng)度和剛度及變形追從性(或變形協(xié)調(diào)性)是鋼橋橋面鋪裝首先應(yīng)該具備的性能之一。1967

年版的日本《鋪裝試驗(yàn)法便覽》即對此提出了明確的要求。大跨徑鋼箱梁橋的主梁變形較大，且變形復(fù)雜，對鋼板的變形追從性不好，將可能產(chǎn)生兩種類型的破壞：其一為鋪裝層與鋼板之間相互錯動的剪切破壞，該現(xiàn)象主要存在于粘結(jié)層中；其二則為鋪裝層的彎曲破壞。而鋪裝強(qiáng)度與剛度較差則使輪跡帶的混合料產(chǎn)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于網(wǎng)絡(luò)狀的肋條部位，將形成較大拉應(yīng)力的反復(fù)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(yōu)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。并且由于鋪裝的養(yǎng)護(hù)維修困難，設(shè)計上對其耐用年限的要求也較普通瀝青路面更長。

Ⅲ、較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性與抗剪能力

在同樣氣候條件，鋼橋橋面鋪裝的實(shí)際溫度高于普通瀝青路面，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為顯著。以我國鋼橋橋面鋪裝的破壞情況看，因熱穩(wěn)定性及高溫抗剪能力較差而導(dǎo)致的鋪裝產(chǎn)生車轍、推擠、擁包等現(xiàn)象較為普遍。這表明鋼橋橋面鋪裝設(shè)計過程中必須高度重視鋪裝的高溫穩(wěn)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(qū)域相鄰的U、形加勁肋肋頂?shù)臉蛎驿佈b表面將出現(xiàn)最大橫向拉應(yīng)力，相鄰的橫隔板頂部的鋪裝表面出現(xiàn)最大縱向拉應(yīng)力；而鋼板的溫度收縮系數(shù)與瀝青混凝土的收縮系數(shù)相差較大，二者的導(dǎo)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(jié)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(jié)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(jié)也是保證鋪裝變形追從性的必備條件。為提高鋪裝與鋼板之間的粘結(jié)力，一方面應(yīng)盡可能選用與鋼板及防腐涂料粘結(jié)力強(qiáng)且高溫穩(wěn)定性、抗剪性能好的粘結(jié)材料，另一方面也應(yīng)盡可能提高鋪裝下層的密實(shí)程度。

（2）三種鋪裝方案的結(jié)構(gòu)性能分析

鋼橋面鋼板與鋪裝層之間的粘結(jié)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(jié)強(qiáng)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(jié)強(qiáng)度的室內(nèi)試驗(yàn)比較，ERS和ERE方案的粘結(jié)強(qiáng)度對于5MPa,雙層環(huán)氧瀝青(EA)的粘結(jié)強(qiáng)度大于2.75MPa。同時，由于ERS和ERE方案的結(jié)構(gòu)中防水層EBCL單獨(dú)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(huán)氧瀝青（EA）

施工機(jī)械

小型JS750拌和機(jī)

小型JS750拌和機(jī)

環(huán)氧瀝青混合設(shè)備環(huán)氧瀝青粘結(jié)層灑布設(shè)備

是否需要養(yǎng)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(huán)氧通常7~10天固化時間

（4）經(jīng)濟(jì)性比較

對三種鋼橋面鋪裝方案的單價組成進(jìn)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）

5㎜樹脂瀝青罩面抗滑層

m2

174.07

RA13頂面拋丸

m2

33.81

5cm

樹脂瀝青混凝土RA-13

m2

1547.65

RA樹脂瀝青粘結(jié)層0.3-0.5kg/㎡

m2

62.36

EBCL環(huán)氧粘結(jié)碎石層0.9-1.1kg/㎡

m2

146.36

橋面鋼板拋丸除銹

清潔度Sa2.5，粗糙度80-100μm

m2

104.26

舊路面銑刨、挖除及清理

m2

70.2

綜合單價

m2

2138.71

注：包含：人、機(jī)、材以及稅費(fèi)。

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）

3cmSMA-10鋪裝層

m2

高粘改性瀝青1.0kg/m2

m2

20.0

下層RA-08冷拌環(huán)氧瀝青鋪裝（2.5cm厚）

m2

1290.31

樹脂粘層0.3~0.9kg/m2

m2

188.57

EBCL防水抗滑層（膠料0.9~1.1kg/m2，碎石2~3kg/m2）

m2

285.67

鋼板噴砂除銹（Sa2.5）

m2

95.55

舊路面銑刨、挖除及清理

m2

綜合單價

m2

2055.1

注：包含：人、機(jī)、材以及稅費(fèi)。

EA方案單價組成表

金額單位：元

序號

名稱

單位

單價（元）

車行道整體銑刨5.5cm環(huán)氧瀝青混凝土

m2

4.27

橋面環(huán)氧瀝青粘接層清洗

m2

5.17

路面切割

m2

17.29

噴砂除銹

m2

9.47

環(huán)氧樹脂防水粘接層

m2

13.50

2.5cm環(huán)氧瀝青混凝土EA10

m2

1103.56

2.5cm環(huán)氧瀝青混凝土EA10

m2

1103.56

界面環(huán)氧樹脂粘接劑

m2

13.65

綜合單價

m2

2270.474、方案推薦

通過對以上三種橋面鋪裝分案的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)性能、施工和易性、經(jīng)濟(jì)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**魚嘴大橋鋼橋面鋪裝維修方案采用ERS和ERE兩種分案。通過對這兩種分案的施工路段進(jìn)行后期的跟蹤，定期對路面檢測，觀察、評價該兩種施工分案的耐久性，在**地區(qū)的適應(yīng)性、及技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評價。