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钢桥面铺装典型结构建议
重庆鹏方路面工程技术研究院
重庆中交科技股份有限公司
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一、前言
钢桥面铺装的特性
1)正交异性钢桥面铺装受力模式独特;
2)钢桥面板对防腐要求极高;
3)钢桥面铺装的使用条件往往更加恶劣。
钢桥面铺装的基本性能要求
1)优良的使用性能,包括安全性和行车舒适性;
2)优良的防锈、防水性能,保护桥面板;
3)优良的层间结合状态;
4)优良的抗疲劳开裂性能;
5)优良的抗车辙性能;
6)对桥面变形有良好的追从性;
7)优良的抗老化能力;
8)优良的抗水损害能力。
合理的钢桥面铺装结构
桥面铺装结构层设计与桥梁结构类型受力的特点、交通量与组成、气候环境条件密切相关。。
护层
钢桥面铺装各层的作用和要求
防腐层
位于钢板表面,由涂料或热喷金属类材料等组成,能起到防止钢板生锈腐蚀的作用
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防水层
保护钢板不受路表水的侵害,并与钢板及相邻铺装层形成抗剪连接功能的各层组合体,一般由具有防水、粘结性能的层次组成。根据体系的需要还可设置缓冲层。
底涂层
用于某层次下面以增强该层次与下卧层粘结力的涂层。
粘结层
在相邻层间起粘结作用的层次,需具有良好的粘结性能。
缓冲层
用于防水层与铺装下层之间的层次,起到防水、隔热、缓冲荷载、提供施工平台等作用,可采用橡胶沥青砂胶或者橡胶沥青应力吸收层等。
防水体系
由相互协调一致,相互匹配的防水层(粘结层、缓冲层)和铺装下层组成,起到防水隔离的作用。
保护层(铺装底层)
保护层(铺装底层)不只是要有良好的承重和传递荷载的性能,需要有良好的热稳性、抗水损害性能、适应桥梁结构变形的能力等,还要有良好的密水性。一般情况下,保护层应采用空隙率小,抗渗水性好的混合料类型。
磨耗层(铺装面层)
磨耗层(铺装面层)直接与车辆轮胎及大气接触,需提供平整、抗滑、耐久的行驶表面。因此,铺装表面层应粗糙,有足够的纹理以提供长期的抗滑功能。铺装表面层也是在高温天气直接承受阳光照射,温度也最高,也直接与雨水、酸雾等接触,因此要有足够的热稳性、抗老化性能、抗水损害性能、抗裂性能等。
二、推荐的钢桥面铺装方案
根据《钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》,提出以下钢桥面铺装建议方案。
-100二阶反应型防水粘结材料作为防水层的铺装结构
铺装结构
采用AMP-。
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-100二阶反应型防水粘结材料作为防水层的铺装结构
方案说明
1钢板喷砂除锈到规定等级,并采用环氧富锌漆或无机富锌漆等作防腐层。
2采用AMP-100二阶反应型防水粘结材料作为防水层,可分两层实施。
3采用橡胶沥青砂胶作缓冲层,厚度宜为3〜8mm。
4下层采用SMA时,厚度宜为30〜40mm,相应面层厚度宜为30〜40mm,铺装下层和面层之间应使用AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青作粘层。
注:铺装上下层之间,也可采用橡胶沥青应力吸收层取代粘层材料(AMP-PS普适反应
型防水粘结材料或改性乳化沥青),有利于增强铺装层的抗裂性。
缓冲层也可采用橡胶沥青应力吸收层,厚度宜为1cm,其施工设备较橡胶沥青砂胶
简单。
方案特点
该方案的特点:粘接层是通过化学过程实现与钢板的有效粘接,该化学过程一般是不可逆的;粘接层材料不会随着温度的升高而出现软化或者融化,粘接层一旦形成,就具有相对独立性和稳定性,对温度显示出良好的惰性。
方案适用领域
该方案适用于降雨量较小区域、跨径较小的桥梁桥面铺装。
(1)
铺装结构
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防水层
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方案说明
1钢板喷砂除锈到规定等级,并采用环氧富锌漆或无机富锌漆等作防腐层。
2采用AMP反应性树脂作下封层,一般分两层实施。下层AMP反应性树脂干膜厚度
〜,下层未完全固化前铺筑上层,〜,其上撒布机制中砂。
3采用橡胶沥青砂胶作缓冲层,厚度宜为3〜8mm0为保证该层与防水层的粘结,宜使用AMP-100二阶反应型防水粘结材料作为底涂层,用量宜为300〜600g/m2。
4下层采用SMA时,厚度宜为30〜40mm,相应面层厚度宜为30〜40mm,铺装下层和面层之间应使用AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青作粘层。
注:铺装上下层之间,也可采用橡胶沥青应力吸收层取代粘层材料(AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青),有利于增强铺装层的抗裂性。
缓冲层也可采用橡胶沥青应力吸收层,厚度宜为1cm,其施工设备较橡胶沥青砂胶简单。
方案特点
该铺装结构的特点是以AMP反应性树脂材料为防水层,一方面AMP反应性树脂材料撒砂固化后形成粗糙面以利于铺装层与钢板的粘结,另一方面隔绝水和空气,防止钢板锈蚀;同时,采用了橡胶沥青砂胶或橡胶沥青应力吸收层作为缓冲层,可起到防水、隔热、粘结和缓冲铺装表面应力、增强铺装的抗裂性及提供摊铺机等机械行驶平台等作用。
SMA的骨架密实结构,使得它有较小的空隙率,其密水性较好,沥青膜与空气接触的面积较小,因此它的抗水损害性能,抗老化性能都较好,但SMA不能保证完全密水,可能产生水损害。
方案适用领域
该方案适用于降雨量较小、结构刚度大、超载车不严重的桥梁桥面铺装工程。
(2)
铺装结构
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方案说明
钢板喷砂除锈到规定等级,并采用环氧富锌漆或无机富锌漆等作防腐层。
采用AMP反应性树脂作下封层,一般分两层实施。〜,下层未完全固化前铺筑上层;〜,其上撒布机制中砂。
3采用橡胶沥青砂胶作缓冲层,厚度宜为3〜8mm0为保证该层与防水层的粘结,宜使用AMP-100二阶反应型防水粘结材料作为底涂层,用量宜为300〜600g/m2。
4下层采用GA,厚度宜为25〜40mm,其上须撒布适宜粒径的预拌沥青碎石。面层厚度宜为30〜40mm,铺装下层和面层之间应使用AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青作粘层。
注:缓冲层也可采用橡胶沥青应力吸收层,厚度宜为1cm,其施工设备较橡胶沥青砂胶简单。
方案特点
该铺装结构的特点是以AMP反应性树脂材料为防水层,一方面AMP反应性树脂材料撒砂固化后形成粗糙面以利于铺装层与钢板的粘结,另一方面隔绝水和空气,防止钢板锈蚀;同时,采用了橡胶沥青砂胶或橡胶沥青应力吸收层作为缓冲层,可起到防水、隔热、粘结和缓
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科技领先•交通和谐冲铺装表面应力及增强铺装的抗裂性等作用。
浇筑式沥青混合料结构型式为完全悬浮型,密实且不透水(空隙率几乎为0),整体上具有很好的抗疲劳性能和耐久性,由于结合料含量较高,抵抗低温开裂的能力较强。
方案适用领域
该方案适用于降雨量较大、冬季寒冷区的桥梁桥面铺装工程。
浇筑式沥青混凝土作防水层(下层)的铺装结构
铺装结构
浇筑式沥青混凝土作防水层(下层)。
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25*40mmGA
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(下层)的铺装结构图
方案说明
钢板喷砂除锈到规定等级。
AMP-100二阶反应型防水粘结材料作为钢板喷砂除锈后的封闭层,涂布两层。该层同时也作为钢板与浇筑式沥青混凝土层之间的粘结层。
3下层采用GA,同时兼具防水层的作用。下层厚度宜为25~40mm,相应面层厚度宜为30〜40mm。面层为SMA时,GA表面应撒布适宜粒径的预拌沥青碎石,铺装下层和面层之间应使用AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青作粘层。面层为GA时,下层GA表面可不撒布碎石,上层GA表面应撒布适宜粒径的预拌沥青碎石,双层GA层间无需采用粘层。
方案特点
沥青类粘结剂+GA+SMA的铺装结构是日本常用的铺装结构形式,该结构充分利用了GA的防水性、整体性等特点,防水性能优良。
方案适用领域
该结构适宜于铺装厚度较薄的桥面铺装。
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Elinminator防水粘结体系作防水层的铺装结构
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铺装结构
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方案说明
1钢板喷砂除锈到规定等级,在喷砂除锈合格后3h内,喷涂底涂层(ZedS94),其用量约200g/m2。
2待底涂层固化后,实施甲基丙烯酸类树脂防水膜(两层)和BondCoatSA1030胶粘剂,在每层喷涂完约lh(23°C)后喷涂下一层。〜,〜。
3下层采用SMA时,厚度宜为30〜40mm,相应面层厚度宜为30〜40mm,铺装下层和面层之间应使用AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青作粘层。
方案特点
Elinminator防水粘结体系与钢板的结合力、抗刺破能力、防腐蚀能力及铺装层间稳定性优良。
方案适用领域
高粘度改性沥青SMA,具有优良的热稳性,同时,抗裂性、密水性均较一般改性沥青密级配沥青混凝土优良,表面粗糙均匀、抗滑,特别是粗骨料嵌挤结构较适应于我国南方地区的高温气候,在高温重载下的抗车辙性能方面具有较大优势。
其与Elinminator防水粘结体系的共同使用,适用于跨径较大的桥梁桥面铺装。
Elinminator防水粘结体系与浇筑式沥青混凝土共同使用的铺装结构
铺装结构
Elinminator防水粘结体系+。
慣轅可展
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+GA共同使用的铺装结构图
方案说明
1钢板喷砂除锈到规定等级,在喷砂除锈合格后3h内,喷涂底涂层(ZedS94),其用量约200g/m2。
2待底涂层固化后,实施甲基丙烯酸类树脂防水膜(两层)
剂,在每层喷涂完约1h(23°C)后喷涂下一层。〜,〜200g/皿。
3下层采用GA,同时兼具防水层的作用。下层厚度宜为25〜40mm,相应面层厚度宜为30〜40mm。面层为SMA时,GA表面应撒布适宜粒径的预拌沥青碎石,铺装下层和面层之间应使用AMP-PS普适反应型防水粘结材料或改性乳化沥青作粘层。面层为GA时,下层GA表面可不撒布碎石,上层GA表面应撒布适宜粒径的预拌沥青碎石。
方案特点浇筑式沥青混合料结构型式为完全悬浮型,细集料多,沥青含量高,在高温下经特殊
搅拌工艺拌制后,混合料呈现流动状态,经摊铺整平后,混合料靠自重流动作用,形成密实且不透水(空隙率几乎为0)的铺装层,整体上具有很好的抗疲劳性能和耐久性,由于结合料含量较高,抵抗低温开裂的能力较强,能够与Eliminator防水粘结层一起组成良好的钢桥面防水体系。
方案典型工程钢桥面浇筑式沥青混凝土铺装方案在国内外有很多成功的案例,例如德国的
Oberkasseler、Mulheim、Zoo等钢桥,在德国,钢桥面浇筑式沥青混凝土已经有长达30年以上的使用寿命;在我国,近年来浇筑式铺装方案也越来越多地应用于钢桥面铺装,而且使用效果都比较好,例如香港的青马大桥、天津的子牙河大桥等。而浇筑式沥青混凝土+Elinminator防水粘结体系的铺装结构已成功应用于重庆菜园坝大桥、无锡S342省道主线钢桥面铺装、深圳湾大桥、沈阳尚小桥、美国乔治华盛顿大桥等。