闵浦大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装施工质量控制.pdf

s一 一s 闽浦大桥钢桥 面环氧 沥青混凝土 铺 装施 工质 量控 制 陈 春 ，钱振 东，罗 桑 ，沈 家林 ( 东 南大学智 能运输 系统研究 中心) 摘要 ： 结合闵浦大 桥主桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装施 工工程 中遇到的低温 、 风大 、 新颖桥面 系结构等具体情况 ， 并针对环 氧沥青混合料性 质受? 昆 合料容留时间和温度影 响显 著的特点 ， 对 闵浦 大桥钢桥 面环氧 沥青混凝 土施工过 程中 ， 后 场试验室 、 拌和 楼 ， 前场黏结层洒布、 混合料调度 、 摊 铺、 碾 压、 接 缝处理等 各工序 提 出 了具 体的质 量控 制措 施 ， 并 列举 了相应 的控 制方法及 检测 结 果 。 关键词 ： 钢桥 面铺装 ； 环氧沥青混凝土 ；闵浦 大桥 ； 施工质量控制 0工程概况 闵浦 大桥 主桥 长 1 2 1 2 m， 主孔跨 径 7 0 8 m， 中跨 主梁 为正 交 异 性 板 桁 结 合 钢 桁 梁 ， 采 用 双塔 双 索 面 钢桁 梁 双层 斜 拉 桥 形 式 ， 是 世 界 上 跨 径 最 大 的 双 塔 双索 面钢桁 梁 双层 公 路 斜 拉 大 桥 。 闵浦 大 桥 上 层 桥 按 照 高 速 公 路 标 准 设 计 ， 双 向 8车 道 ， 桥 面 宽 4 3 6 m； 下层 桥 按 二 级 公 路 标 准 设 计 ， 双 向 6车 道 ， 桥 面宽 1 8 m。 闵浦大 桥 主 桥 上 、 下 层 桥 钢 桥 面 均 采 用 总 厚 为 5 5 c m的双层环 氧沥 青混 凝 土铺 装 方案 ， 铺 装 上下 层 之 间 、 铺 装下层 与 钢板 之 间均 使用 环 氧 沥青 作 为黏 结 层 ， 具体 铺装结 构如 图 1 所示 。 图 1 环氧沥青混凝土铺 装结构形式 闵浦 大桥 主桥 钢 桥 面 环 氧 沥青 混凝 土 铺 装 施 工 于 2 0 0 9年 1 0月 至 1 1月 实施 ， 施 工 过程 中环 境 温 度 已较低 ， 加 之桥 面 风很 大 、 闵浦 大桥 桁 架梁 结构 无箱 收 稿 日期 ： 2 O 1 O 0 2 0 5 1 4 上冯 么缘 N 。 1 2 0 1 0 形梁 的 “ 保 温效 应 ” ， 导 致 环 氧 沥 青 混 合 料 在 摊 铺 以 后 温度 降 低 很 快 ， 特 别 是 下 层 桥 ， 由 于 没 有 阳 光 直 射 ， 混合 料 温 度 降 低 得 更 快 。针 对 闵 浦 大 桥 环 氧 沥 青 混 凝 土施 工 的 具 体 实施 条 件 ， 以 及 环 氧 沥 青 混 凝 土 施 工对 混 合 料 的 容 留 时 间 与 温 度 的严 格 要 求 ， 分 别 对 后场 、 前 场各 工 序 提 出具 体 的质 量控 制 措 施 ， 确 保 施工 质量 稳 定 。 1后场质 量控制 措施 1 1 试验 室 1 1 1 原材 料检 测 试 验室工 作人员 要对 每一批到 场的原 材料进 行抽 检 ， 检验 合格后 ， 方允许 其进 场 ， 未 检 、 漏检或 不合格 的 材料一律 不允 许进 场 ， 从 源 头 上控 制材 料 质 量 。经 检 测 原材料 均达 到设计要 求 。 ( 1 ) 集 料 ： 闵浦大桥环 氧沥青 混凝土铺 装选 用 的集 料 为玄武 岩集 料 。集料 清 洁 干 燥 、 表 面 1 0 0 为 破 碎 面 ， 形 状近 似立 方体 为 主 。其 主要 技术 指 标检 测 结果 如表 l 所示 。 ( 2 ) 矿粉 ： 闵浦 大桥环 氧沥青混凝 土铺 装选用 石灰 岩矿粉 ， 碳酸钙含量高于 9 o ， 且不含石灰等活性成 分 。其 主要技术 指标 检测结果 如表 2所示 。 ( 3 ) 环氧沥青 ： 环氧沥青采用江苏句容宁武化工公 司的环 氧沥青 ， 根据用途 不 同 ， 可分为 黏结料 和结合 料 两种 。其 主要技术 指标 检测结果 如表 3所示 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 l 集料 主 要指 标检 测 结 果 技 术指 标 检测 结 果 技 术 要 求 试 验 方 法 抗 强 度 MPa 1 4 0 1 2 0 T02 2 1 2 0 05 洛 杉矾 蘑 耗 率 ， l 3 2 2 T O 3 l 7 2 , 0 0 5 针 片状 含 量 0 6 5 TO 31 2 2 0 0 5 压 碎 值 7 1 2 T O 3 1 6 2 0 0 5 与 沥青 的 黏附 性 级 6 5 T 0 6 1 6 1 9 9 3 含 泥 量 ， 0 1 l TO 31 O 2 0 0 5 坚 同性 ， 0 7 5 T0 31 4 2 0 0 0 砂 当量 8 9 6 5 T 0 3 3 4 2 0 0 5 软石含量 O 】 T O 3 2 O 一2 0 0 0 表 2矿 粉 主 要 指 标 检 测 结 果 技术指标 检测结果 技 术要求 试验 方法 吸 水 率 0 8 1 5 T 0 3 3 O 一2 0 0 5 视 密 度 g c m 。 2 8 4 2 8 0 T0 3 2 8 2 0 0 5 坚 固性 0 9 5 0 TO 3 4 O 2 O 0 5 砂 当量 7 6 6 5 T 0 3 3 4 2 0 0 5 表 3环 氧 沥 青 主 要 指 标 检 测 结果 检测结果 技术要求 技 术指标 试 验方 法 黏 结料 结合 料 黏结 料 结 合料 抗拉强度( 2 3 ) MP a &l 2 7 6 9 2 0 G B T5 2 8 1 9 9 8 断 裂延 伸率 ( 2 3 ) 2 2 O 2 4 3 1 9 0 2 0 0 O B T5 2 8 1 9 9 8 与钢 板 的黏结 强度 3 0 2 7 5 GB T8 6 4 2 1 9 9 8 ( 2 3 ) ) a 黏度 增至 l 0 0 0 MP a s 1 7 5 2 1 0 4 O J 0 5 2 2 0 0 0 的时间 ( 1 2 0 ) mi n 1 1 2混合料 质量 控制 在环 氧沥青 混 凝 土施 工 期 间 ， 试 验 室 工 作 人 员 需 及 时对拌 和 楼 所 生 产 的环 氧 沥 青 混 合 料 进 行 抽 提 试 验 ， 以控制 拌 和楼 环 氧 沥 青 混 合 料 的生 产 质 量 。由 于 钢桥 面铺 装不 宜钻 芯 取 样 ， 所 以施 工 过 程 中 还要 求 试 验室 工作人 员从 拌 和楼抽 取拌 制好 的混合料 并 成 型 马 歇尔试 件 ， 用 以模 拟 混 合 料 的 施 工效 果 。通 过抽 提 试 验可 以检测 拌和 楼生 产 的环氧 沥青 混合 料 的矿 料级 配 及油石 比 ， 通过 马 歇 尔试 验 检 测 的空 隙率 和稳 定 度 等 指标可 以评 价 及 监 测 环 氧 沥 青 混 合 料 的摊 铺 碾 压 效 果 1 。依据试 验 室抽 检 结 果 ， 可 以为 拌 和 楼 矿 料 级 配 及油石 比的调整 提 供 科 学 的 数据 参 考 ， 同 时对 前 场 施 工质量 进行 同步 监测 。 1 2 拌 和 楼 G一 拌 和楼 是环 氧 沥青 混 凝 土施 工 的重 要 环 节 ， 拌 和 楼 生产 的混合 料 的矿 料 级 配 、 油石 比 以及 温 度 能否 达 到设 计 的要求 直 接 关 系 到施 工 质 量 同时 拌 和楼 生 产 是 否稳定 顺利 也关 系到 前场 的施 工组织 。闵浦 大桥 钢 桥 面环 氧沥 青 混 凝 土施 工 中 拌 和 楼 工 序 做 到 了 以 下 几点 ： ( 1 ) 拌和 楼正式 拌 和前需 进行 试拌 ， 试拌 要控 制 混 合料 温度 稳定 在 1 1 0 1 3 O 并结 合试 验室 检测结 果 调 整矿 料 级 配 及 沥 青 含 量 在 要 求 的 范 围 内 并 保 持 稳定 。 ( 2 ) 正式拌 和 时 ， 需 对生 产的 每一盘 混合 料 温度 进 行检 测 ， 并 目测 每 盘料 的质量 ， 要求 所有 集料 颗粒 表 面 都裹 覆 沥 青 ， 一旦 发 现 花 白料 、 焦 料 、 离 析 现象 就 应 立 即做 废料 处 理 ， 必 要 时 停 止 拌 和 ， 找 出原 因后 再 重 新 生产 。 ( 3 ) 每天施 工结 束后 ， 统计 拌 和楼沥青 用 量 和各 仓 矿料 用量 ， 结合 各仓 级配 ， 计算 得 出 以总 量控 制 的平 均 级配 及油 石 比 ， 将 此 级 配及 油石 比与 由桥 面铺 装 总 量 和抽 提试 验计 算 得 出 的级 配 及 油 石 比进 行 对 比， 校 验 拌和 楼生 产 的稳定性 。 2前 场质 量控 制措 施 2 1 黏 结层喷 洒 ( 1 ) 黏 结层 施工 的准 备条件 由 于闵浦 大桥存 在交 叉施 工 ， 加之桥 面 风较 大 ， 导 致桥 面容 易受 到污染 ， 因此 ， 黏 结层 施工之 前需 不 停地 对工 作 区进行 清 洁工 作 ， 并 且 为避 免 黏结 层 喷 洒 对 边 缘 、 栏 杆 等造成 污染 ， 事 先需用 塑料 薄膜 和胶 带对 这些 部位 进行 覆 盖 。待 确 认 桥 面 板 干 燥 、 清 洁 、 气 温 高 于 1 5 ， 且 当天施工 期 间不会 出现雨 、 雾 天 气后 ， 方 可 开 始黏 结层 施工 _ 2 。 ( 2 )喷洒 过程 质量 控制 闵 浦 大 桥 黏 结 层 喷 洒 量 为 防 水 黏 结 不 少 于 o 6 8 L m ， 黏结 层 不少 于 o 4 5 L m。 ， 喷 洒 采 用 专 用 的智 能洒 布车 ， 对 于喷洒 不均 匀 的局部 ， 需 安 排人 员 及 时补 洒 。为精 确有效 地控 制喷 洒量 ， 在喷 洒过 程 中 ， 洒 布车 要按 事先 预定 的 速 度 前 进 。采用 “ 接 着 法 ” ， 通 过 称量 在喷洒 区随机摆 放 的瓷砖 接着 的沥青 质 量计 算得 出黏 结层 喷洒 量 ， 用 以检 验 整 桥 的黏 结 层 喷洒 量 。每 次喷 洒完 毕前 要记 录洒 布 车 的 初读 数 ， 喷洒 过 程 中 每 5 0 1 T I 再 记 录一 次 ， 最 后校 验喷 洒总量 。 ( 3 )黏结 层喷 洒完 毕后保 护措 施 N 。 1 2 0 1 0上 么姥 1 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m s一 一s 在 环氧沥青 混凝 土铺 筑之 前 ， 任 何 车辆 和 个 人均 不得进入 已喷洒好 的环 氧沥 青黏结层 的 区域 。黏结料 喷洒后必 须在 4 8 h内进行 铺装 作业 ， 如因故 不 能按 时 进 行铺装施 工 ， 则需 在铺装 施工前 重新 喷洒 黏结层 ， 喷 洒 量为 0 4 5 L m 。黏 结 层 喷 洒后 如 遭 雨 淋 ， 必须 立 即用吹 风机 吹 干 ， 经 太 阳 曝晒 ， 确认 绝 对干 后 ， 再适 量 喷洒 一层黏结 料 。 2 2料车调 度 由于环氧 沥青混合 料需要 在一 定 的时 间和 温度 范 围 内摊 铺 、 碾压 ， 超过这 个范 围就会造 成施工 质 量上 的 一 些 问题 l 3 。因此 ， 闵浦 大桥 钢桥 面 环氧 沥青 混 凝 土 施 工过程 中 ， 在前 场 安 排专 人 测 量 到场 混 合料 温 度并 指 挥运料 车调度 。运料 车在拌 和楼装完 料后 在侧 壁插 上 温度计 ， 料车到 达现场后 ， 测温人 员根 据温 度计读 数 计算该 车 混合 料平 均 温 度 ， 并 根据 混合 料 温 度确 定 陔 车混合 料容许 卸料 的时 间范 围。调 度人员 负责 前后 场 之 间的沟通 ， 综 合 考 虑 协 调 拌 和楼 出料 能 力 、 运 料 能 力 、 摊铺 能力和 碾压 能力 ， 调度 安排料 车卸料 顺序 和 摊 铺机行进 速度 ， 确保 了环 氧沥 青 混合 料 在 规定 的容 留 时间与温 度范 围内完成施 工 。 2 3 混 合料摊铺 闵浦 大 桥 环 氧 沥 青 混 合 料 摊 铺 采 用 德 国 产 AB G4 2 3摊铺 机 。为 了防止运 料 车破坏 喷洒 好 的黏 结 层 ， 摊铺 机 与料 车之 间 使用 侧 向喂料 机 。摊铺 机 每 天 摊铺 工 作 前 1 h进 行 预 热 ， 控 制 预 热 温 度 在 1 1 0 1 3 0 。摊铺层 侧 向若 为 自由边 时 ， 摊 铺 宽 度要 比铺 装 层设 计 宽度 宽 5 1 0 c m。摊铺 机 设 专人 不 问 断 翻 动 螺旋布料 器两端 和 中间部 分 易产 生 “ 死料 ” 的地 方 ， 预防“ 死料 ” 的产生 。设专人 跟随 摊铺机 检查新 摊 铺 的 混合料 是否存 在离析 块 ， 若 发现立 即铲 出并取 料填 补 。 每隔 2 0 I T I 测一 次松铺厚 度 ， 待碾 压完 毕后用 测厚仪 在 相应点 测一 次 实 厚 ， 以便 检 验 松 铺 系数 及 摊 铺 厚 度 。 为做到 压实后 的铺 装 与伸 缩 缝衔 接 平顺 ， 在接 头 处压 实后的铺装 表 面应 与伸缩 缝平 齐 。 2 4碾 压 碾压应 紧跟摊铺 机进行 。碾压 过程分 初压 、 复 压 、 终压 三个阶段 进行 。压路机 碾压组 合及碾压 遍 数如 表 4所示 。根据实 际的“ 黏轮 ” 情 况 可对 碾压 组 合进 行 调 整 ， 但上 层终压 必须采 用钢轮 ， 确保铺 装层 的平 整度 。 由于 闵浦大桥施工过程 中存 在环境温 度低 、 风大 等 不利 因素 ， 导致碾压过程 中环氧沥青混合 料温度 降低很 快 ， 因此 ， 碾压过程 中重点对碾压 温度进行 了控制 ， 通过 1 6 上 么晚 N o 1 2 0 1 0 调整 压路机 碾压速度等措施 ， 确保初 压结束时铺 装层表 面温度 大于等于 8 2 ， 终压结束 时大于等于 6 5 。 表 4 压 路 机 组 合 及碾 压 遍 数 位 置 初压 复 压 终 压 钢轮压路机 轮胎压路机 轮胎压路机 钢轮压路机 铺 装 上 层 4遍 4遍 4遍 4遍 轮胎压路机 钢轮压路机 轮胎压路机 钢轮压路机 铺装 下 层 4遍 4 遍 4遍 4遍 注： *碾压一遍 的定义 ： 碾压 范围内， 摊铺层表 面的任一点 都 通过 了一次压路机( 不含叠轮 ) 2 5接 缝处理 闵浦 大桥环 氧沥 青混 凝 土铺 装 层施 工 缝采 用 4 5 。 斜 接缝 。纵 向施 工 缝 禁 止设 置 在 纵 隔板 和 U 形肋 与 顶板 的焊缝 处 。上 下层 的纵 向施 工缝 间距应 在 1 5 c m 以上 。 切 缝采用 自动 切缝 机 进行 切 割 ， 切缝 前 要 预先 画 线确定 切缝 位置 ， 沿 线 切割 。切 割 时 间应通 过试 切 确 定 ， 即当铺 装碾 压完 1 2 h后 ， 不 时 用切 缝 机 在画 线 外 侧拟被 切除 的铺 装 层 上 试切 。 当发现 切缝 平顺 ， 不 再 拉料 ， 切 割 面光洁平 整时 ， 即可开始 正式切 割 。铺 装 下层 切缝 深度控 制在 2 5 c m左 右 ， 上层 控制在2 0 c m 左右 。 3 结 语 本 文分 析了 闵浦 大桥 钢桥面环 氧沥青 混凝土铺 装 工程 的基 本实施 条 件 ， 并 结合 施 工组 织 设计 及 施工 过 程中遇到的问题 ， 对施工过程中前、 后场各工序提出了 具 体 的质 量控制 措 施 ， 并 列举 了相应 的控制 方 法及 检 测结 果 。希 望对其 他桥梁 钢桥 面环氧沥青 混凝 土铺装 施工有 一定 的参考 与借鉴 作用 。闵浦大桥 上层桥 已于 2 0 0 9年年 底通 车 ， 截 止 目前 ， 其 钢桥 面环 氧 沥 青 混凝 土铺装 的使用状 况 良好 ， 未 发现早 期病害产 生 。 参 考文献 ： 1 黄卫 ， 钱振东 ， 程刚 南京长 江第二大桥钢桥面铺装技术研 究 J 东南大学 学报 ， 2 0 0 2 ， 3 2 ( 5 ) E 2 3 罗桑 ， 贺华 ， 李科 武汉 阳逻大桥环 氧沥青 混凝 土铺装施 工 工艺 J 施工技术 ，2 0 0 8 ，3 8 ( 1 ) E 3 3 闵朝 晖， 黄卫 环氧沥青的黏度与施T性 能研究 J 公路 交 通科技 ， 2 0 0 6 ， 2 3 ( 8 ) E 4 张磊 ， 唐 小平 ， 李 洪涛 大跨进 钢桥 面黏结层材料 和施工技 术研究 J 中南公路工程 ， 2 0 0 5 ， 3 0 ( 4 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m