山区大跨悬索桥钢桥面复合铺装施工技术

焦永宝 郭加付 乔 钢 陈 钒 訾 城

(1.中电建路桥集团有限公司，北京 100048； 2.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031)

目前，国内有许多在建和规划建设的大跨径钢桥，其桥面铺装技术的研究受到高度重视。我国大跨径钢桥一般都采用正交异性钢桥面板[1]，不少学者对其铺装技术进行了研究。比如，黄卫系统研究了大跨径钢桥面柔性铺装设计理论，将环氧沥青混凝土成功用于我国10余座大型钢箱梁桥桥面铺装[2，3]；钱振东等分析了正交异性钢桥面沥青混凝土铺装方案受力特性[4，5]。由于正交异性钢桥面板柔度大，在各种荷载作用下，钢桥面沥青混合料变形和受力情况复杂。

国内钢桥面铺装较多采用底层浇筑式沥青混凝土加上层SMA以及双层环氧沥青混凝土两种结构形式[6]。从钢桥面铺装应用情况看，其主要存在疲劳开裂、低温开裂、铺装层失效或脱层以及防水黏结层失稳等严重病害。钢桥面铺装层服役期间质量关系到悬索桥的使用寿命，病害严重时对行车安全造成重要的影响。然而，钢桥面铺装质量如何与施工过程关系密切。为此，在钢桥面铺装施工时，采取有效措施控制施工质量非常重要。

本文将结合笋溪河特大桥钢桥面铺装工程，对其复合铺装施工流程、施工工艺要点、质量控制关键技术等进行详细探讨。

1 工程概况

笋溪河特大桥为江习高速关键控制性工程，其跨度为660 m，为典型的山区大跨度悬索桥。桥梁起点位于重庆市江津区柏林镇水前村，终点位于重庆市江津区柏林镇椅子村，大桥横跨笋溪河，属于常年性河沟。桥址区距离乡村公路有一定距离，将来需修建道路连接，交通条件不便[7]。主桥钢桥面车行道铺装总厚度为75 mm(不含防水层)，复合铺装结构由甲基丙烯酸树脂防水体系(厚2 mm)、浇筑式沥青混凝土GA-10(厚35 mm)、高弹改性沥青SMA-10(厚40 mm)组成。相比于传统沥青混凝土，下层浇筑式沥青混凝土其混合料拌合温度高，沥青粘性大，防水性能好，具有自流动的特点，其整体性能较好[8]。上层SMA具有良好的热稳定性、耐疲劳性能和抗渗性能,详见表1。

2 钢桥面铺装施工流程

笋溪河大桥钢桥面铺装采用复合铺装形式，铺装下层为浇筑式沥青混凝土GA-10，上层为高弹改性沥青SMA-10。下层浇筑式沥青混凝土施工过程主要包括混合料的生产、运输、摊铺等。由于浇筑式沥青混凝土具有流动性，只需简单的摊铺平整即可，无需碾压。上层改性沥青SMA-10施工过程主要包括改性沥青SMA-10混合料生产、改性沥青SMA混合料运输、改性沥青混合料摊铺、改性沥青混合料的压实、施工缝处理等。笋溪河大桥钢桥面复合铺装具体流程，如图1所示。

表1 钢桥面及铺装结构

3 钢桥面施工质量控制

3.1 钢桥面板界面处治

钢桥面板界面处治必须在防水黏结层施工前进行，一般采用喷砂除锈方式进行处治。

1)喷砂除锈前，应全面检查钢板界面，对钢板残留的飞溅物、飞边和毛刺等缺陷[9]，用角磨机或焊接工具清理干净，确保残存的凸起高度不超过钢板界面5 mm。

2)喷砂除锈前要确保钢板表面没有油污、油斑等。

3)喷砂除锈施工，应在合格的环境条件下进行，基体温度应高于露点3 ℃以上。

3.2 防水黏结层施工

用于钢桥面防水黏结层的材料有很多，像溶剂型粘结剂、甲基丙烯酸树脂体系、环氧树脂体系、环氧沥青体系等[10]。笋溪河大桥钢桥面板采用甲基丙烯酸树脂作为防水黏结层。甲基丙烯酸树脂防水黏结体系通常由一层防锈底漆、一层或两层防水膜和一层黏结剂等共3层～4层组成。

施工环境对甲基丙烯酸树脂防水黏结层的施工质量有决定性的影响。

1)喷涂的基面必须干燥、洁净、无异物、无油污、无灰尘。施工人员必须穿戴干净的鞋套，杜绝一切可能的污染源进入施工区。

2)必须控制好施工温度和界面温度，防腐底漆和黏结剂施工温度为0 ℃～45 ℃，钢板温度要高于露点3 ℃以上。

3)风速的大小对于喷涂施工效果有较大影响，影响施工材料的均匀性，风速过大会导致喷涂材料的聚集和褶皱(如图2所示)。风速大于4 级时，严禁甲基丙烯酸树脂防水层施工。

4)浇筑式沥青混凝土摊铺过程中，发现甲基丙烯酸树脂防水膜被破坏(如图3所示)，必须进行人工修复。

3.3 浇筑式沥青混凝土施工

浇筑式沥青混凝土摊铺之前，应保持防水层清洁，无积水。浇筑式沥青混凝土需要采用专用的摊铺机和Cooker运输车。

1)由于浇筑式沥青混凝土高温具有流动性，在摊铺过程中需要对其边侧进行限制。

2)控制浇筑式沥青混凝土厚度，边侧采用33 mm的方钢管作为模板，设在车道连接的边缘，钢板平整度不好的地方用铁片或木片进行调节。

3)浇筑式沥青混凝土在Cooker车中不宜停留太长时间，但浇筑式沥青混凝土车中搅拌时间不应小于40 min。当Cooker车出料时应对加热温度进行调节，防止混合料硬结。

4)Cooker车进入施工现场之前要对其轮胎进行冲洗，确保轮胎的洁净，以免污染防水层。

5)Cooker车运输过程中车轮可能会对防水层造成损伤，应及时修补。

6)摊铺机向前移动时，一定要控制好速度，按1 m/min～2 m/min的速度前移，前进速度应与拌合能力相匹配。

7)浇筑式沥青混凝土施工过程中易出现气泡，需要及时的人工观察，并用带尖头的工具刺破，排出内部空气。

8)预拌碎石撒布时应尽量均匀，对撒布堆积的部位进行及时清理，漏撒部位应及时补撒，并对撒布的碎石使用人工滚筒进行碾压。

9)完成摊铺后，要对界面加强保护，防止污染，以免影响与上层SMA之间的黏结力。

10)接缝处必须进行人工处理。

3.4 高弹改性沥青SMA-10施工

上层SMA-10混合料施工主要包括混合料的搅拌、运输、摊铺、碾压等，采用载重20 t以上的自卸式进行运输。

1)运输车必须按照指定路线进入施工现场，不得在桥面上急转弯与调头，桥面上行驶速度不超过10 km/h。

2)在摊铺之前要对摊铺机进行全面的检修，确保摊铺过程中不出现设备故障。

3)摊铺机行走速度应尽可能放慢，以便与拌和搅拌能力相匹配，摊铺机速度一般控制在1.5 m/min～2.5 m/min，最高不得超过3 m/min。

4)摊铺机行走时，应尽可能少的在浇筑式铺装层上转弯，禁止调头与急转弯。

5)需要对高弹改性沥青SMA-10进行初碾、复碾和收迹碾压。初碾应采用大于8 t的压路机进行静压，收迹碾压采用钢轮无振动碾压收迹1遍～2遍即可，边缘部位采用小型压路机及人工操作的机动夯锤夯实。

4 结语

笋溪河特大桥钢桥面铺装工程在施工前制定了周密的施工方案，建立了有效的质量控制体系，施工时在沥青混凝土生产、运输、浇筑、摊铺、碾压等各个环节做到精心施工、严把质量关，有效保证了铺装施工质量。笋溪河特大桥钢桥面铺装工程实践为山区大跨悬索桥钢桥面铺装以及钢桥面铺装施工积累了丰富的经验。