大桥钢桥面铺装维修方案报告

大桥钢桥面铺装维修方案报告

1、原设计维修方案

《2016年专项养护工程（鱼嘴两江大桥钢箱梁桥面铺装病害处治）施工图设计》对钢桥面病害的整治的方案设计如下：

（1）局部段落整体挖除加铺方案

钢箱梁环氧沥青铺装病害主要分布两个部分：超车道和行车道之间、应急车道和慢车道之间，产生了相对较严重的纵向裂缝、网裂、坑槽病害，部分裂缝开裂至钢板顶面出现钢板锈蚀翻锈现象。对于裂缝集中的情况考虑对该段进行整体挖出后重新铺设双层环氧沥青混合料，挖除时注意不能损坏钢板。

（2）坑槽、网裂修补方案

拟采用与挖补加铺方案相同的方法，采用双层环氧沥青混凝土进行路表面坑槽和网裂的修补，挖除时要注意绝对不能损坏钢板。具体方法为：首先根据开裂的面积和形状，将修补面积向四周适当扩展，形成相对规则的长方形或正方形，然后用细铜丝刷刷除不稳定颗粒，用毛刷和吹风机扫清灰尘，必要时用湿拖把擦拭，清洁干燥后铺筑新的环氧沥青铺装。

该方案设计的维修方案与原钢桥面铺装采用相同的路面结构，采双层环氧沥青结构铺装，其典型结构如下：

（3）该维修方案的缺点分析

Ⅰ、容易造成渗水，双层环氧沥青（EA）方案中的环氧沥青粘结层的环氧沥青固化条件是120℃，作为界面粘结层洒布于钢板表面后，120℃的温度条件立即丧失，界面沥青长时间呈可流动的浆糊状态不能固化。混合料摊铺机不得不行走在洒布的尚未固化的沥青粘结层上，摊铺机履带破坏了洒布的防水沥青层的完整性和均匀性，使之成为铺装层的薄弱环节，容易出现开裂和渗水。当裂缝出现后，地表水侵入铺装层的界面位置，导致界面的防腐富锌漆锈蚀（界面的环氧沥青层完整性已被摊铺机履带破坏），进而导致铺装层与钢板发生脱层现象，造成桥面铺装剥落损坏。

Ⅱ、热环氧沥青混合料温度高达175℃以上,而桥面钢板处于常温,直接加铺热环氧沥青混合料造成钢板热涨,而温度下降后,又产生收缩,即在早期双环氧层已产生裂缝。

Ⅲ、防水层不单独设置,开裂后水容易渗透至钢板,产生质量隐患.2、其他国内典型的钢桥面铺装方案

对于钢桥面铺装病害的维修技术除EA（双层环氧沥青混凝土）技术进行维修外，还有组合体系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修复方案

ERE铺装结构采用了天意公司研发的常温固化的EBCL作为界面粘结层，粘结层铺装到钢板后在常温条件下较快固化达到一定强度，RA混合料摊铺机行走在已经固化的界面层上，解决了原美国双层环氧技术混合料摊铺机不得不行走在洒布的尚未固化的沥青粘结层上以及分幅施工带来的纵向接缝从而破坏了洒布的防水界面层的完整性和均匀性的问题。

ERE铺装本质上是ERS铺装去掉了上面层的SMA结构，增加RA混合料的厚度，表面再做一层EBCL抗滑层，满足行车的要求。其典型结构如下图所示：

ERE钢桥面铺装结构层图

ERE方案的特点：

树脂沥青混凝土在力学性能上与原美国环氧沥青近似，所不同的是ERE铺装在常温下施工和固化，因此维修施工十分方便。

因树脂沥青可以在常温条件下固化，3天左右RA13混合料即可达到规定的强度，可以较快恢复交通。

当ER局部修补后，还可以对铺装整体的表面进行EBCL防滑层罩面，既起到保护罩面下新老铺装层的作用，提高其抗老化性能，保护原有细小裂缝不因表面渗水而扩大，又提高防滑性能，保证行车安全。同时还能消除桥面铺装遍地补丁的丑陋外观。

2.2、ERS修复方案

ERS技术的基本原理

(1)利用改性环氧树脂耐高温、高强度和可追随变形的众多优点,在光滑的钢板上形成一层防水防腐的抗滑层

EBCL，利用EBCL

凹凸不平的碎石表面与在其上铺装的RA层实现咬合，约束铺装层不产生水平滑动位移。

(2)利用冷拌环氧树脂沥青混凝土技术，在EBCL层面上冷做施工成型一层高强度小孔隙率且耐高温和抗损坏的树脂沥青混凝土（RA08）整体化层，旨在保护EBCL层免受SMA施工损伤，有效地分散集中的车轮荷载以及增强整体的防水效果。

(3)利用高粘度的复合改性沥青生产的高性能SMA混合料作为行车功能层，为桥面铺装提供优良的行车安全舒适性和外观，而且降低整个铺装的造价。以SMA作为表面功能层时，该桥面已具有了长寿命路面的设计理念。即使使用一定年限后，铣刨去除已损坏的SMA

上面层，在很短的时间内对SMA层进行重置，即可使桥面铺装恢复如新。

ERS钢桥面铺装由EBCL+RA+SMA三层组成，EBCL作为防水抗滑粘结层，主要起到保护钢板、并提高界面剪切强度的作用；RA作为刚度过渡层，主要起到刚度过渡层、均匀车载和隔温的作用；SMA作为表面功能层，主要起改善行车舒适性的作用。结构方案见下图：

ERS钢桥面铺装结构层图

3、方案比选

（1）钢桥面铺装性能要求

钢桥面铺装所处的环境以及使用条件均与其他铺装存在显著的差异，所以钢桥面铺装必须满足以下各项技术要求。

Ⅰ、足够的强度和刚度及良好的变形追从性

足够的强度和刚度及变形追从性(或变形协调性)是钢桥桥面铺装首先应该具备的性能之一。1967

年版的日本《铺装试验法便览》即对此提出了明确的要求。大跨径钢箱梁桥的主梁变形较大，且变形复杂，对钢板的变形追从性不好，将可能产生两种类型的破坏：其一为铺装层与钢板之间相互错动的剪切破坏，该现象主要存在于粘结层中；其二则为铺装层的弯曲破坏。而铺装强度与刚度较差则使轮迹带的混合料产生挤压破坏的可能性增加。

Ⅱ、良好的疲劳性能

在车辆荷载作用下，正交异性板上的钢桥桥面铺装位于网络状的肋条部位，将形成较大拉应力的反复作用，容易致铺装的疲劳开裂；加之大跨径悬索桥桥面大变形的特性，要求桥面铺装具有优良的柔韧性和适用变形的能力，以避免铺装早期疲劳开裂和在较低温度时的收缩开裂。并且由于铺装的养护维修困难，设计上对其耐用年限的要求也较普通沥青路面更长。

Ⅲ、较强的高温稳定性与抗剪能力

在同样气候条件，钢桥桥面铺装的实际温度高于普通沥青路面，因而钢板与铺装之间模量存在较大差距，在载重车辆以及车辆超载的不利因素作用下，铺装层和钢板之间以铺装层的剪切作用更为显著。以我国钢桥桥面铺装的破坏情况看，因热稳定性及高温抗剪能力较差而导致的铺装产生车辙、推挤、拥包等现象较为普遍。这表明钢桥桥面铺装设计过程中必须高度重视铺装的高温稳定性与抗剪性能研究。

Ⅳ、良好的抗裂性能

在车辆荷载作用下，与荷载作用区域相邻的U、形加劲肋肋顶的桥面铺装表面将出现最大横向拉应力，相邻的横隔板顶部的铺装表面出现最大纵向拉应力；而钢板的温度收缩系数与沥青混凝土的收缩系数相差较大，二者的导热性能也存在较大差异，因此铺装层必须具有良好的抗荷载开裂与抗温度收缩的能力，即铺装层必须具有良好的抗裂性。

Ⅴ、与钢板粘结牢固

钢板与防水胶层之间、防水胶层与沥青铺装主层之间都必须具有良好的粘结力，以使各层能够形成牢固的整体，保证在荷载作用或温度变化时共同作用。与钢板牢固地粘结也是保证铺装变形追从性的必备条件。为提高铺装与钢板之间的粘结力，一方面应尽可能选用与钢板及防腐涂料粘结力强且高温稳定性、抗剪性能好的粘结材料，另一方面也应尽可能提高铺装下层的密实程度。

（2）三种铺装方案的结构性能分析

钢桥面钢板与铺装层之间的粘结力使各层形成牢固的整体，保证在荷载或温度变化时共同作用，钢板与铺装层之间的粘结强度是钢桥面铺装寿命的决定性因素之一。通过对三种铺装方案的钢板与铺装层之间粘结强度的室内试验比较，ERS和ERE方案的粘结强度对于5MPa,双层环氧沥青(EA)的粘结强度大于2.75MPa。同时，由于ERS和ERE方案的结构中防水层EBCL单独有型存在，综合防水性能较EA方案效果较好。

（3）可操作性比较

铺装类型

组合式(ERE)

组合式(ERS)

双层环氧沥青（EA）

施工机械

小型JS750拌和机

小型JS750拌和机

环氧沥青混合设备环氧沥青粘结层洒布设备

是否需要养生

3天左右固化时间

3天左右固化时间

高温拌合型5~7天以上固化时间；热拌环氧通常7~10天固化时间

（4）经济性比较

对三种钢桥面铺装方案的单价组成进行分析，比较三种钢桥面铺装方案的单价。

ERE方案单价组成表

金额单位：元

序号

名称

单位

单价（元）

5㎜树脂沥青罩面抗滑层

m2

174.07

RA13顶面抛丸

m2

33.81

5cm

树脂沥青混凝土RA-13

m2

1547.65

RA树脂沥青粘结层0.3-0.5kg/㎡

m2

62.36

EBCL环氧粘结碎石层0.9-1.1kg/㎡

m2

146.36

桥面钢板抛丸除锈

清洁度Sa2.5，粗糙度80-100μm

m2

104.26

旧路面铣刨、挖除及清理

m2

70.2

综合单价

m2

2138.71

注：包含：人、机、材以及税费。

ERS方案单价组成表

金额单位：元

组合式ERS(宁波天意新材料)

序号

项目名称

单位

单价（元）

3cmSMA-10铺装层

m2

高粘改性沥青1.0kg/m2

m2

20.0

下层RA-08冷拌环氧沥青铺装（2.5cm厚）

m2

1290.31

树脂粘层0.3~0.9kg/m2

m2

188.57

EBCL防水抗滑层（胶料0.9~1.1kg/m2，碎石2~3kg/m2）

m2

285.67

钢板喷砂除锈（Sa2.5）

m2

95.55

旧路面铣刨、挖除及清理

m2

综合单价

m2

2055.1

注：包含：人、机、材以及税费。

EA方案单价组成表

金额单位：元

序号

名称

单位

单价（元）

车行道整体铣刨5.5cm环氧沥青混凝土

m2

4.27

桥面环氧沥青粘接层清洗

m2

5.17

路面切割

m2

17.29

喷砂除锈

m2

9.47

环氧树脂防水粘接层

m2

13.50

2.5cm环氧沥青混凝土EA10

m2

1103.56

2.5cm环氧沥青混凝土EA10

m2

1103.56

界面环氧树脂粘接剂

m2

13.65

综合单价

m2

2270.474、方案推荐

通过对以上三种桥面铺装分案的结构特点、结构性能、施工和易性、经济性分析，ERS和ERE铺装方案具有较高的抗剪性能、较好的施工和易性、封闭交通时间较短，综合防水性能好，建议**鱼嘴大桥钢桥面铺装维修方案采用ERS和ERE两种分案。通过对这两种分案的施工路段进行后期的跟踪，定期对路面检测，观察、评价该两种施工分案的耐久性，在**地区的适应性、及技术经济综合评价。