连续钢箱梁桥面新型改性沥青混凝土路面浇筑式施工工法
技术领域
本发明涉及建筑施工
技术领域
,具体是指连续钢箱梁桥面新型改性沥青混凝土路面浇筑式施工工法。背景技术
钢桥在国内桥梁建设中应用的比例逐步提高,钢桥面的铺装也一直是行业性难题。从技术层面来说,钢箱梁是大型薄壁空间结构,在车辆荷载、温度、风荷载的作用下,其桥面系内部受力复杂,钢箱梁会发生伸长、缩短、弯曲、扭转等变形,桥面铺装要求具有追随钢箱梁一起协同变形的能力。而且由于其结构与公路路面或者机场路面存在很大差异,传统的桥面铺装层往往在使用后不久就会出现很多病害。典型的病害主要有桥面铺装层与桥面板、层间粘结力不足或桥面系温度过高而导致桥面出现裂缝、波浪、壅包、推移、车辙等病害。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种适用于大跨径钢结构桥面沥青混凝土铺装、连续钢箱梁桥面新型改性沥青混凝土路面浇筑式施工功法。
连续钢箱梁桥面新型改性沥青混凝土路面浇筑式施工工法,包括以下步骤:
步骤一、钢桥面喷砂除锈:喷砂前清楚钢板表面污渍,对严重锈蚀部位先以细钢砂作局部预处理,然后作全面喷砂处理;
步骤二、甲基丙烯酸树脂防水粘结体系施工:
1)甲基丙烯酸防腐底漆施工:钢桥面板喷砂除锈检验合格后,在3h内实施防腐底涂层,采用滚筒滚涂施工,用量不小于200g/m2,干膜厚度为50μm;
2)甲基丙烯酸树脂防水层施工:待防腐底漆固化后,喷涂甲基丙烯酸树脂防水材料,分两层施工,总用量为2500-3500g/㎡,待首涂层固化后,直接喷涂下一层;
3)甲基丙烯酸树脂粘结剂施工:甲基丙烯酸树脂防水层喷涂结束并完全固化后,立即喷涂丙烯酸树脂粘结剂,采用刷涂、滚涂的方法施工;
步骤三、铺筑下层浇筑式沥青砼GA10施工:
1)施工准备:保持防水层清洁干燥;
2)浇注式沥青混合料的拌和:混合料拌合温度控制:如果矿粉未加热,则石料加热温度应为320℃,混合料拌合后出料温度为220~250℃,如果矿粉加热,则石料温度为230~260℃;
3)浇注式沥青混合料的摊铺:
边侧限制浇注式沥青混凝土在220℃~260℃摊铺时具有流动性,采用45mm厚、100mm宽的钢制挡板作为边侧限制设在车道连接处的边缘;一台自身推进式碎石撒布机紧随摊铺机后,等摊铺的混凝土降到合适的温度,撒布5~10mm的预拌0.3~0.5%沥青碎石,用量为3~6kg/m2,并用人工滚筒将碎石压入浇注式沥青混凝土中;
4)接缝及边界处理;
步骤四、自修复型粘接乳化沥青施工:粘结层采用自修复型粘接乳化沥青,下层浇筑式沥青砼GA10与铺筑上层改性沥青SMA13,铺装下层与铺装上层之问结合层处选择的骨料为粒径5m~10mm的碎石集料,结合料采用改性乳化沥青;
步骤五、铺筑上层改性沥青SMA13:改性沥青SMA13施工工艺为常规施工工艺,包括拌合、运输、摊铺、压实;
步骤六、横缝、纵缝和边缘处理:横施工缝处要做成45°或60°热斜接缝,施工时要在斜接缝面上喷洒粘结料以保证层间结合良好,在纵接缝处及桥面边缘处加不同铺装幅能够很好的粘结在一起,形成一个整体。
进一步的,步骤二中甲基丙烯酸树脂防水材料含两种树脂组份A和B以及一种催化剂,施工前先将催化剂加入B组份充分搅拌均匀后,再和A组份搅拌及喷涂;喷涂丙烯酸树脂粘结剂时,应用直尺或其他工具将粘接剂与短期接头和搭接区分隔,防水粘结剂用量不小于300g/㎡。
进一步的,步骤三浇注式沥青混合料的拌和时间为干拌15s,湿拌90s;浇注式沥青混凝土摊铺过程中,会产生部分气泡,采用带尖头的工具刺破,排出内部空气。
进一步的,步骤四在铺装下层摊铺一定距离后,在浇筑式沥青混合料凝固之前,进行层间碎石撒布,碎石撒布车在撒布过程中要连续匀速进行,保证碎石撒布均匀性,然后通过人工辊子碾压的方式,使撒布碎石的1/3~1/2粒径部分压入铺装下层中,铺装下层摊铺完成后,摊铺铺装上层前,在铺装下层上喷洒改性乳化沥青,然后再进行SMA面层铺装,自修复型粘接乳化沥青层用量300-500g/m2,在SMA13施工前一天施工,要求撒布均匀,并铺满。
本发明与现有技术相比的优点在于:
基于MA类浇注方式与GA类浇筑方式基础上,融合两种施工方式的优势,对传统的施工方式进行工艺改进而形成的一项施工技术M&GA施工方法。MA类浇注式沥青混凝土具有天然湖沥青含量高、细集料级配严格的技术特点,使得MA混合料性能较为稳定;但其生产工艺是先拌和沥青、矿工艺粉和细集料,生成沥青胶砂,再掺加粗集料拌和成品混合料,拌和时间较长(4-6h),施工效率较低,不能很好地满足项目工程量大、施工期紧的要求。GA浇注式沥青混凝土技术,采用沥青拌合楼集中拌合生产,可连续供给施工,施工效率较高;在配合比设计中,天然湖沥青用量较少,细集料级配要求较宽松,GA混合料性能的稳定性不及MA混合料。因此,在考虑充分发挥MA性能稳定的优势和GA工艺的工效优势后,根据工程特点,结合MA与GA的技术特点,用GA生产工艺拌和MA浇注式沥青混合料的施工方式,依靠混合料自身流动性摊铺成型、无须碾压。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
连续钢箱梁桥面新型改性沥青混凝土路面浇筑式施工工法,包括以下步骤:
步骤一、钢桥面喷砂除锈:
(1)喷砂前的处理
①喷砂前,应首先检查钢桥面的外观,确保表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺,否则必须通过打磨加以消除;
②用清洁剂或溶剂清洗钢板表面的污染部分,对严重污染的地方处理后,将采用清洗剂及高压水对钢桥面板进行全面清洗;
③清洗完毕后,以试纸作做盐份测试,合格后进行下一步工序;
(2)喷砂除锈对严重锈蚀之部位先以较细之钢砂作局部预处理,然后作全面喷砂处理,喷砂处理后,以国标GB8923-88之表面清洁度标准图比对已喷砂之表面清洁度是否达到Sa2.5级,同时其粗糙度应介乎50至100μm之间;
步骤二、甲基丙烯酸树脂防水粘结体系施工:
(1)甲基丙烯酸防腐底漆施工:
钢桥面板喷砂除锈检验合格后,在3h内实施防腐底涂层,一般采用滚筒滚涂施工,用量不小于200g/m2,干膜厚度约为50μm,底涂层的干燥时间视现场环境而定,温度10℃的固化时间约为60min,其它温度固化时间参考产品说明书;
(2)甲基丙烯酸树脂防水层施工:
待防腐底漆固化后,喷涂甲基丙烯酸树脂防水材料,分两层施工,总用量为2500-3500g/㎡,待首涂层固化后,直接喷涂下一层,间隔时间取决于温度,甲基丙烯酸树脂防水材料含两种树脂组份(A和B)和一种催化剂,施工前先将催化剂加入B组份充分搅拌均匀后,再和A组份搅拌及喷涂;
(3)甲基丙烯酸树脂粘结剂施工:
甲基丙烯酸树脂防水层喷涂结束并完全固化后,应立即喷涂丙烯酸树脂粘结剂,采用刷涂、滚涂的方法施工,施工时,应用直尺或其他工具将粘接剂与短期接头和搭接区分隔。防水粘结剂用量不小于300g/㎡,待其完全固化后,可进行下一道工序施工;
步骤三、铺筑下层浇筑式沥青砼GA10施工:
1)施工准备:
1.在浇注式摊铺之前,应保持防水层清洁干燥;
2.由于浇注式摊铺机根据垫块和侧限挡板高度控制铺装层的平整度,因此,应进行精确测量,准确定位侧限挡板的高度;
3.Cooker运输车在进入施工现场前,应对其轮胎及底板进行清洗,防止运输车污染桥面。现场人员应穿上鞋套,保证施工现场清洁;
4.应保证材料及时供应,加强对施工机械的检查以及人员的调配,防止因材料、人员或机械产生的人为冷接缝;
5.浇注式沥青混凝土摊铺,因为其劳动强度大,环境温度高,应充分做好安全防护工作,配备必要的劳保用品;
2)浇注式沥青混合料的拌和:由于浇注式沥青混合料拌和温度高,搅拌时间长,因此对拌和楼的拌和能力和耐高温能力有很高的要求,同时,浇注式沥青混合料所用的沥青粘度大,而且沥青含量比较高,混合料容易粘附在设备上,每次生产完毕后,待设备还没完全冷却时,应对粘附的混合料进行彻底清理,在生产前应对运料小车、储罐或卸料斗清理并涂刷隔离剂,混合料拌合温度控制:如果矿粉未加热,则石料加热温度应为320℃左右,混合料拌合后出料温度按220~250℃目标控制,由于混合料中矿粉含量很大,因此混合料的拌和时间比较长,拌合时间为干拌15s,湿拌90s,上述工艺均需现场试拌后确定,如果矿粉加热,则石料温度约230~260℃;
3)浇注式沥青混合料的摊铺:
1.边侧限制浇注式沥青混凝土在220℃~260℃摊铺时具有流动性,需设置边侧限制,防止混合料侧向流动,边侧限制采用约45mm厚、100mm宽的钢制挡板,设在车道连接处的边缘,根据钢板表面平整度的情况,用不同厚度的铁片或木片调节,以达到保证铺装表面平整的目的;
2.厚度控制在摊铺之前,根据钢板表面情况进行测量放样,确定一定间隔某一点的摊铺厚度,然后调整导轨的高度及边侧限制板,从而确定摊铺厚度,摊铺机整平板有自动的水平设备控制,按照侧限板高度摊铺规定厚度的路面;
3.行车道摊铺应根据摊铺机及桥面宽度设定合理的摊铺宽度,但应尽量避免接缝位于车行道内。在浇注式沥青混凝土摊铺过程中,会产生部分气泡,应采用带尖头的工具刺破,排出内部空气,一台自身推进式碎石撒布机紧随其后,等摊铺的混凝土降到合适的温度,撒布5~10mm的预拌0.3~0.5%沥青碎石,用量为3~6kg/m2,并用人工滚筒将碎石压入浇注式沥青混凝土中,拆除边侧限制之前,让铺装层冷却,留下一个轮廓清晰的边侧连接,摊铺机行走速度应尽可能放慢,以便与拌和运输能力相匹配;
4)接缝及边界处理;
①横向施工接缝铺装过程中,除桥梁伸缩缝处外,尽量不在其它部位设置横向施工缝,如遇等料以及天气变化等原因,需在其它部位设置施工缝,按如下方法设置横向施工接缝,使用边侧限制的钢制或木制挡板,切割成浇注式摊铺宽度相同长度,放置于设置施工接缝的位置,将摊铺机升起少许,从横向挡板上移出,抵住横向挡板,手持人工抹板将混合料抹至紧贴挡板,并抹平敲打击实,固定横向挡板,待混合料冷却后,方可拆除挡板,最后应使混凝土具有垂直的横向截面,并敲掉松散混合料;
②纵向接缝由于桥面不能进行整幅摊铺,施工中会产生纵向接缝,在进行纵向接缝的施工前,应检查原沥青混凝土接缝界面,及时除去出现麻面、松散以及下层发生脱落的浇注式沥青混凝土,清楚完成后,在纵向边缝处贴一条贴缝条,同时对接缝应进行预热处理,保证整个铺装的密实性和整体性,在摊铺机后,应安排专门人员对接缝出现漏铺以及麻面的地方及时处理,如有需要另进行喷枪加热使原铺装软化,并用工具搓揉,使其表面平整,并压入预拌碎石;
步骤四、自修复型粘接乳化沥青施工:粘结层采用自修复型粘接乳化沥青,下层浇筑式沥青砼GA10与铺筑上层改性沥青SMA13,铺装下层与铺装上层之问结合层处选择的骨料为粒径5m~10mm的碎石集料,结合料采用改性乳化沥青;在铺装下层摊铺一定距离后,在浇筑式沥青混合料凝固之前,进行层间碎石撒布,碎石撒布车在撒布过程中要连续匀速进行,保证碎石撒布均匀性,然后通过人工辊子碾压的方式,使撒布碎石的1/3~1/2粒径部分压入铺装下层中,铺装下层摊铺完成后,摊铺铺装上层前,在铺装下层上喷洒改性乳化沥青,然后再进行SMA面层铺装,自修复型粘接乳化沥青层用量300-500g/m2,在SMA13施工前一天施工,要求撒布均匀,并基本布满;
步骤五、铺筑上层改性沥青SMA13:改性沥青SMA13施工工艺为常规施工工艺,包括拌合、运输、摊铺、压实;
步骤六、横缝、纵缝和边缘处理:在施工过程中应该合理确定摊铺幅度,在保证摊铺质量的前提下,尽量减少纵缝,根据工程实践经验,一般摊铺宽度为3m左右,尽量设置成一个车道宽度,在确定摊铺幅度时要充分考虑其受力,在桥面静荷载和车辆荷载作用下,通过桥面系受力分析,在纵向腹板或加劲肋板处桥面铺装层顶面所受的横向拉应力最大,为最不利横向受力位置,因而应避免纵缝位置与纵向腹板或者纵向加劲肋板位置重合,并保证两者之间的距离在20cm以上,同理桥面铺装层在横隔板处所受的纵向拉应力最大,为最不利纵向受力位置,要避免在此位置纵向1m范围内产生横缝,铺装下层与铺装上层的横缝不得重合,上下层纵缝间距不应小于15cm,横缝间距要在1m以上,纵缝横缝及边缘处是铺装层病害发生的薄弱环节,对产生纵缝和横缝的位置做好记录,在以后的运营桥面养护中对这些位置进行重点监控,横施工缝处要做成45°或60°热斜接缝,施工时要在斜接缝面上喷洒粘结料以保证层间结合良好,在纵接缝处及桥面边缘处加不同铺装幅能够很好的粘结在一起,形成一个整体。
工艺原理:
本工法是结合GA与MA工艺的优势,将粗、细集料经冷料按目标配合比进行配料,通过烘干、加热到规定温度,进行二次筛分,存于各热料仓,然后按生产配合比供料,再加热至规定温度和规定比例的SBS改性沥青一定比例的填料,拌和沥青、矿粉和细集料,生成沥青胶砂,再掺加粗集料拌和成品混合料,一并进入搅拌机中强制拌和。搅拌均匀后生成新型高分子拌和改性沥青混凝土,新型高分子拌和改性沥青混合料的沥青含量高、细集料含量高、矿粉含量高(高达25%)、孔隙率小(<1%),并且空隙问互不连通,随钢板变形追从性好、密水性好、与钢板粘结好、抗老化性能好,能够很好的解决钢桥面铺装中存在的典型问题。经运输车运至现场,采用具有振动夯、自动找平系统的大功率摊铺机进行摊铺作业,使结构层达到使用功能要求。粘接层使用自修复型粘接乳化沥青铺设,实现了上下层自修复性粘接,且具有优秀的变形追从性,防止了钢箱梁因荷载变形而产生的开裂。
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