1、蚌埠市解放路胜利路高架桥桥面铺装技术方案蚌埠市解放路、胜利路高架桥桥面铺装建议方案重庆鹏方路面工程技术研究院2010年1月一、简介通过相关单位检测，蚌埠市胜利路、解放路高架桥桥面铺装主要病害表现为：1、 桥面铺装损坏严重，普遍出现网裂、龟裂、坑槽、破碎或碎裂以及桥面贯通横缝和纵形裂缝，局部水泥混凝土出现断裂现象；2、 桥面排水不畅，导致桥面渗水严重；3、 部分盖梁因预应力不足产生盖梁负弯矩区出现裂缝；4、 部分箱梁梁端侧面及底面出现混凝土破碎、剥落、钢筋外露现象。原因分析为：1、 桥面铺装层厚度普遍偏薄，均未达到设计要求的厚度（要求13cm），承载能力较低；2、 该桥已运营多年，目前的车辆的数
2、量和核载已超过原设计标准，现有水泥混凝土强度已不能满足现有荷载要求；3、 原铺装层防水不良或者防水功能失效，导致水对铺装层和结构层造成损坏。二、建议铺装结构1、铺装设计思路（1）全部挖除原有水泥混凝土铺装层，若桥面板有损坏，需考虑对桥面板进行修复；（2）挖除原有水泥混凝土后，必须恢复水泥混凝土调平层至少8cm；（3）需考虑调平层水泥混凝土的强度满足现有交通荷载的要求（设计C40水泥混凝土建议验算强度）；（4）水泥混凝土调平层必须设置钢筋网，以保证调平层有效分布荷载，同时重点加强桥面负弯矩区调平层钢筋的配置或者采用其他办法（采用粘贴碳纤维布）以避免调平层受拉开裂；（5）铺装层尽可能采用薄层铺装，
3、以减轻桥面恒载；（6）重点考虑桥面防水粘结层的设置，以增强铺装层的耐久性，同时保护桥梁结构以避免受到水损坏；（7）考虑铺装层结构的耐久性与防水性能，故建议采用高弹改性沥青SMA10结构。2、结构建议2.1建议结构建议铺装结构如下：表1 铺装结构铺装层温拌高弹改性沥青SMA10（2530mm）应力吸收层改性沥青玛蹄脂（35mm厚，以刚好盖过其下的碎石为宜）防水粘结层AMP-100二阶反应型防水粘结层，用量0.20.4Kg/撒布1.182.36mm小碎石，用量0.50.8kg/反应性树脂封闭层，用量0.30.6kg/表面处治喷砂吸尘处治，形成干燥、洁净、粗糙的界面，构造深度0.6-0.8mm调平层
4、8cmC40钢纤维水泥混凝土原桥面全部挖除原有水泥混凝土板，并清理洁净总厚度105110mm2.2铺装材料技术要求 1、选用优质玄武岩石料作为桥面铺装沥青混合料用碎石集料，填料采用石灰石矿粉。粗集料、细集料及矿粉应满足我国现行公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）的相关技术要求。2、反应性树脂封闭层所用的撒布碎石除满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）相关要求外，还应满足表2的要求。表2 反应性树脂封闭上层撒布碎石性能要求技术指标单位要求试验方法石料压碎值%26JTG E42-2005 T0316吸水率%0.3JTG E42-2005 T0307含水率%0.3J
5、TG E42-2005 T0305可淘洗掉的成分0.075mm%0.5JTG E42-2005 T0310偏平状颗粒%10JTG E42-2005 T0312冲击破碎值%0.3JTG E42-2005 T0322通过率1.18mm%10JTG E42-2005 T03022.36mm%903、反应性树脂封闭层反应性树脂封闭层技术指标如表3所示。表3 反应性树脂封闭层材料技术要求性 能要 求粘接强度（25）1.5MPa剪切强度702.0MPa253.0MPa拉伸伸长率（25）20%低温弯曲性能（-20）20圆棒弯曲90无裂纹4、AMP-100二阶反应型防水粘结层AMP-100二阶反应型防水粘结材
6、料性能指标见表4。表4 AMP-100二阶反应型防水粘结材料技术要求项目指标试验方法外观黑色粘稠液体JC/T 975-2005延伸性6mmGB/T 16777-1997断裂延伸率80%GB/T 16777-1997低温柔韧性，-252无断裂纹GB/T 16777-1997粘结强度，251.00MPa参照JC/T 975-2005，拉拔力试验仪，拉伸速度0.1MPa/S剪切强度，251.00MPa参照JC/T 975-2005，夹角45，温度25干燥性(25)表干4hGB/T 16777-1997实干12hGB/T 16777-1997耐热性1602，无流淌和滑动JC/T 975-2005抗冻性
7、，-2020次不开裂JC40819915、沥青结合料SMA所用结合料为6%以上的SBS改性沥青，需满足表5所列指标。表5 SMA改性沥青技术要求试验项目技术指标针入度（25，100g，5s），0.1mm40延度（5，5cm/min），cm25软化点，65闪点，240弹性恢复（25），%75旋转薄膜烘箱试验(16375min)质量损失，%1.0针入度比，%65延度（5，5cm/min），cm20改性沥青玛蹄脂所用的改性沥青与上述SMA改性沥青相同。6、矿物纤维SMA需采用矿物纤维，以增加SMA混合料的抗疲劳性能，矿物纤维的添加量为混合料重量的58。矿物纤维的性能指标见表8。表8 矿物纤维性能技术
8、要求试验项目要求试验方法直径，m25JT/T 533-2004抗拉强度（断裂强度），MPa500JT/T 533-2004断裂伸长率，%3JT/T 533-2004熔点，250JT/T 533-20047、混合料性能铺装面层SMA10设计混合料性能需满足表9中的技术要求。表9 改性沥青SMA10混合料性能要求试 验 项 目要 求试验方法击实次数双面75次空隙率，%3.03.5JTJ 052-2000 T0705矿料间隙率，%16.5马歇尔稳定度，kN6.0JTJ 052-2000 T0709冻融劈裂强度比，%80JTJ 052-2000 T0729粗集料骨架间隙率VCAmix，%VCA DRC
9、JTJ 052-2000 T0705沥青饱和度VFA，%7585沥青混合料飞散损失，%15JTJ 052-2000 T0733车辙动稳定度（60），次/mm3000JTJ 052-2000 T0719-10弯曲极限应变*，mm/mm610-3JTJ052-2000 T0715注：* 弯曲试验试件尺寸为30010050mm。为保证改性沥青SMA的压实度和避免对防水粘结层的冲击，在施工碾压过程中应采用水平振荡压路机。同时为了确保SMA的压实度，需在混合料拌和过程中添加占沥青质量23%的中温化改性剂Sasobit，可降低施工碾压温度，以避免因薄层沥青混凝土快速散热而影响施工压实度。8、改性沥青玛蹄脂
10、改性沥青玛蹄脂是由特制的改性沥青与集料按照一定的油石比（1518%）热拌而成，其中集料可以由石屑和矿粉组成，也可以只有矿粉，石屑和矿粉指标应满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）中相应的技术要求。为增加砂胶的施工和易性拌和过程中添加占沥青质量23%的中温化改性剂Sasobit，改性沥青玛蹄脂需满足表10中的技术要求。表10 改性沥青玛蹄脂性能要求指标要 求试 验 方 法软化点，120JTJ052-2000流动性，s3日本铺装试验法便览剪切强度（60），MPa0.5压剪试验空隙率，%1JTJ052-2000渗水率，ml/min1JTJ052-2000-10弯曲极限应变，mm/m
11、m610-3JTJ052-20002.3主要施工及检测设备完成该项目所需要的主要施工和检测设备如表11所示。表11 主要施工机械及检测设备一览表设备名称数量（台）用途及要求自动打砂机24用于喷砂吸尘沥青混合料拌和楼1拌和能力不低于150t/h改性沥青生产设备1一个带搅拌的30t储罐具有自动调平功能摊铺机12沥青混凝土摊铺载重大于10t的自卸车610混合料运输浇注式沥青混凝土专用升温搅拌运输车（Cooker）24改性沥青玛蹄脂生产与运输自重10t以上的双钢轮压路机45其中水平振荡压路机23台拉拔力测试仪1检测粘结力渗水仪1小型施工机具滚筒、人工手持式夯锤等其他相关设备装载机、灌缝机等2.4施工技
12、术要求1、基面处理（1）混凝土桥面板的预处理可采用以下方式进行：清扫，主要清洁较大粒径的污染物，如泥土，碎石等。真空清洁方法，主要清洁混凝土表面的一些细小灰尘、砂等杂物。压缩空气法，基本可清除混凝土板上的所有可移动的杂物。蒸汽清洁，主要清洁混凝土板上的油污等杂物。施工时，根据桥面实际情况选择最适宜的处理方法，使桥面板形成干燥、清洁、粗糙的表面。（2）混凝土桥面板的喷砂处理混凝土桥面板板采用喷砂方式进行处理。桥面打砂选择全自动喷砂机进行处理，采用全钢丸的喷砂方式。喷砂速度为100300cm/min，喷砂宽度为4080cm。喷砂后应清除混凝土表面全部浮浆，经处理的表面应具有粗糙有构造深度的外观。（
13、3）桥面喷砂处治后、反应性树脂封闭层施工前，必须保证清除所有灰尘、浮浆、油污等杂物，并确保混凝土板干净、干燥。2、反应性树脂封闭层施工（1）环境要求遇下雨、下雪、结露等天气条件时，严禁涂布作业。反应性树脂的固化速度和粘度受温度影响很大，施工温度宜控制在1540，或者根据材料供应商的要求执行。涂布前，混凝土表面应清理彻底，无任何污染物。（2）施工可以采用机械喷涂和人工滚涂方式进行施工。反应性树脂封闭层由多组分混合而成，采用人工施涂方式时，需按照材料供应商的要求对各组分准确的称量混合。同时需专用手持机械对其搅拌，使其混合均匀。施工分两步进行。首先，将混合后的反应性树脂均匀施工在已处理的桥面板上，用
14、量控制采用一定面积涂布一定量的平均用量法控制，用量为0.30.6/，施工中需注意不得出现漏涂、堆积、流淌等现象；反应性树脂封闭底层涂布后，在其未固化前，撒布1.182.36mm小碎石，要求小碎石撒布均匀，用量为0.50.8/，要求小碎石沉入到反应性树脂内部；反应性树脂固化后，将其表面未粘牢的小碎石扫去或用高压空气吹去；并进行清扫处理。3、AMP-100二阶反应型防水粘结层施工界面清洁干净，并完全干燥后，即可进行AMP-100二阶反应型防水粘结层的施工。可采用人工涂布和喷洒两种方式进行。（1）人工涂布施工前，将其倒入适当大小的容器中，轻微搅拌3-5min，由操作人员用滚筒将其均匀地涂布于水泥混凝
15、土或其它处置基面上。一般推荐采用该方式。注意应尽量滚涂均匀。（2）喷洒施工面积不大时，可人工手持喷枪施工，由操作人员手持喷枪，均匀地涂布。面积较大时，也可采用沥青洒布车进行洒布，但需严格控制洒布量，洒布需均匀。注意，采用喷洒施工时，洒布完后要及时清洗管道，以免堵塞管道，同时注意使用大桶时必须搅拌均匀，以防止空气侵入。图1 防水粘结层人工滚涂方式 图2 防水粘结层喷洒方式注：为达到好的施工效果，AMP-100二阶反应型防水粘结层需采用两次分次实施，常温下第一次和第二次实施之间的时间间隔应在48小时，AMP-100二阶反应型防水粘结层施工后12小时，即可进行改性沥青玛蹄脂缓冲层的施工。（3）施工注
16、意事项本产品施工时，需要对基面进行处理。水泥混凝土或其它基面要求强度达到设计标号，表层干燥、干净，表面不得有松散浮浆、掉皮、空鼓及严重开裂现象，对于油污需用溶剂清除。本产品可采用人工涂刷或机械喷涂施工，涂布应均匀，同时需防止空气的侵入。本产品施工用量需根据不同路面状况进行调整。本产品施工时，空气温度应为040，雨天、大风及冰冻天气不宜施工。施工过程中应禁止抽烟，严禁一切烟火。施工时需对眼睛进行防护，少量液体溅入眼睛须干净毛巾蘸清水擦尽，或就医咨询。4、改性沥青玛蹄脂施工（1）改性沥青玛蹄脂拌和改性沥青玛蹄脂拌和可直接在搅拌罐（宜采用浇注式沥青混合料专用拌和设备）中进行搅拌，搅拌罐在运输车上预热
17、10分钟，将2/3的改性沥青泵入搅拌罐并加热，开动搅拌，然后将集料分批加入搅拌罐，集料全部加入搅拌罐后，再将余下的1/3改性沥青泵入搅拌罐，搅拌升温，同时将搅拌罐运输到施工现场。（2）改性沥青玛蹄脂摊铺改性沥青玛蹄脂在搅拌灌中温度升至180230后，提起卸料闸，将搅拌好的砂胶放入具有保温设备的手推车上，采用人工刮涂的方式（也可选用机械摊铺）将改性沥青玛蹄脂刮平，厚度控制在35mm。改性沥青玛蹄脂施工完毕后应没有孔隙和露空，对下卧层应充分覆盖和封闭。（4）施工注意事项改性沥青玛蹄脂施工前，应对其软化点进行检测，满足要求后，方可应用于实体工程。运输车辆禁止在施工段范围内调头和急转弯，并按指定路线进
18、入施工现场，行驶速度不超过5km/h，以免破坏下卧层。改性沥青玛蹄脂在沥青搅拌罐中存放的时间不宜超过6小时，以避免沥青老化。人工施工时，需要经常性检查改性沥青玛蹄脂的施工厚度，不符合要求的应立即处理。5、SMA混合料施工（1）SMA混合料生产每一阶段SMA混合料拌和前，均需对拌和楼进行彻底的检修与维护，避免发生导热油渗漏、沥青泵停机、矿粉掺加速度慢及掺加量不够等问题。同时，对所有计量设备进行检查。混合料拌和温度控制：石料加热190220，混合料拌和后出料温度按170185目标控制，不满足上述温度要求则弃料。拌和时间为干拌1525s，湿拌3060s，上述工艺均需现场试拌后确定。拌和过程中应充分注
19、意矿粉掺加、纤维掺加、Sasobit掺加、沥青用量及出料温度控制；同时，冷料仓上料速度的设置应充分考虑到加热鼓风中细集料中的粉料（0.3mm材料）损失，回收粉不得再次使用。拌制好的混合料贮存时间不得超过4h。试验室人员应按规定抽样频率取样检验并密切观察拌制混合料的质量。拌和楼拌和工序必须采用自动控制。特殊情况下，经监理工程师同意，可少量采用人工控制（开始拌和及故障等特殊情况每次不超过5斗）。要求每盘打印数据，并按每盘打印数据检查。经过试拌、试验路施工确认并批准的混合料拌和工艺不得更改，如需更改，需取得监理工程师同意。如发现任何异常情况，立即停机处理，通知摊铺现场，在未找到发生异常的原因并解决前
20、，不得恢复施工。（2）SMA混合料摊铺采用一台摊铺机摊铺。摊铺机摊铺施工前，应进行全面彻底的检修，确保摊铺施工中不出现设备故障。摊铺机应在摊铺施工前一天就位，需通过防水粘结层或缓冲层时应在白天移动。到达摊铺起点附近，放置在当日施工范围以外（不得停留在防水粘结层或缓冲层上过夜）。压路机等机械设备也应同样放置。摊铺开始前1h左右使摊铺机就位于起点，并充分预热摊铺机熨平板。摊铺机采用挂线控制厚度（或用拖棒控制）。对此，施工单位应进行仔细研讨，采用适当的控制方式，通过试验验证确保铺装平整度与铺筑厚度。摊铺机行走速度应尽可能放慢，以便与拌和楼拌和能力相匹配。铺装面层混合料摊铺时，摊铺机行走速度依据拌和能
21、力，一般控制在1.52.0m/min范围，最高不超过3m/min。摊铺机行走时，不能在改性沥青玛蹄脂缓冲层上转弯，禁止摊铺机在所有铺装层面上急转弯和调头。施工管理人员应密切注意拌和楼、运输车辆及摊铺机、压路机之间的协调统一，避免摊铺机长时间停机待料。摊铺最低温度为160。（3）SMA混合料碾压改性沥青SMA混合料碾压必须紧跟摊铺机碾压，初碾、复碾工作长度约30m，不允许超过50m。对此，施工单位应采取适宜的保证措施。初碾初碾采用自重大于10t压路机进行静压。初碾压路机每次前进时，均应前行到接近摊铺机尾部位置。每次前进后均应在原轮迹上（重复）倒退，第二次前进应重复约2/3轮宽，往返一次为碾压一遍
22、，需碾压12遍。铺装表面层施工时，初碾压路机行驶速度控制在3km/h范围内。初碾必须在铺装温度140以上完成。复碾SMA铺装层复碾采用水平振荡压路机，振荡碾压34遍，复碾完成时铺装温度应大于120。收迹碾压收迹碾压采用钢轮压路机无振动碾压收迹12遍，收迹碾压终了温度应大于100。（4）开放交通待摊铺层自然冷却，混合料表面温度低于50后，方可开放交通。2.5验收标准五里墩立交桥面铺装的质量验收依据我国公路沥青路面施工技术规范及公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南。本文未规定内容及评分标准参照我国公路工程质量检验评定标准（JTJ F80/1-2004）执行。检测结果应满足表5.1中的质量要求。表5
23、.1 桥面铺装工程施工质量要求工程分项检测指标要求合格判定检测频度喷砂粗糙度，mm0.60.8最小60，最大801点/2000反应性树脂封闭层用量，g/300600最小3001点/1000m2AMP-100二阶反应型粘结层用量，g/200400最小200，最大4001点/1000m2粘结强度(25)，MPa1.0最小1.01点/2000m2改性沥青针入度(25)，0.1mm40符合要求1次/施工日软化点，72延度(5)，cm35改性沥青玛蹄脂软化点，120最小1201次/施工日改性沥青SMA混合料级配(通过率)，厂拌取样9.5mm，4.75mm2.36mm0.075mm232与施工级配目标值对
24、比，每次结果均达到要求1次/施工日油石比，厂拌取样0.3与设计值对比，每次结果均达到要求空隙率，1.0与设计马歇尔空隙率对比，平均值饱和度，7585平均值马歇尔稳定度，kN6.0平均值铺装现场检测SMA铺装厚度，mm-8%-10%代表值满足要求极值满足要求1点/2000m2SMA压实度，98(以实验室标准密度为准)全部满足要求1点/2000平整度，mm标准差1.2满足要求全线连续最大间隙3满足要求随时横坡坡度，0.3全部满足要求每断面铺砂法构造深度，mm0.8平均值满足要求1点/200m渗水系数，mL/min200平均值满足要求1点/200m2.6其他要求1、改性沥青玛蹄脂和SMA混合料必须进
25、行完整的目标配合比设计，SMA混合料还必须进行生产配合比设计并完成试验段铺装，以确定铺装施工参数并确保铺装混合料性能的稳定。2、由于该铺装方案的特殊性和技术含量较高的特点，采用该铺装方案进行施工的整个过程中，必须由技术单位进行全过程质量监控，该技术单位主要负责对施工单位铺装质量的控制、施工关键环节的技术指导以及对各项技术指标的合理建议等。三、铺装结构造价分析工艺名称喷砂吸尘处治反应性树脂下封闭层（撒小碎石）AMP-100二阶反应型防水粘结材料改性沥青玛蹄脂缓冲层（36mm）2530mm高弹改性沥青SMA10价格（元/m2）1060328065合计（元/m2）237附：典型结构案例1、合肥五里墩
26、立交桥改造项目五里墩立交桥位于合肥市区西部，在长江西路、屯溪路、合作化路的会合处，距离市中心2.6公里，是安徽省第一座高标准公路立交桥，成为合肥市一环路上的壮丽景观。五里墩立交桥于1996年5月全线竣工通车，通过近几年不间断的定期检测评估，大桥已发现不同程度的病害：五里墩立交桥由于沥青砼铺装偏薄，桥面平整度差，使桥面铺装层内的雨水排出不及时，加上大量超载车辆反复荷载，加速了混凝土铺装层破损、防水层失效，致此部位大部分板梁封缝开始脱落，部分铰缝下有滴水白化现象。经过分析，其主要原因在于：（1）桥面铺装层较薄，而粘结层粘结力不足，铺装层容易脱层，不能有效传递核载，同时在重载交通作用下，铺装层出现开
27、裂、推移病害。同时，由于裂缝的出现，为水进入铺装层提供渠道。（2）铺装层防水层失效，水直接侵入桥面板及结构，致使桥面板及桥梁结构出现水损坏。确保桥梁安全，合肥市市政管理处结合专家论证意见，制定了周密细致的维修方案。五里墩立交桥桥面铺装采用维护方案如下：铺装层温拌改性沥青SMA10（2530mm）应力吸收层改性沥青玛蹄脂（35mm厚，以刚好盖过其下的碎石为宜）防水粘结层AMP-100二阶反应型防水粘结层，用量0.20.4Kg/撒布1.182.36mm小碎石，用量0.50.8kg/反应性树脂封闭层，用量0.30.6kg/桥面板水泥桥面板：打砂，形成干燥、洁净、粗糙的界面，构造深度0.6-0.8mm
28、五里墩立交桥桥面铺装于2009年9月11月完成维护施工，目前使用效果良好。2、渝黔高速七里半大桥维护项目（1）简介渝黔(重庆- 贵阳) 高速公路七里半大桥位于弯道内，纵向位于长下坡（竖曲线)末端，为简支T 梁连续桥面结构。桥面铺装层结构原设计为乳化沥青粘结层上直接铺装5cm改性沥青AK -13沥青混凝土，原铺装设计图2所示。图2 七里半大桥原铺装自2001年通车以来，通车不到一年就出现损坏，运营3年后，左幅（贵阳-重庆）桥面铺装更是发生了大面积破坏，并于2004年进行了局部挖补。但修补后的桥面病害程度进一步加剧，主要病害表现为：推移、裂缝（龟裂、横向、纵向和其他不规则裂缝）、沉陷、麻面、松散等，破坏范围遍及左幅全段，桥面铺装的结构功能遭到了严重损坏图3 七里半大桥破坏情况（2）破坏原因分析层间粘结不足根据软件计算分析，得出该桥桥面铺装层间最大剪应力为0.66MPa，实验室模拟该桥桥面铺装结构制作的试件，得出采用乳化沥青及改性乳化沥青防水层的层间抗剪强度，分别为0.25 MPa、0.45 MPa，显然采用乳化沥青或改性乳化沥青作防水层，层间抗剪强度均不满足要求。桥梁线形该桥的平面线形为弯坡斜桥同时纵向又位于长下坡（竖曲线）末端，车辆驶入该路段时，一般需经过高速（制动）-低速（加速）-高速的过程，在转弯上坡时，铺
