CN104846740A - 大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其中，第一步：对钢桥面界面进行喷砂除锈、清洁处理；第二步：在钢板与混凝土铺装层之间焊接剪力件；第三步：铺设钢筋网片，将钢筋网片绑扎在剪力件上；第四步：浇筑高强增韧轻质混凝土；第五步：喷洒DPS防水层；第六步：铺设粘结应力吸收层；第七步：摊铺高粘高弹SMA-13沥青混合料。本发明提供的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，通过掺加聚合物和纤维、优化轻集料混凝土配合比设计，增强了轻集料混凝土的强度、韧性与变形能力以及抗疲劳性能，并对剪力钉和钢筋网的布置和配筋率做了优化设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁施工方法，涉及一种大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法。
背景技术
钢桥是我国常见的桥型之一，主要有钢箱梁、钢桁架、钢拱桥等几种形式,其中钢箱梁桥具有自重轻、经济、架设方便、跨越能力大等优点，在城市立交桥、大型跨江海桥梁工程中应用广泛。随着桥梁向着大跨度方向发展，它将具有更加广阔的应用前景。
桥面铺装层是桥梁行车体系的重要组成部分，直接承受荷载和环境有害物质的侵蚀，铺装材料的性能优劣及结构设计的合理性直接关系到桥梁耐久性、安全性、舒适性和经济性。目前，钢箱梁桥面铺装普遍采用沥青混凝土，钢属于热的良导体，夏季高温时钢板表面温度通常高达70℃以上，而沥青混凝土耐高温性能较差，在行车荷载与高温的耦合作用下，沥青混凝土铺装层在远未达到设计使用年限时就产生推移、拥包等病害，年年需要维修，从而造成交通堵塞和不良社会影响，给国家带来巨大的经济损失。另国内的钢箱梁桥面铺装现普遍采用环氧沥青及浇注式沥青两种铺装体系,这两种铺装体系均存在一定的技术问题且施工极其复杂，不适合在工作面较小、施工环境较为复杂的城市钢箱梁立交桥铺装中应用。
针对现有技术中钢箱梁桥面铺装层和钢箱梁桥面铺装体系存在的上述问题，本发明提出了一种大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，通过掺加聚合物和纤维、优化轻集料混凝土配合比设计，增强了轻集料混凝土的强度、韧性与变形能力以及抗疲劳性能，并对剪力钉和钢筋网的布置和配筋率做了优化设计。
本发明提供的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法如下：
第一步：对钢桥面界面进行喷砂除锈、清洁处理；
第二步：在钢板与混凝土铺装层之间焊接剪力件；
第三步：铺设钢筋网片，将钢筋网片绑扎在剪力件上；
第四步：浇筑高强增韧轻质混凝土；
第五步：喷洒DPS防水层；
第六步：铺设粘结应力吸收层；
第七步：摊铺高粘高弹SMA-13沥青混合料。
第一步中，施工工艺选择密闭式喷砂除锈，采用自动无尘打砂机进行喷砂除锈；喷砂除锈后4h内即喷涂防锈漆；选择环氧富锌漆作为钢桥面板防腐材料，干漆膜厚度控制在75～100μm，施工气候条件为空气相对湿度<85%，钢板表面温度高于露点温度3℃，气温为5-35℃。
第二步中，焊接剪力件前应清除钢桥面板上的泥土，并用水冲洗及风机吹净，剪力件采用的栓钉剪力件，规格为d1=16mm，焊接前栓钉高度为50mm，熔深控制在2mm，采用拉弧焊进行栓钉的焊接。
第三步中，钢筋网的规格采用D10钢筋网片，网眼间距100×100mm，网片搭接宽度20cm。在钢筋网绑扎在剪力件上后，需采取点焊的形式将钢筋网焊接在剪力件上，焊接点控制在4个/m2以内，并在钢筋网片下放置高强垫块。
第四步中，具体工艺为：
1）混凝土充分搅拌均匀的情况下再加入钢纤维，钢纤维在使用前要开袋抖散开；
2）桥面混凝土浇筑前将桥面清理干净，洒水后再进行浇筑；
3）摊铺混凝土采用人工进行，将混凝土用拉板和钢铲初步铺平，然后用平板式振动器进行振动，以振动到混凝土表面泛浆不再冒气泡为宜，然后再用整平机整平，根据整平机与混凝土面是否有间隙来确定是否加浆，接着用长方形铝合金尺顺桥向刮平，把多余浆铲除混凝土的浇筑过程中采用平板振捣器振捣，摊铺时要留一定虚铺高度，以使捣实后的面层标高同设计标高相符；
4）养护：混凝土浇筑完毕后养护，混凝土初凝后在混凝土表面覆盖湿麻袋或湿草垫，保湿时间不得少于14天；
5）切缝：混凝土保湿养生7天后，即可按切缝方案进行切缝，切缝方案为墩顶全切，跨中及1/4处切深2cm宽5mm的假缝，并在缝中灌注聚氨酯等柔性防水材料，切完后，将缝内灰浆杂物清除，并且冲洗干净，最后进行灌缝施工，灌缝采用聚氨酯防水材料，灌缝应饱满。
第五步中，具体工艺为：
1)钢纤维混凝土桥面预处理，对钢纤维混凝土桥面进行平整度测定，并对混凝土桥面进行平整及粗糙化处理，对于坑洞，采用早强型混凝土材料进行补平处理，平整及粗造化处理采用铣刨机进行铣刨，采用精铣刨机进行铣刨，铣刨深度3～5mm，对局部浮浆铣刨不到位的地方，采用人工将浮浆凿除干净；
2)混凝土板的清洁，铣刨后，通过扫地机将铣刨出的废料清扫干净，最后用洒水车进行全面的冲洗，冲洗后，注意桥面两侧边角，再次用人工进行清扫，直至将灰尘全部清扫干净；
3）DPS防水层的施工，整个混凝土基层面整理好以后，清扫干净，采用机器喷撒方式，在整个混凝土基层表面喷DPS防水材料，用量为0.25～0.3kg/m2。
第六步中，具体工艺为：
1）施工准备：
在使用沥青前，沥青应保持低温存放，预使用前迅速将沥青温度升至190℃，并将其直接注入沥青碎石洒铺车前方的沥青管中，在沥青碎石同步洒铺车中沥青加热温度不应超过200℃；
碎石集料的取用应保证均匀稳定，采用预拌碎石，开工前，按照级配通过拌合楼加热筒，控制碎石集料的加热温度，集料加热至150～170℃，将集料加入沥青碎石同步洒铺车后部的碎石洒铺仓，仓内具有一定的保温措施，保证石料的清洁，粉尘含量小于1%。
2）粘结应力吸收层施工：
粘结应力吸收层的洒铺采用沥青碎石同步封层车，桥面铺装过程配备一台沥青碎石同步洒布车进行粘结应力吸收层的洒铺工作，搭接处宽度控制在5cm以内，桥面上下桥有坡度处，沿上坡方向进行洒铺；
洒铺宽度不超过3.5m，洒布量以（1.8～2.2）kg/m2，同时撒布9.5～13.2mm的碎石，覆盖率超过90%；
3)碾压：
撒布碎石后用30t轮胎压路机进行碾压，碾压遍数为2～3遍，碾压交叉1/2轮宽，碾压速度3～5km/h；
4)粘接应力吸收层正式摊铺施工前，进行试验段试铺。
第七步中，具体工艺为：
1）对本工程采用的原材料通过的矿料结构设计方法确定矿料级配组成，采用马歇尔设计确定最佳沥青含量，对混合料的抗水损害能力、高温稳定性和低温抗裂性进行马歇尔试验，根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成和最佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌合站进行冷料仓的供料比例的调整；
调整冷料仓进料速度后,对拌合站热料仓取样筛分，调整热料仓比例，拌合站热料仓比例以连续生产的沥青混合料抽提后级配结果确定为准，取目标配合比最佳沥青含量、最佳沥青含量土0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量确定；
确定各热料仓矿料和矿粉的用量，从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果，通过计算，使矿质混合料的级配接近目标配合比，以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例，供拌和机控制室使用，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡；
2）沥青的准备：高粘高弹沥青加热温度为165～175℃，同时使其循环；集料准备：开工前检测含水量，以便调节冷料进料比例和燃烧器的火焰长度，集料经过烘干后的残余含水量小于0.2％，集料级配发生变化时应及时调整生产配合比，换用新材料时应重新进行配合比设计；
3）、拌和工艺：
纤维的投放：纤维应与集料同时投入拌和仓，纤维投入方式分为两种，人工和絮状纤维投料机，人工投放时纤维应根据每锅产量及纤维掺量，进行小包分装；
4）混合料的摊铺：
直接采用双侧平衡梁自动控制平整度和高程，小半径弯道采用滑靴自动找平方式；
5) 摊铺方式：
采用2台同一型号的摊铺机进行梯形摊铺，前后相距10～20米，搭接宽度为3～6cm；
6) 摊铺工艺：
沥青混合料运至摊铺地点后应检查拌和质量，施工过程中摊铺机前方有运料车在等侯卸料，开始摊铺时在施工现场已到沥青混合料应不少于150t；
摊铺前准备宽和长为30×50cm，厚度与路面结构层虚铺厚度相同的木板，将木板分开置于摊铺机熨平板下，使机板平稳搁置在木板上，调整好机板倾角与横坡后，摊铺机熨平板开始预热，预热时间约为30～60min，温度不低于100℃，摊铺开始后取出木板；
摊铺过程中，通过摊铺机螺旋布料器向两边分送的混合料分布均衡，以螺旋布料器的料置以略高于螺旋布料器2/3为度，并使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致；
摊铺机应以2.5-4m/min的速度进行连续摊铺作业；
7）混合料的碾压工艺：
摊铺机采取熨平板及桁锤双振模式，并采用高频率低振幅形式，提高混合料摊铺的初始密实度，采用不少于3台钢轮的碾压组合方式；
复压紧接在初压后进行，用双13T以上双钢轮压路机进行复压，复压开振，并严格贯彻高频低幅的操作仿真，遍数3～4遍；
终压应紧接在复压后进行，终压采用静压，不宜少于两遍，消除轮迹；
碾压区的总长度稳定，以30～50米为宜，两端的折返位置应随摊铺机前进而推进，横向应呈阶梯形。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：本发明提供的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，采用拉弧焊进行剪力件与钢桥面板焊接，桥面具有抗剪抗推移特性；采用钢纤维聚合物增强增韧轻质混凝土，使混凝土轻质高韧化，达到铺装层与钢桥面板具有协同变形的能力；具有粘结应力吸收功能一体化功能；面层采用高粘高弹沥青制备的SMA-13沥青混凝土铺装，可提高行车舒适性和路面耐久性。 剪力件、钢筋网、钢纤维聚合物增强增韧轻质混凝土、DPS防水层、粘结应力吸收层、高粘高弹SMA-13钢箱梁桥面铺装层结构，有效地改善了钢桥面直接铺装SMA方案中界面粘结强度低，钢和沥青铺装层弹性模量相差大，造成层间剪应力和沥青面层拉应力较大等缺点，有效解决了铺装层不到设计使用年限就出现推移、拥包等病害的难题，提高了桥面铺装体系的结构耐久性，同时具有优良的抗车辙和抗滑性能。
附图说明
图1为剪力件漂的结构示意图。
图2为剪力件焊接过程控制要点表。
图3为C50高韧性轻质混凝土配合比表。
图4为钢纤维轻集料混凝土生产工艺流程图。
图5为切缝示意图。
图6为SMA-13级配及施工控制范围表。
图7为SMA-13沥青混合料的容许偏差表。
图8为高粘SMA-13的矿料级配通过率（%）范围表。
图9为SMA-13沥青混合料的施工温度（℃）表。
图10为SMA-13沥青混合料拌和时间(s)表。
图11为压路机碾压速度表。
图12为制备高韧性轻质混凝土主要材料表。
图13为防水及粘结应力吸收层桥面铺装主要材料表。
图14为制备面层高粘SMA-13铺装材料主要材料表。
图15为铺装层沥青混合料马歇尔性能指标要求表。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明适用于适用于城市各类桥梁钢箱梁单跨跨度150米以内（含150米）,设计荷载按汽车—超20级，挂车—120验算的桥面材料梯度结构铺装施工。
本发明的工艺原理是基于材料梯度设计原理，利用铺装层最大拉应力、铺装层与钢板层间的最大剪应力均随桥面铺装体系弹性模量比n（n=E铺装层/E钢板）的增大而逐渐减小的特性,提出在钢板（弹性模量210GPa）上焊接剪力件、绑扎钢筋网，下面层浇筑与钢板具有较好追从性的高韧性轻质混凝土（弹性模量约25～28GPa，η30>20，厚度5～8cm），上面层铺设SMA-13沥青混凝土（弹性模量1.2～1.8GPa，厚度4cm），形成弹性模量梯度复合结构。下面层铺装结构中，剪力件与钢筋网构成的桥面抗推移骨架，在提高下面层高韧性轻质混凝土抗滑移能力的同时，使行车荷载作用于钢桥面的各向应力得以均匀传递，进一步提高铺装层与钢桥面之间的协同变形能力和抗疲劳特性。在上、下铺装层间热洒高粘高弹改性沥青的粘结应力吸收层（沥青洒铺量控制在1.8～2.2kg/m2，并撒布9.5～13.2mm单一粒径碎石），提高了混凝土层与沥青铺装层之间的界面粘结强度和抗剪强度，同时能防止水渗透造成的剪力件和钢筋网以及钢箱梁顶板锈蚀，并耗散车辆荷载往复作用下混凝土层裂缝处应力集中产生的能量，阻止裂缝反射到SMA-13沥青混凝土层。
本发明的施工工序如下：
一、钢桥面界面处理：
1、钢桥面喷砂除锈、清洁：
钢箱梁顶板的喷砂除锈在工厂预制阶段完成，其工艺及技术要求如下：
1）施工工艺选择
密闭式喷砂除锈采用自动无尘打砂机进行喷砂除锈。因为该工艺采用钢砂及钢丸作磨料，并使用自携吸尘器，因此对周围环境不会造成污染；对周围的交叉作业不构成影响；也不会造成人员伤害，且除锈后的表面颜色比较均匀，能随时检查并控制喷砂质量，打砂后的表面容易清洁。
2）材料选择
从施工工艺、长期寿命以及经济性等方面考虑，选择环氧富锌漆作为钢桥面板防腐材料。
3）施工过程注意事项
在钢桥面板生锈的情况下进行喷漆处理，极其容易造成防锈漆脱层。因此，在喷砂除锈后才能进行此道工序，同时保证钢桥面板得到长期的保护以及桥面板与铺装层之间具有良好的结合力，干漆膜厚度控制在75～100μm。施工注意事项如下：
⑴ 喷砂除锈后4h内即喷涂防锈漆；
⑵ 应按涂料制造厂的要求进行涂料配比、搅拌、熟化、喷涂与缺陷修补。涂装施工气候条件为：空气相对湿度<85%，钢板表面温度高于露点温度3℃，施工气温最好为5-35℃；
4）焊接剪力键前应清除钢桥面板上的泥土，并用水冲洗及风机吹净，确保钢桥面板的清洁；钢箱梁两侧的水泥混凝土桥面的泥土需清扫20m以外，避免施工过程中泥土对钢桥面板造成污染。
二、焊接剪力件：
剪力件的主要作用是传递钢板与混凝土铺装层之间的纵向剪切力，同时起到抵抗混凝土板掀起的作用。由于刚性连接件易于在混凝土周围引起较高的应力集中，结果导致周围混凝土被压碎或产生剪切破坏，甚至造成剪力件焊接处的破坏；而柔性剪力件的柔性较好，作用在剪切面的应力会传递到剪力件上并使其产生变形，当混凝土板与钢桥面板之间产生滑移时，其抗剪强度并不会降低。
1、剪力件材质应经过相关的试验检测，如图1所示，采用的栓钉剪力件的规格为：d1=16mm，焊接前栓钉高度为50mm，熔深控制在2mm（高韧性轻质混凝土铺装厚度为60mm）。
2、工艺参数的确定
采用拉弧焊进行栓钉的焊接。焊接前，应进行工艺参数的评定试验，以确定焊接时间、焊接电流及其他相匹配的焊接工艺参数。连续焊接10个栓钉，进行90度弯曲试验，若10个的焊接质量均符合要求，即认定焊接试验合格，方可进行工程应用。
3、焊接施工工序
1）清除钢板表面杂物，焊点处需露金属光泽；
2）测量放样，挂线布点法确定焊接点阵；
3）依次逐根焊接剪力件，采用交错焊接法，边布料，边焊接，专人操作焊枪；
4、焊工资格
参与本工程的焊接人员必须持有与其施焊项目相对应、有效的焊工考试合格证书，上岗前应能熟悉焊接工艺要求，并在上岗前接受工艺人员的技术交底。
5、焊接过程控制要点如图2所示。
三、铺设钢筋网片：
1、钢筋网的制作及绑扎。钢筋网的规格采用D10钢筋网片，网眼间距100×100mm，网片搭接宽度20cm。
2、钢筋网的点焊。在钢筋网绑扎在剪力件上后，需采取点焊的形式将钢筋网焊接在剪力件上，焊接点控制在4个/m2以内，并在钢筋网片下放置高强垫块，避免钢筋网片在施工过程中踩踏下沉。
四、浇筑高强增韧轻质混凝土：
1、施工配合比的确定。
经过大量试验以及现场拌和站的现场拌合情况，在满足施工性能和力学性能的前提条件下，推荐高韧性轻质混凝土配合比。
同普通混凝土相比，轻质混凝土原材料的选用、生产、施工等都有其特殊的要求。轻质相对普通集料的质量变异性相对较大，其在使用前需要进行预湿处理，处理的方法和时间随着工程性质和使用部位的不同而有差异，并且轻质混凝土在运输过程中，易发生分层离析。因此，为了使实际工程用混凝土与试验配置混凝土具有相同工作性质，需对轻集料混凝土的原材料选择、生产过程控制、运输以及浇注工艺等严格把关。图3为C50高韧性轻质混凝土配合比表。
2、高韧性轻质混凝土的生产。
轻质混凝土的生产过程要把好两道关。首先是原料关，特别是轻集料的预湿过程，需要严格控制预湿时间，并将预湿后的轻集料处理为饱和面干状态。砂的含水率要精确、现场测定，因为轻质混凝土对水特别敏感；其次是投料的顺序，应严格按照图4的顺序进行加料，这个过程中钢纤维的投料最为关键，为保证其能在干状态下分布均匀，一定要在干料充分搅拌均匀的情况下再加入钢纤维，钢纤维在使用前要开袋抖散开，切不可成堆倒入搅拌机内。图4为钢纤维轻集料混凝土生产工艺流程.
3、拌合、浇筑、振捣与养护。
拌合：混凝土的搅拌严格按《混凝土和钢筋混凝土施工手册》的要求进行，严格控制水泥、骨料、水用量，防止水灰比出现大的波动。加强拌和物卸料时的落度检测，坍落度是控制轻集料混凝土施工质量的重要指标之一，应严加控制。当坍落度超过220mm，应及时查找原因，因为超过220mm坍落度的轻集料混凝土拌和物在现场运输时往往会严重离析，且在振捣后轻集料很容易上浮，对收浆工序产生不必要的麻烦。在干燥高温时，拌和物的坍落度损失比较快。造成轻集料混凝土拌和物坍落度损失快的原因：一是轻集料持续吸水，二是高效减水剂和水泥或掺和料相容性差。如果是第一种原因，则应通知厂方提高轻集料的预湿程度或调整加料顺序；如果是第二种原因，在出现坍落度损失快的情况后，应及时和高效减水剂供应商联系，设法调节减水剂的组分或更新减水剂品种，不得在运输过程中或在浇注现场随意加水。
浇筑：桥面混凝土浇筑前应再次将桥面清理干净，洒水后再进行浇筑。泵管的连接处一定要密封好，避免因泵管的漏浆而导致混凝土泌水、离析而堵泵。当混凝土泵送至桥面板上后，采用人工找补均匀，严禁抛掷和搂耙，在摊铺过程中如发现钢纤维有结团现象，须及时用人工撕开抖散，并注意摊铺时不出现离析现象。在规定的连续施工区段内的钢纤维混凝土必须连续浇筑，不能中断，若中断将会造成钢纤维沿接缝的表面起不到增强作用，易产生裂缝。
振捣：摊铺混凝土采用人工进行，将混凝土用拉板和钢铲初步铺平，然后用平板式振动器进行振动，以振动到混凝土表面泛浆不再冒气泡为宜，然后再用整平机整平，并派专人根据整平机与混凝土面是否有间隙来确定是否加浆。接着用长方形铝合金尺顺桥向刮平，把多余浆铲除混凝土的浇筑过程中采用平板振捣器振捣，同时还应考虑混凝土振捣后有一定的沉降量，故摊铺时要留一定虚铺高度，以使捣实后的面层标高同设计标高相符。
养护：混凝土浇筑完毕后应做好养护工作，以防止混凝土早期收缩裂缝。浇筑完毕后应立即覆盖一层薄膜，混凝土初凝后在混凝土表面覆盖湿麻袋或湿草垫。同时由于钢纤维混凝土早期强度较高，故应加强早期湿润养护，每天均洒水数次，使其保持潮湿状态。现场保湿时间不得少于14天。
4、切缝。
切缝方案为：墩顶全切，跨中及1/4处切深2cm宽5mm的假缝，并在缝中灌注聚氨酯等柔性防水材料。切缝方案如图5所示。
在C50钢纤维混凝土浇筑前，测量人员应将切缝详细位置通过坐标放样将其标示在桥面两侧的防撞墙上。若放样时，切缝位置与钢箱梁剪力钉发生冲突，可适当偏移切缝位置，防止切缝时切到剪力钉。同时，在铺设钢筋网的过程中，在墩顶位置注意将钢筋网片断开。在钢纤维混凝土浇筑完毕，混凝土保湿养生7天后，即可按切缝方案进行切缝。
切缝时注意带线将缝切平直。切完后，将缝内灰浆杂物清除，并且冲洗干净。最后进行灌缝施工，灌缝采用聚氨酯防水材料，灌缝应饱满。
五、喷洒DPS防水层。
1、施工准备。
1)钢纤维混凝土桥面预处理
对钢纤维混凝土桥面进行平整度测定，并对混凝土桥面进行平整及粗糙化处理，对于较大的坑洞，可采用早强型混凝土材料进行补平处理。平整及粗造化处理采用铣刨机进行铣刨，由于桥面混凝土结构层厚只有6cm，采用精铣刨机进行铣刨，铣刨深度3～5mm，对局部浮浆铣刨不到位的地方，采用人工将浮浆凿除干净。
2)混凝土板的清洁
铣刨后，通过扫地机将铣刨出的废料清扫干净，最后用洒水车进行全面的冲洗，冲洗后，注意桥面两侧边角，再次用人工进行清扫，直至将灰尘全部清扫干净。
2、 DPS防水层的施工
整个混凝土基层面整理好以后，清扫干净，表面不能有明水（混凝土基面潮湿没问题）。采用机器喷撒方式，在整个混凝土基层表面喷DPS防水材料，用量为0.25～0.3kg/m2。
六、铺设粘结应力吸收层。
1、施工准备
1) 沥青的准备
在使用沥青前，沥青应保持低温存放，预使用前迅速将沥青温度升至190℃，并将其直接注入沥青碎石洒铺车前方的沥青管中，在沥青碎石同步洒铺车中沥青加热温度不应超过200℃。
2) 集料准备
碎石集料的取用应保证均匀稳定。如采用预拌碎石，开工前，应按照级配通过拌合楼加热筒，控制碎石集料的加热温度，集料加热至150～170℃，将集料加入沥青碎石同步洒铺车后部的碎石洒铺仓，仓内应具有一定的保温措施，防止集料温度下降过快。不采用预拌碎石，则应保证石料的清洁，粉尘含量应小于1%。
2、粘结应力吸收层施工
DPS防水层施工完毕，应尽快进行粘结应力吸收层的施工。防止DPS防水层施工完后，放置时间过长，造成桥面二次污染。
1) 摊铺设备选用
粘结应力吸收层的洒铺采用沥青碎石同步封层车。该设备沥青储藏罐内设有强力搅拌设备，沥青喷嘴及石料出口设有单独阀门，可以调节洒铺宽度，洒铺速度及洒铺量。
2) 洒铺方式
桥面铺装过程配备一台沥青碎石同步洒布车进行粘结应力吸收层的洒铺工作。搭接处宽度控制在5cm以内为宜。桥面上下桥有坡度处，沿上坡方向进行洒铺。
3) 洒铺工艺
粘结应力吸收层在洒铺过程中应保证沥青及碎石洒铺均匀，洒铺车洒铺速度不应过快，洒铺宽度不宜超过3.5m。洒布量以（1.8～2.2）kg/m2为宜，并同时撒布9.5～13.2mm的碎石，覆盖率应超过90%，具体撒布质量以试验段确定数量为准；施工前进行放样准备，调节好沥青的加热温度、沥青与碎石的洒布流量，参数固定后不得随意调整。
碎石在沥青洒铺后会立即洒铺，碎石洒铺应保证均匀不散失，洒铺车后应配备工人，对碎石空缺处以及洒铺不均处进行及时的补洒与清扫工作。
4) 碾压
撒布碎石后用30t轮胎压路机进行碾压，碾压遍数为2～3遍，碾压交叉1/2轮宽，碾压速度不宜过快，碾压速度3～5km/h，压路机应保持与洒铺车近似的速度匀速碾压，不得随便加速、减速以及调头。
5) 试铺施工
粘接应力吸收层正式摊铺施工前，应进行试验段试铺，通过试铺确定同步碎石洒布车的行车速度，调节喷油嘴的大小，确定高粘沥青和碎石洒布量是否满足设计要求，待试铺参数确定后，正式进行桥面洒铺。
七、摊铺高粘高弹SMA-13沥青混合料。
1、目标配合比设计
对本工程采用的原材料通过适当的矿料结构设计方法确定适宜的矿料级配组成，采用马歇尔设计确定最佳沥青含量，对混合料的抗水损害能力、高温稳定性和低温抗裂性进行检验（马歇尔试验），根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成和最佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌合站进行冷料仓的供料比例的调整。
调整冷料仓进料速度后,对拌合站热料仓取样筛分,调整热料仓比例,拌合站热料仓比例以连续生产的沥青混合料抽提后级配结果确定为准,取目标配合比最佳沥青含量、最佳沥青含量土0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量确定；
2、生产配合比确定
确定各热料仓矿料和矿粉的用量。必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果，通过计算，使矿质混合料的级配接近目标配合比，以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例，供拌和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡。
钢桥面铺装级配和油石比施工控制范围见图6.
生产配合比确定后，不能随意更改。冷料配比必须根据石料含水量进行调整。如果出现轻微的溢料等料现象可以微调冷料配比，但绝对不能调整生产配合比。如果出现严重的溢料等料现象，必须重新取样进行配合比级配设计。拌好的沥青混合料应跟踪抽检级配、油石比等指标，发现问题及时调整生产配合比。检验结果应在生产配合比目标值的容许偏差范围内，目标值的容许偏差见图7。
3、生产配合比验证
对反复调整确定的拌合站热料仓比例和最佳沥青含量进行试拌、铺筑试验段，并对生产的沥青混合料取样抽提和马歇尔试验，取样以从拌合站直接接取的样品为准（亦可从摊铺现场摊铺机1/2～1/3处取样），根据试验路确定的热料仓比例和最佳沥青含量为生产的标准配合比，满足各项要求的试验段抽提平均的各筛孔通过率为用于生产控制的标准级配曲线。
4、高粘SMA-13沥青砼用矿料级配
图8为高粘SMA-13的矿料级配通过率（%）范围。
确定高粘SMA-13生产配合比：油石比为6.0%，各热料仓比例为11-16（4仓）:6-11（3仓）: 0-3（1仓）:矿粉=44:31:14.5:10.5，聚酯纤维掺加比例为沥青混合料质量的0.25%。
5、准备工作
沥青的准备：高粘高弹沥青加热温度为165～175℃，同时应使其循环，避免改性剂离析。
集料准备：开工前应检测含水量，以便调节冷料进料比例和燃烧器的火焰长度，集料经过烘干后的残余含水量应小于0.2％。集料级配发生变化时应及时调整生产配合比，换用新材料时应重新进行配合比设计。
6、拌和工艺
1) 纤维的投放：纤维应与集料同时投入拌和仓；纤维投入方式分为两种：人工和絮状纤维投料机，人工投放时纤维应根据每锅产量及纤维掺量，进行小包分装；
2) 拌和温度和施工温度应符合图9的规定.
3) 拌和时间表如图10所示。
7、混合料的运输
1) 运输汽车底板应涂一薄层适宜的防粘剂，但不得有余残液积留在车箱底部。防粘剂可以采用洗衣粉水、废机油水等，但不宜采用柴油水混合液。汽车必须备有用于保温、防雨、防污染用的毡布，其大小应能完全覆盖整个车厢。
2) 装料时汽车应按照前、后、中的顺序来回移动，避免混合料级配离析。无论运距远近，无论气温高低，装完料后必须覆盖保温毡布，以防止混合料温度离析。
8、混合料的摊铺
1) 下承层的检查与准备
确保粘结应力吸收层无破坏、无污染、干燥。如有破坏，必须在一天前修补到位。如有杂物或污染物，必须在一天前清洗干净。如有水迹，则不得在潮湿的情况下摊铺作业。
2) 找平方式
直接采用双侧平衡梁自动控制平整度和高程。匝道等小半径弯道采用滑靴自动找平方式。在形状不规则地区，自控系统不能正常工作时，允许采用人工手控。
3) 摊铺方式
采用2台同一型号的摊铺机进行梯形摊铺，前后相距10～20米，搭接宽度为3～6cm。
当道路有纵坡时，应沿上坡方向进行摊铺。
4) 摊铺工艺
（1） 沥青混合料运至摊铺地点后应检查拌和质量。不符合温度要求，或已经结成团块、已遭雨淋湿的混合料不得铺筑在道路上。施工过程中摊铺机前方应有运料车在等侯卸料，开始摊铺时在施工现场已到沥青混合料应不少于150t，以保证连续摊铺。
（2） 参数选择:根据集料的公称最大粒径尺寸、厚度等情况选择熨平板的振动频率（一般取高值）、夯锤行程(一般取低值)、夯锤频率（一般取高值）。选择螺旋布料器的高度（一般在中位），螺旋布料器前挡板的离地高度（尽可能低），螺旋布料器与熨平板的间距以减少横向离析和垂直离析（一般在中值）。选择熨平板拱度以保证横坡度。选择熨平板的工作仰角保证摊铺厚度等。以上参数选定后，不得随意调整。
（3） 摊铺速度应与拌合机供料速度协调，保持匀速不间断地摊铺，不得中途停机。螺旋布料器应保持稳定、均匀的速度旋转，摊铺料位应大于2/3螺旋位置。
（4） 尽量减少收斗次数，收斗时摊铺机应不等受料斗内的混合料全部用完就折起回收，并立即准备接受下一台运料车卸料。
5) 摊铺注意事项
（1） 摊铺前准备宽和长为30×50cm，厚度与路面结构层虚铺厚度相同的木板，将木板分开置于摊铺机熨平板下，使机板平稳搁置在木板上。调整好机板倾角与横坡后，摊铺机熨平板开始预热，预热时间约为30～60min，温度不低于100℃。摊铺开始后取出木板。
（2） 开始摊铺前，在施工现场等待卸料的车辆应不少于5辆。以保证摊铺机能连续进行摊铺作业。
（3） 调整好摊铺机两侧挡板，将传感器臂杆搭在基准钢丝上，接通电源，打开开关。
（4） 运料车应对准摊铺机料斗中心，并保持均匀卸料，挂空挡由摊铺机推动前进。若遇大坡度下坡时，可挂低速档与摊铺机同步前进。
（5） 摊铺过程中，应使摊铺机螺旋布料器向两边分送的混合料分布均衡，以螺旋布料器的料置以略高于螺旋布料器2/3为度，并使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析现象和保持熨平板下沥青面的平整。
（6） 摊铺机应以2.5-4m/min的速度进行连续摊铺作业，摊铺中不允许随意改变摊铺机速度和停机。若摊铺中因故发生供料中断，应待有5辆以上运料车时，才能重新开始进行摊铺。
（7） 摊铺过程中，要经常检查温度、厚度、横坡度，发现问题及时纠正。
（8） 摊铺过程中，若发现已铺筑好的面层出现机板拖痕现象，应立即停机查明原因，及时进行处理，并尽量缩短停机时间。若发现局部离析情况，可用人工筛一些细料在现场施工技术员和现场监理工程师指导下进行修补。
（9） 加强对到场沥青混合料的测温工作，应保证沥青混合料的正常摊铺温度不低于160℃，当施工气温低于10℃时，停止沥青混合料摊铺。已摊铺的沥青层因遇雨未行压实的应予铲除。
（10） 保证施工过程中前后场的及时联系，通讯通畅，发现问题，及时联系进行处理。
9、混合料的碾压工艺
由于钢桥面沥青铺装为高粘SMA-13，沥青粘度高，压实困难。故在碾压过程中应采取以下工艺：
1) 摊铺机应采取熨平板及桁锤“双振”模式，并采用高频率低振幅形式，提高混合料摊铺的初始密实度。
2) 压路机组合
对于钢桥面铺装采用高粘SMA-13铺装，宜采用不少于3台钢轮的碾压组合方式。
3) 碾压速度如图11所示。
4) 碾压工艺
（1） 压路机必须紧跟在摊铺机后，碾压速度要慢而均匀，起动、停止必须减速缓慢进行，不得随便调头。
（2） 压实后的沥青混合料应符合压实度及平整度的要求，既不可因追求平整度指标而牺牲压实度，更不可过压而使剩余空隙率减少。
（3） 初压应在混合料摊铺后立即进行，并不得产生推移、裂缝。压路机碾压过程中有沥青混合料粘轮现象时，安排专人向碾压轮洒少量水或洗衣粉水擦洗，严禁洒柴油和柴油水混合液。
（4） 复压应紧接在初压后进行，应用双13T以上双钢轮压路机进行复压，复压开振，并严格贯彻高频低幅的操作仿真，遍数3～4遍。
（5） 终压应紧接在复压后进行，终压采用静压，不宜少于两遍，消除轮迹，提高平整度。
（6） 碾压区的总长度应大体稳定，以30～50米为宜，两端的折返位置应随摊铺机前进而推进，横向应呈阶梯形。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第一步：对钢桥面界面进行喷砂除锈、清洁处理；
第二步：在钢板与混凝土铺装层之间焊接剪力件；
第三步：铺设钢筋网片，将钢筋网片绑扎在剪力件上；
第四步：浇筑高强增韧轻质混凝土；
第五步：喷洒DPS防水层；
第六步：铺设粘结应力吸收层；
第七步：摊铺高粘高弹SMA-13沥青混合料。
2.如权利要求1所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第一步中，施工工艺选择密闭式喷砂除锈，采用自动无尘打砂机进行喷砂除锈；喷砂除锈后4h内即喷涂防锈漆；选择环氧富锌漆作为钢桥面板防腐材料，干漆膜厚度控制在75～100μm，施工气候条件为空气相对湿度<85%，钢板表面温度高于露点温度3℃，气温为5-35℃。
3.如权利要求2所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第二步中，焊接剪力件前应清除钢桥面板上的泥土，并用水冲洗及风机吹净，剪力件采用的栓钉剪力件，规格为d1=16mm，焊接前栓钉高度为50mm，熔深控制在2mm，采用拉弧焊进行栓钉的焊接。
4.如权利要求3所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第三步中，钢筋网的规格采用D10钢筋网片，网眼间距100×100mm，网片搭接宽度20cm；
在钢筋网绑扎在剪力件上后，需采取点焊的形式将钢筋网焊接在剪力件上，焊接点控制在4个/m2以内，并在钢筋网片下放置高强垫块。
5.如权利要求4所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第四步中，具体工艺为：
1）混凝土充分搅拌均匀的情况下再加入钢纤维，钢纤维在使用前要开袋抖散开；
2）桥面混凝土浇筑前将桥面清理干净，洒水后再进行浇筑；
3）摊铺混凝土采用人工进行，将混凝土用拉板和钢铲初步铺平，然后用平板式振动器进行振动，以振动到混凝土表面泛浆不再冒气泡为宜，然后再用整平机整平，根据整平机与混凝土面是否有间隙来确定是否加浆，接着用长方形铝合金尺顺桥向刮平，把多余浆铲除混凝土的浇筑过程中采用平板振捣器振捣，摊铺时要留一定虚铺高度，以使捣实后的面层标高同设计标高相符；
4）养护：混凝土浇筑完毕后养护，混凝土初凝后在混凝土表面覆盖湿麻袋或湿草垫，保湿时间不得少于14天；
5）切缝：混凝土保湿养生7天后，即可按切缝方案进行切缝，切缝方案为墩顶全切，跨中及1/4处切深2cm宽5mm的假缝，并在缝中灌注聚氨酯等柔性防水材料，切完后，将缝内灰浆杂物清除，并且冲洗干净，最后进行灌缝施工，灌缝采用聚氨酯防水材料，灌缝应饱满。
6.如权利要求5所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第五步中，具体工艺为：
1)钢纤维混凝土桥面预处理，对钢纤维混凝土桥面进行平整度测定，并对混凝土桥面进行平整及粗糙化处理，对于坑洞，采用早强型混凝土材料进行补平处理，平整及粗造化处理采用铣刨机进行铣刨，采用精铣刨机进行铣刨，铣刨深度3～5mm，对局部浮浆铣刨不到位的地方，采用人工将浮浆凿除干净；
2)混凝土板的清洁，铣刨后，通过扫地机将铣刨出的废料清扫干净，最后用洒水车进行全面的冲洗，冲洗后，注意桥面两侧边角，再次用人工进行清扫，直至将灰尘全部清扫干净；
3）DPS防水层的施工，整个混凝土基层面整理好以后，清扫干净，采用机器喷撒方式，在整个混凝土基层表面喷DPS防水材料，用量为0.25～0.3kg/m2。
7.如权利要求6所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第六步中，具体工艺为：
1）施工准备：
在使用沥青前，沥青应保持低温存放，预使用前迅速将沥青温度升至190℃，并将其直接注入沥青碎石洒铺车前方的沥青管中，在沥青碎石同步洒铺车中沥青加热温度不应超过200℃；
碎石集料的取用应保证均匀稳定，采用预拌碎石，开工前，按照级配通过拌合楼加热筒，控制碎石集料的加热温度，集料加热至150～170℃，将集料加入沥青碎石同步洒铺车后部的碎石洒铺仓，仓内具有一定的保温措施，保证石料的清洁，粉尘含量小于1%；
2）粘结应力吸收层施工：
粘结应力吸收层的洒铺采用沥青碎石同步封层车，桥面铺装过程配备一台沥青碎石同步洒布车进行粘结应力吸收层的洒铺工作，搭接处宽度控制在5cm以内，桥面上下桥有坡度处，沿上坡方向进行洒铺；
洒铺宽度不超过3.5m，洒布量以（1.8～2.2）kg/m2，同时撒布9.5～13.2mm的碎石，覆盖率超过90%；
3)碾压：
撒布碎石后用30t轮胎压路机进行碾压，碾压遍数为2～3遍，碾压交叉1/2轮宽，碾压速度3～5km/h；
4)粘接应力吸收层正式摊铺施工前，进行试验段试铺。
8.如权利要求7所述的大跨度钢箱梁桥面铺装层材料梯度结构铺装施工方法，其特征在于：
第七步中，具体工艺为：
1）对本工程采用的原材料通过的矿料结构设计方法确定矿料级配组成，采用马歇尔设计确定最佳沥青含量，对混合料的抗水损害能力、高温稳定性和低温抗裂性进行马歇尔试验，根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成和最佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌合站进行冷料仓的供料比例的调整；
调整冷料仓进料速度后,对拌合站热料仓取样筛分，调整热料仓比例，拌合站热料仓比例以连续生产的沥青混合料抽提后级配结果确定为准，取目标配合比最佳沥青含量、最佳沥青含量土0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量确定；
确定各热料仓矿料和矿粉的用量，从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果，通过计算，使矿质混合料的级配接近目标配合比，以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例，供拌和机控制室使用，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡；
2）沥青的准备：高粘高弹沥青加热温度为165～175℃，同时使其循环；集料准备：开工前检测含水量，以便调节冷料进料比例和燃烧器的火焰长度，集料经过烘干后的残余含水量小于0.2％，集料级配发生变化时应及时调整生产配合比，换用新材料时应重新进行配合比设计；
3）、拌和工艺：
纤维的投放：纤维应与集料同时投入拌和仓，纤维投入方式分为两种，人工和絮状纤维投料机，人工投放时纤维应根据每锅产量及纤维掺量，进行小包分装；
4）混合料的摊铺：
直接采用双侧平衡梁自动控制平整度和高程，小半径弯道采用滑靴自动找平方式；
5) 摊铺方式：
采用2台同一型号的摊铺机进行梯形摊铺，前后相距10～20米，搭接宽度为3～6cm；
6) 摊铺工艺：
沥青混合料运至摊铺地点后应检查拌和质量，施工过程中摊铺机前方有运料车在等侯卸料，开始摊铺时在施工现场已到沥青混合料应不少于150t；
摊铺前准备宽和长为30×50cm，厚度与路面结构层虚铺厚度相同的木板，将木板分开置于摊铺机熨平板下，使机板平稳搁置在木板上，调整好机板倾角与横坡后，摊铺机熨平板开始预热，预热时间约为30～60min，温度不低于100℃，摊铺开始后取出木板；
摊铺过程中，通过摊铺机螺旋布料器向两边分送的混合料分布均衡，以螺旋布料器的料置以略高于螺旋布料器2/3为度，并使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致；
摊铺机应以2.5-4m/min的速度进行连续摊铺作业；
7）混合料的碾压工艺：
摊铺机采取熨平板及桁锤双振模式，并采用高频率低振幅形式，提高混合料摊铺的初始密实度，采用不少于3台钢轮的碾压组合方式；
复压紧接在初压后进行，用双13T以上双钢轮压路机进行复压，复压开振，并严格贯彻高频低幅的操作仿真，遍数3～4遍；
终压应紧接在复压后进行，终压采用静压，不宜少于两遍，消除轮迹；
碾压区的总长度稳定，以30～50米为宜，两端的折返位置应随摊铺机前进而推进，横向应呈阶梯形。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150819 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |