下载文档原格式
摘要:钢桥面铺装技术是大跨径桥梁关键技术中的重点和难点之一。
之江大桥主桥钢桥面铺装采用树脂沥青组合体系(ERS)桥面铺装技术，其组成为40mm高粘改性沥青层(SMA－13)+SBS改性热沥青防水粘结层+25mm树脂沥青混凝土层(RA05)+环氧粘结碎石层(EBCL)。
EBCL层主要解决钢桥面板的防腐及铺装与钢桥面的粘结问题;树脂沥青混凝土层(RA05)保护EBCL免受SMA施工高温和荷载的损伤，延缓EBCL的老化，同时也是SMA的施工平台;高粘改性沥青的SMA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，同时降低铺装层的造价。
关键词:树脂沥青组合体系;钢桥面铺装;环氧粘结碎石层(EBCL);树脂沥青混凝土RA05 中图分类号:U416.2文献标识码:B钢箱梁具有强度高、自重轻、抗变形、便于工厂化制造和施工等特点，在我国已建或在建的大桥中得到了广泛的应用。
由于大跨径钢箱梁桥面铺装的使用条件、施工工艺、质量控制与要求的特殊性，对它的强度、抗疲劳性能、抗车辙性能、抗剪切性能以及变形协调性均有较高的要求，钢桥面铺装技术是大跨径桥梁关键技术中的重点和难点之一。
国内外钢箱梁桥面铺装在使用年限内发生破坏的情况屡见不鲜。
我国经过十几年的研究和应用，形成了以环氧沥青铺装技术、浇注式钢桥面铺装技术和树脂沥青组合体系钢桥面铺装技术3种主要类型。
3种铺装类型成功、失败的案例均有。
通过对钢桥面铺装方案的施工要求、使用性能、铺装层耐久性、建设期造价、维修难易程度、后期养护管理费用以及省内桥面铺装的使用情况等方面综合比选，之江大桥钢桥面铺装采用树脂沥青组合体系钢桥面铺装。
之江大桥作为杭州规划建设的“九桥二隧”之一，其西端直接与杭新景高速公路对接，并通过之浦路互通与国道G320、之浦路连接，东端对接城市快速路彩虹大道，构成西湖风景区外围的快速交通走廊，同时为杭州市区西南方向提供了一条快速的出入通道。
大桥采用双向6车道高速公路标准，设计行车速度为80km/h。
ERS组合式铺装在钢桥面养护施工中的技术应用摘要：ERS组合式钢桥面铺装独特的设计理念，分工明确的结构层设计与传统双层SMA沥青钢桥面铺装相比，具备良好的抗疲劳开裂性能、完善的防水体系、良好的层间结合以及施工周期短等综合性能。
攻克了钢桥面铺装施工寿命短、后期修复难度大等难题，通过ERS冷拌树脂混凝土铺装结构在豹澥互通钢匝道桥铺装养护实践，形成了一整套钢桥面铺装施工创新技术。
关键词：钢桥面铺装；ERS组合式；施工；控制前言：环氧沥青、浇注式沥青、ERS组合式铺装是目前国内大跨径钢桥面铺装的主流技术。
本文以豹澥互通钢匝道桥双层SMA沥青铺装屡修屡坏养护背景，首次在湖北省内采用ERS组合式铺装养护方案。
EBCL环氧碎石防水抗滑层提高了钢板与铺装层之间的粘接和抗剪能力；悬浮密实的RA05冷拌树脂混凝土起到防水和增强铺装结构整体刚度的作用；下层冷拌环氧树脂混合料与上层SMA沥青混合料之间，设计采用二阶环氧树脂有效解决了沥青铺装层之间的推移失稳技术难题；表层SMA沥青混合料具有良好的路用性能和行车舒适性。
1 工程概况武汉绕城高速公路（G4201）豹澥互通E匝道2号桥钢箱梁匝道桥长145m，宽12m，桥型具有“弯坡斜”的结构特点。
桥面铺装面临大纵坡小半径的受力特征，以及沿线交通量大、重载比例高的交通状况。
在高温和重载交通的耦合作用，原双层SMA沥青铺装层容易产生剪切破坏。
早期省内数座小跨径钢桥及钢匝道桥，桥面铺装多设计采用如图1-1所示“环氧防水层+橡胶沥青胶砂+双层SMA沥青马蹄脂碎石”的铺装技术方案。
图2-1 ERS组合式钢桥面铺装结构⑴ EBCL作为防水抗滑层，起保护钢板，并提高界面剪切强度的作用；⑵ RA05作为刚度过渡层，起到刚度过渡、均布承载和隔温的作用；⑶ SMA作为表面功能层，具有良好的路用性能，并改善行车舒适性的作用。
2.1 铣刨、清理钢桥面原有结构层原双层SMA沥青铺装结构层厚度7.5㎝，为防止钢桥面板翘曲变形，焊缝高度等因素影响，避免铣刨机铣刨刮伤钢板造成机械损伤。
钢桥面铺装应用技术简介钢桥面铺装应用技术简介1、钢桥面之铺装特性1.1钢桥面物理特性钢桥一般在桥面板的底面设有纵肋和横肋等加劲梁起结构补强作用，加劲梁、横肋、纵肋在垂直方向相互交织，形成网络状承重结构物，是一种效率很高的结构。
钢桥面的物理力学性质与普通混凝土桥面不同，对桥面铺装呈现出许多复杂与不利的因素。
首先，钢桥面形变程度大、受力复杂。
钢材本身柔度大，在车辆荷载作用下容易发生形变，这种形变受到钢面板以下的纵横加劲肋及纵横隔板的限制。
在车辆荷载作用下，加劲肋、隔板所围面积中央出现较大的下沉形变，铺装层底面产生很大拉应力；同时，加劲肋与隔板顶部的位置则相应出现反向弯矩，该部位铺装层表面出现相当大的拉应力和拉应变。
钢桥一般建在大江、大河之上，跨度很大。
桥梁结构在风力、微地震等各种不利因素的影响下产生振动作用，导致桥面铺装也跟随桥梁整体结构发生复杂的不规律应变。
可见，与普通混凝土桥面相比，钢桥面形变程度更大，受力状态也远为复杂。
其次，钢桥面温度变化剧烈。
钢桥面板的导热系数要比其他土工材料大，且桥梁架设于空中，不像普通道路下方存在路基的保温作用，因此钢桥面板的温度波动比一般公路路面更加极端，所以钢桥面铺装材料必须经受相当严苛的温度变化。
1.2钢桥面铺装病害根据对我国正交异性板钢箱梁桥面铺装层破坏的调查分析，总结我国钢桥面铺装的常见病害及产生原因如下：纵横向开裂钢桥面在轮胎荷载作用下产生较大的形变，在肋板顶面产生负弯矩，肋板所围面积中部产生正弯矩，导致铺装层受到很大的拉应力。
在钢面板较薄、肋板间距较大时尤为如此。
铺装层反复经受变形后，极易在特定位置产生疲劳开裂，往往首先表现为肋板顶部沿肋板方向出现的裂缝。
图1 钢桥面铺装纵横向裂缝车辙钢桥面铺装层车辙属于失稳性车辙，主要是由于钢桥温度波动大，在极端高温时间，受重载车辆作用，极易发生车辙。
此外，出于防水考虑，钢桥面往往采用偏密实、空隙率小的沥青混凝土材料，增加了发生车辙的可能性。
ERS钢桥面铺装施工技术摘要：宁波市福明路（长寿路—兴宁路）二期工程Ⅲ标段工程中跨197.2m 范围内采用钢箱梁，钢箱梁桥面铺装采用国内先进的树脂沥青组合体系（ERS）：EBCL＋RA05＋SMA13。
本施工工艺与传统钢桥面铺装相比，具备良好的抗疲劳开裂性能、优良的高温稳定性能、完善的防排水体系、良好的层间结合、良好的随从性、良好的平整度和抗滑移、施工周期短等优良性能。
攻克了钢桥面铺装施工寿命短、后期修复难度大的难题，形成了一整套的钢桥面铺装施工的创新技术。
关键词：钢桥面铺装ERS 施工1 工程概况宁波市福明路（长寿路—兴宁路）二期工程Ⅲ标段主跨跨宁波东站21股道及3个中间站台。
主桥采用主跨220m的双塔双索面斜拉桥，边墩设置两个桥墩，跨径布置为55+45+220+45+55=420m。
主梁采用混合主梁，中跨197.2m范围内采用钢箱梁，钢箱梁桥面铺装采用国内先进的树脂沥青组合体系（ERS）：EBCL ＋RA05＋SMA13。
2施工工艺选择纵观钢桥面铺装传统体系，总体有两种：浇筑式沥青混凝土；下层浇筑式混凝土+上层SMA。
通过调研、试验，决定宁波市福明路（长寿路—兴宁路）二期工程Ⅲ标段工程钢桥面铺装采用国内先进的ERS组合体系。
该体系与传统相比，具有如下显著有点：（1）、本工艺与浇筑式沥青混凝土相比较，具有在施工过程中毋须使用一系列专用设备，同时对钢板清洁度和气候要求较低，施工周期短的特点。
（2）、本工艺与SMA铺装体系相比较，未见脱层推移、车辙和裂纹等病害的产生。
3 ERS钢桥面铺装施工技术3.1 工艺原理本工艺旨在解决传统钢桥面铺装体系导致的一系列病害，采用了先进的树脂沥青组合体系（ERS）：EBCL＋RA05＋SMA13。
其各层的工艺原理如下：（1）、EBCL在ERS结构中的作用是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，约束铺装层不产生水平滑动位移，从而解决铺装界面抗剪的安全问题。
ERS钢桥面铺装施工指南1EBCL防水粘结层材料1.1EBCL胶料EBCL胶料由A、B两种组分按照比例混合搅拌而成，其搅拌混合后技术指标要求见表1.1.1.2环氧树脂粘结碎石（3-5mm）应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的玄武岩、辉绿岩碎石，碎石必须采用反击式破碎机以及规定的除尘、整形加工工艺进行轧制。
碎石技术要求见表1.2。
表1.2 粗集料技术要求2RA05树脂沥青混凝土材料2.1 RA树脂沥青RA树脂沥青由A、B两种组分按照比例混合搅拌而成，其搅拌混合后技术指标要求见表2.1。
2.2粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的玄武岩、辉绿岩碎石，碎石必须采用反击式破碎机以及规定的除尘、整形加工工艺进行轧制。
RA05是冷拌树脂沥青混合料，石料没有再加热干燥的过程，因此，石料必须在生产、运输、储存及拌合生产全过程中保持干燥，防止淋雨或受潮。
要求石料场应在晴天时，用已轧制好的干燥路用片石、粗集料回轧生产RA05料，并要求对刚轧制好的RA05料进行防水包装，置于防潮的仓库内储存备用。
碎石技术要求见表1.2。
2.3细集料采用坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质，并有适当颗粒级配，优先选用石灰岩石质，不得选用酸性岩质，也不能采用山场的下脚料。
沥青混合料用细集料质量要求见表2.3。
表2.3 细集料技术要求2.4聚酯纤维聚酯纤维技术指标要求见表2.4。
3SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料材料3.1沥青SMA-13沥青混合料所用的沥青采用改性沥青，其技术要求见表3.1。
3.2粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的玄武岩、辉绿岩碎石，碎石必须采用反击式破碎机以及规定的除尘、整形加工工艺进行轧制。
粗集料技术要求见表3.2。
表3.2 沥青混合料用粗集料技术要求3.3细集料采用坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质，并有适当颗粒级配，优先选用石灰岩石质，不得选用酸性岩质，也不能采用山场的下脚料。
ERS钢桥面铺装技术
江苏省交通科学研究院
2013年
1、国内主要钢桥面铺装技术
钢桥面铺装是一项世界性的难题，一直是大桥建设重点和难点。
国内对钢桥面铺装技术研究起步较晚，于2000年左右引进了浇注式沥青钢桥面铺装、环氧沥青钢桥面铺装等钢桥面铺装技术，随着国内对钢桥面铺装技术研究的不断深入，国内也自主开发了ERS钢桥面铺装技术，截止目前也主要形成了双层环氧沥青、复合浇注式和ERS三大主流的钢桥面铺装技术形式。
（1）浇注式沥青钢桥面铺装
以德国、日本为代表的高温拌和浇注式沥青混合料（Guss asphalt）方案；以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料（Mastic asphalt）方案，也可以归于高温拌和型沥青混凝土，其典型结构见下图。
（1）英国单层浇注式（2）德国浇注式（3）日本浇注式
图1-1浇注式沥青钢桥面铺装典型结构
高温拌和浇注式沥青混合料铺装层和沥青玛蹄脂混合料铺装层的主要优点是：空隙率接近零，具有优良的防水、抗老化性能，无需设置防水层；抗裂性能强，对钢板的追从性较好。
其主要缺点是：高温稳定性差，动稳定度只有300次以上，易形成车辙；且施工需要专用设备，包括专用摊铺机和高温拌和运输cooker车，施工组织较为复杂；施工时混合料的温度达到240℃以上，对桥梁的影响不容忽视。
浇注式钢桥面铺装技术适用于夏季温度不太高的国家和地区，如德国、英国、北欧等一些国家，浇注式钢桥面铺装技术在日本的应用也较为广泛。
（2）以美国为代表的环氧沥青（Epoxy asphalt）铺装方案
环氧沥青混合料铺装层主要优点是：铺装强度高、整体性好、高温时抗塑流和永久
变形能力很强，低温抗裂性能很好；具有很好的抗疲劳性能；具有较好的抵抗化学物质侵蚀的能力，其典型结构见下图1-2。
图1-2 双层环氧结构
主要缺点是：环氧沥青价格较高，关键技术多被国外大企业产品控制；环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂，施工结束后需要30天左右的养护时间；环氧沥青混合料施工中对时间和温度要求十分严格，对施工环境要求苛刻，施工难度大，易造成破坏，图1-3所示为环氧沥青铺装的典型病害。
此外，环氧沥青铺装养护时间长，修复难度大，目前针对环氧沥青出现损坏后的修复方法还没有；环氧沥青铺装工后表面光滑，宏观构造深度小，特别是雨天行车安全性相对较差。
（1）鼓包病害（2）裂缝病害
图1-3 环氧沥青钢桥面铺装病害
（3）ERS钢桥面铺装方案
ERS钢桥面铺装技术是基于对国内钢桥面铺装破坏机理分析的基础上，提出的基于解决桥面铺装与钢板协同受力的创新型组合式铺装结构，是国内自主创新的研究成果，是更加适合中国国情的创新型组合式铺装结构。
ERS钢桥面铺装技术的主要技术特点：
①ERS钢桥面铺装是一种组合式铺装体系，它充分发挥各种材料的特点，扬长补短，保证了铺装既具有良好的使用性能和寿命，又具有良好的行车舒适性和安全性。
②ERS钢桥面铺装对施工环境条件要求不高，不需要特殊的施工机具、苛刻的工艺要求，特别适合于不宜架设大型施工设备的市政桥梁，而且铺装层施工及养护时间短，后期维护方便，维护费用低。
③ERS钢桥面铺装属国内自主创新技术，所有材料均为国产，综合造价经济，初期建设费用较美国环氧沥青方案节省造价约1/3，并且ERS设计之初就考虑了长寿命路面的理念，铺装表面功能层具有良好的可置换性，寿命周期费用更为合理。
2、ERS钢桥面铺装技术
（1）ERS钢桥面铺装典型结构：
ERS钢桥面铺装由EBCL＋RA05＋SMA三层组成，总厚度约7cm。
EBCL（Epoxy Bonding Chips Layer）作为防水抗滑粘结层；RA05（Resin Asphalt）作为铺装整体化层、刚度过渡层、隔温层；SMA作为表面功能层，各层分工明确。
图2-1 ERS钢桥面铺装典型结构
①钢板喷砂除锈：钢板要求喷砂除锈达到Sa2.5级，粗糙度要求达到60～100μm。
②EBCL防水抗滑粘结层施工：喷砂除锈结束后，然后立即涂刷一层0.9～1.1 kg/m2的EBCL胶料，同时洒布3～5mm粒径的碎石，碎石洒布要求达到满布面积的60~80％。
③RA05整体化层：施工EBCL层固化以后，在其上成型一层2.5cm厚的RA05整体化层。
RA05碾压施工时，应撒布10～13mm单粒径碎石，碎石应部分嵌入RA05层
或被扫除掉，保证RA05表面凹凸不平。
④防水粘结层及SMA层施工：RA05固化以后洒布防水粘结层，然后成型SMA沥青混凝土层。
铺装总厚度控制在7cm左右。
（2）ERS钢桥面铺装技术的主要优点：
①技术已基本成熟。
该项技术是在深入分析钢桥面铺装特点的基础上，按照结构设计与材料设计匹配的原则进行铺装体系的研究。
该方案目前已经在国内多座桥梁上进行应用，目前表现出优异的使用效果。
西部课题ERS钢桥面铺装研究课题达到国际领先水平，2012年获中国公路学会科技进步一等奖。
②工艺相对简单。
目前国内钢桥面铺装的方案不论是环氧还是浇注都需要专用设备，且工艺要求严格刻。
ERS方案对设备的要求较上述两种方案简单，不需要专用施工设备，工艺要求也更加合理可行。
③投资节省。
无论是环氧及浇注，都涉及到昂贵的进口材料，工程费用随之增高。
ERS方案全部采用国产材料，经过系统、严格的各项试验，材料品性完全达到甚至部分关键指标超过国外的进口材料。
工程造价相比更加经济。
（3）ERS钢桥面铺装工程实例：
ERS钢桥面铺装技术始于2005年西陵长江大桥建设时形成设计理念，其后相继在杭州湾跨海大桥、江东大桥、宜昌桥大修、辽河大桥、象山港大桥以及嘉绍大桥得到应用，至今已有近20座大跨径钢桥采用此项技术，形成了成熟的铺装设计、施工、验评的成套技术。
ERS组合式钢桥面铺装养护工艺方便，技术较为成熟，得到了工程界与学术界的一致认可。
表2-1 ERS钢桥面铺装工程实例
3 芜湖临江桥单塔斜拉桥2007年
4 杭州江东大桥悬索桥2008年
5 宁波庆丰桥悬索桥2008年
6 广州猎德桥悬索桥2008年
7 长兴上莘桥钢箱梁桁架桥2009年
8 宁波青林湾大桥异形斜拉桥2009年
9 宁波庆丰桥匝道桥连续梁桥2009年
10 宜昌长江公路大桥大修悬索桥2010年
11 营口辽河大桥斜拉桥2010年
12 锦州小凌河大桥异形斜拉桥2010年
13 宁波外滩桥斜拉桥2010年
14 宁波明州大桥钢箱拱桥2011年
15 象山港大桥斜拉桥2012年
16 嘉绍大桥斜拉桥2013年
西陵长江公路大桥杭州湾跨海大桥海中平台匝道
杭州江东大桥宁波庆丰桥
广州猎德大桥长兴上莘大桥
青林湾大桥宜昌长江公路大桥
锦州小凌河大桥营口辽河特大桥
3、国内典型钢桥面铺装技术比较
ERS钢桥面铺装与美国环氧沥青和浇注式沥青钢桥面铺装相比有以下特点：
（1）环氧沥青施工要求苛刻，且材料主要依赖进口，需要投入专用粘结料洒布车和对拌和楼进行改造，造价昂贵，并且其属于热固性材料，养护难度较大且费用昂贵。
（2）浇注式沥青高温稳定性相对不足，存在高温车辙性能风险，且需要投入昂贵的专用摊铺机和高温拌合运输Cooker车，实施难度较大。
（3）ERS钢桥面铺装技术为国内自主创新，主要采用国产材料，价格相对便宜，，且为常温施工，对温度和时间的要求不敏感，容易实施，国内已经有近20座大跨径钢桥成功采用此项技术，目前使用状况整体良好。
典型钢桥面铺装使用性能比较
4、我院推荐方案
ERS，我院可以自主施工。
