钢桥桥面铺装设计说明 (Elinminator+SMA+SMA)

钢桥桥面铺装设计施工说明1.概述2.技术标准及设计依据2.1 道路等级：2.2 设计车速：2.3 设计荷载：2.4 设计年限：2.5设计规范2.6 设计交通量（累计标准轴载）：2.7自然气候：桥位区气象特征表3.钢桥面铺装设计使用条件3.1 钢桥面铺装使用温度确定3.2 钢桥面板结构参数3.3 桥面沥青铺装设计要求（1）沥青铺装层要求具有良好的抗车辙性能钢桥面的热储作用使得沥青铺装层的温度显著高于路面面层的温度。

因此，如何保证桥面沥青铺装层在重交通荷载作用下具有较高的高温稳定性，以期能够有效地防止或延缓沥青铺装层车辙的出现，是桥面铺装设计的技术关键。

（2）沥青铺装层要求具有良好的抗疲劳开裂性能在交通荷载作用下，桥面铺装层要随同钢板变形，而产生反复的挠曲变形，特别是在钢板U形加劲肋顶部对应的铺装表面将产生反复弯曲应力（应变）而开裂。

因此，铺装设计要重点考虑沥青铺装层的抗疲劳开裂性能。

（3）沥青铺装层与钢板之间应具有良好的层间结合能力交通荷载作用下，桥面铺装层与钢板要同步变形；气候环境条件作用下，沥青铺装结构层以及钢板要产生不同的温缩变形，这使得各结构层（包括钢板）之间产生较大的弯拉应力和剪切应力，并导致层间脱离，引起铺装层破坏。

因此，要求沥青铺装层与钢板之间必须具有良好的层间结合力。

（4）沥青铺装层对桥面板等钢结构应具有良好的保护作用水极易导致钢板锈蚀，降低铺装结构层的耐久性和桥梁钢结构的使用寿命。

因此，在铺装设计中，还要重点考虑铺装结构体系对钢板的保护作用和防腐作用。

（5）沥青铺装具有良好的抗滑性能桥面铺装面层抗滑性能的好坏，对交通安全有重要作用，桥面铺装设计应考虑保证具有良好的抗滑性能，以确保交通安全。

4. 钢桥面铺装结构设计钢桥面铺装行车道结构设计钢桥面行车道铺装层厚度考虑功能要求的不同，分多层设计，铺装结构见图4.1。

图4.1 钢桥面铺装结构示意图钢桥面板在施工、营运过程中一般会发生锈蚀，为保护桥梁结构的耐久性，在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理。

钢桥面SMA铺装技术及试验研究分类号单位代码密级学号墨麽交通戈硕士学位论论文题目:钢桥面铺装技术及试验研究.研究生姓名: 王祺导师姓名、职称:韩道均教授级高工陈仕周研究员申请学位门类专业名称:论文答辩日期学位授予单位: 重庆交通大学答辩委员会主席: 何兆益评阅人: 何兆益手泽民二七年四月摘要摘要目前国内钢桥面铺装后短短~年内就易发生的车辙、裂缝、推移、泛油,水损害等病害形式,严重影响通车后的正常运营,加大了桥面铺装维护和养护的难度和成本。

为了延长桥面铺装层的使用寿命,本文依托重庆石板坡大桥复线桥的铺装工程,主要从原材料角度研究提高的性能,延长钢桥面使用寿命。

本文首先从钢桥面铺装特点出发得出以下方法及结论:①、通过对国内外的钢桥面铺装的研究发展现状的了解和调查,明确当前国内钢桥面铺装层病害形式主要是车辙、开裂、推移与泛油,病害的主要原因是交通重载、超载;层间粘结不良与防水体系的不良。

②、运用有限元的方法分析钢桥面铺装的受力使用条件,分析出局部荷载作用下钢桥面裸板不利位置的最大横向拉应力与拉应变,并比较说明钢桥面刚度的改变可以明显改善钢桥面的受力及变形条件。

③、以.沥青为基质沥青,配制高粘度改性沥青与高弹性改性沥青、三种沥青,对比进行软化点、延度、针入度、旋转粘度、旋转薄膜等沥青试验,以及马歇尔、浸水马歇尔、劈裂、动稳定度、低温弯曲等混合料试验,确定适宜桥面铺装混合料的沥青结合料为高弹改性。

同时,通过进行删蚰旋转粘度试验以及不同温度的击实试验,确定它们的施工拌和温度和最佳压实温度范围,进一步验证他它们的施工可行性。

④、用爱因斯坦粘度原理分析纤维对沥青粘度、弹模、强度、韧性的影响。

采用海川聚酯纤维、福倍安矿物纤维、肯特莱木质素纤维三种纤维配制混合料,对纤维沥青的热稳定性、吸持性、粘韧性以及微观结构进行相应的对比试验。

同时,通过混合料试验马歇尔、劈裂、动稳定度、低温弯曲试验等,综合分析纤维对其性能的影响,确定适宜的纤维类型及其最佳用量。

设 计 说 明4 钢桥面铺装方案及材料 4.1 行车道钢桥面铺装结构设计钢桥面行车道铺装层考虑功能要求的不同，分多层设计，铺装结构见表4.1。

铺装设计总厚度70mm，结构组成为：33mm 沥青玛蹄脂碎石(SMA10)+35mm 浇注式沥青混凝土(GA10)+2.0mm 甲基丙烯酸树脂防水粘结层。

表4.1 行车道钢桥面铺装结构高弹改性沥青SMA10 厚度：33m 铺装面层 洒布改性乳化沥青 用量：300～500g/m 2铺装下层 改性沥青浇注式混凝土GA10 厚度：35mm，撒布5～10mm 沥青预拌碎石甲基丙烯酸树脂胶粘剂 用量：300～400 g/m 2 甲基丙烯酸树脂防水层 用量：2500～3500g/m 2 甲基丙烯酸树脂 防水粘结层甲基丙烯酸树脂底涂层用量：200～300g/m 2钢 板 钢箱梁顶板防腐处理详见涂装专项总计厚度(mm)70铺装上层选用高弹改性沥青SMA10，主要考虑到铺装面层的综合性能要求较高，要具有良好的高温稳定性、抗滑性能、低温抗裂性、平整度、抗疲劳开裂性能等，还要空隙率小、水稳性好。

同时，为了增强沥青砼铺装上下层之间的结合力，在GA10与SMA10铺装层之间洒布改性乳化沥青。

为确保桥面铺装结构有良好的防水效果，沥青混凝土铺装结构下层(保护层)采用孔隙率小于1%的浇注式沥青混凝土GA10。

该混合料结构型式为完全悬浮型，细集料多，沥青含量高，在高温下经特殊搅拌工艺拌制后，混合料呈现流动状态，经摊铺整平后，混合料靠自重流动作用，形成密实且不透水的铺装层，整体上具有很好的抗疲劳性能和耐久性。

同时，为了提高浇注式沥青混凝土与上部铺装层之间的结合力和整体抗剪强度，在完成浇注式沥青混凝土施工后，撒布5～10mm的预拌沥青碎石，用量为3～6kg/m 2。

4.2 铺装材料、混合料组成及性能要求 4.2.1 防水粘结层防水粘结层材料性能指标见表4.2。

表4.2 甲基丙烯酸树脂防水粘结体系材料技术要求试 验 项 目要求试验方法甲基丙烯酸树脂防腐底漆与钢板的粘结强度 (25℃) MPa≥5.0《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录E甲基丙烯酸树脂防水膜拉伸强度 (25℃) MPa ≥10 GB/T 16777-2008 拉伸伸长率 (25℃) ％≥130GB/T 16777-2008 高温后拉伸伸长率 (200℃烘箱保温2h) ％≥100GB/T 16777-2008低温柔性(-20℃，Φ20mm 弯曲，90°)表面无裂纹《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录D甲基丙烯酸树脂胶粘剂干固时间(25℃) min≤90GB/T 16777-2008铺装组合体系（钢板+防水粘结层+浇注式沥青混凝土）粘结强度 (25℃) MPa≥1《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录E注：因浇注式沥青混凝土摊铺温度高达240℃，故防水材料高温后拉伸伸长率是一项关键指标，应严格控制。

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。

一、钢桥面铺装总述1.大跨径钢桥桥面铺装问题研究，王姣兰，国外建材科技大跨径桥梁的钢桥面铺装一直是一个国际性的难题,其原因在于钢桥面的刚度较小,变形较大,要求沥青铺装具有良好的变形随从形;铺装层受力复杂,受温度的影响很严重,尤其是在水平剪应力的作用下,铺装层易于产生各种变形破坏。

概括地说,钢桥面铺装应具备以下基本性能:1) 应具备良好的疲劳抗开裂性能以承受反复复杂变形。

2) 应具备优良高温稳定性,以满足高达70 ℃的高温使用要求。

3) 完善的防排水体系。

以保证钢板不受侵蚀。

4) 良好的层间结合,保证铺装与桥面板的协同作用。

5) 对钢板变形良好的追从性,以适应钢板变形。

6) 良好的平整度与抗滑性能。

钢桥面铺装方案多种多样,就目前来看,钢桥面使用的沥青铺装,主要有浇筑式沥青混凝土、环氧改性沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石(SMA) 。

这3 种铺装材料在材料组成、性能、施工工艺上有很大的区别。

浇筑式沥青混凝土( Gussasphalt ) 源于英国,主要在英联邦国家得到应用。

沥青玛蹄脂混合料(SMA) 源于德国,并在日本和中国得到较普遍的应用。

两者的共同特点是2 阶段高温拌和,拌制的混合料具有一定流动性,浇筑式摊铺(不需要碾压) ,一般使用天然硬质沥青(德国也已开始使用聚合物改性沥青) ,混合料组成相近,混合料结构的强度形成原理一致,但拌制工艺略有区别。

环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物,这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质,而赋予沥青完全新的优良的物理力学性质。

从选用的材料和施工方法角度出发,目前国外桥面铺装方案主要有以下3 大类:1) 单层铺装结构以英国的浇筑式混合料为代表,在英国、法国、丹麦、瑞典等国应用较广,国内的江阴长江大桥与香港青马大桥采用了这种方案。

这种单层体系通常为45 cm 厚,对于高低温季节差异并不是很大的欧洲国家来说是较为适宜的。

对于我国高温地区不合适,如江阴长江大桥采用此结构后,出现了严重的车辙。

钢桥面双层SMA沥青混合料铺装1工艺流程2钢桥除锈、喷砂及喷漆一、除锈、喷砂凿除原有铺装层和黏结层，并清洗桥面，对桥面板上油污、盐分及其他脏物进行彻底清除，直至无杂物、无尘、无油污为止。

在桥面钢板干净干燥并满足相关要求情况下方可进行喷砂除锈施工。

除锈及防腐过程中应注意以下事项：1、原则上应进行现场喷砂除锈处理，特殊情况下，在能确保对除锈后实施的防腐涂层有良好保护或工期较短、工程量较小的情况下，也可在工厂进行除锈处理。

2、钢板表面若有锐边、飞溅、不光滑焊缝和切割边缘等缺陷，应先用工具打磨干净。

3、喷砂除锈施工前应对桥面板上的油污等部位进行清洁处理，并对全桥锈蚀、污染状况进行全面调查记录，按ISO 8502—9标准的试纸测试，氯化物含量应不超过0.014%（约7μg/cm2）。

在桥面钢板锈蚀较严重的地方，按ISO 8502—1标准以氢氧化铁试纸测试，以无蓝点视为合格。

4、现场喷砂除锈一般应采用全自动无尘喷砂设备除锈，特殊情况时，可在工作棚内用手持压缩空气喷砂设备进行喷砂处理，如桥面边角部位。

5、喷砂除锈应采用部分带棱角的磨料，比例应视粗糙度要求，钢板表面状况在施工前通过实验确定。

6、在除锈和涂装作业中，应测量大气温度、湿度及钢板温度，要求大气相对湿度小于等于85%，钢板温度应高于露点温度3℃以上。

7、喷砂除锈后应立即检查钢板的清洁度和粗糙度，要求清洁度达到Sa2.5级，粗糙度达到50~100μm；人工小范围打磨工艺除锈的清洁度应达到Sa3.0级。

8、应在除锈后4h内完成钢板上第一层涂层施工，以对除锈后的钢板进行封闭保护。

二、喷涂防锈漆钢板喷砂结束后立即喷涂环氧富锌底漆一道，漆膜厚75μm，环氧云铁中间漆一道，漆膜厚125μm。

3环氧防水层施工1、在涂装作业前，漆膜禁止与任何杂物接触；在漆膜实干以前对钢桥面施工区域进行封闭，并派专人进行守护，以防漆膜损坏。

钢板进行除锈防腐处理后，需要按要求进行检测。

2、主要施工工艺。

钢桥面双层SMA 高粘沥青混凝土铺装施工工法钢桥面双层SMA高粘沥青混凝土铺装施工工法一、前言钢桥面双层SMA高粘沥青混凝土铺装施工工法是一种在桥面进行铺装的先进施工工法。

该工法结合了钢桥面和SMA高粘沥青混凝土的优势，旨在提高桥面铺装的耐久性和承载能力。

二、工法特点1. 双层结构：该工法采用双层结构，上面一层是钢桥面，下面一层是SMA高粘沥青混凝土，使得铺装更加坚实耐用。

2. 高粘沥青混凝土：采用SMA高粘沥青混凝土作为铺装层，具有较高的抗剪能力和耐磨损性，能够有效防止车辆打滑和道路表面的损坏。

3. 耐久性：该工法通过双层结构和SMA高粘沥青混凝土的应用，能够增强桥面的耐久性，延长使用寿命。

4. 承载能力：钢桥面和SMA高粘沥青混凝土的组合能够增加桥面的承载能力，适应大型货运车辆的通行。

三、适应范围该工法适用于各类桥梁的铺装，尤其适用于对承载能力要求较高、通行量较大的桥梁，如高速公路、国道桥等。

四、工艺原理该工法通过在钢桥面上铺设SMA高粘沥青混凝土层实现铺装目的。

在施工过程中，需要考虑到桥面的平整度和防水性能，通过采取适当的工艺措施完成施工。

五、施工工艺施工工艺主要包括以下几个阶段：准备工作、基层处理、铺装SMA高粘沥青混凝土、压实和养护。

六、劳动组织施工过程中需要合理安排劳动力数量和工作班次，确保施工进展顺利。

七、机具设备施工过程中需要使用铺装机、压路机、振动器等设备，这些设备具有特定的功能和性能，能够提高施工效率和质量。

八、质量控制为确保施工质量达到设计要求，需要进行质量控制，包括材料质量控制、施工工艺控制、施工质量检测等。

九、安全措施施工中需要注意安全事项，特别是对施工工法的安全要求。

需要制定安全操作规程，加强施工人员的安全教育和防护意识。

十、经济技术分析对施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析，以评估和比较该工法的经济效益和技术可行性。

十一、工程实例列举一些已经使用该工法的工程实例，展示其实际应用效果，并对工程实例进行分析和评价。

浦东建设特种双层SMA钢箱梁桥面铺装技术钢箱梁桥面铺装特点：由于钢桥面板是焊接固定在正交异性结构梁和纵肋上，并且钢桥面体系柔性大、易挠曲，在车辆荷载、温度荷载作用下的变形和受力特点与普通水泥混凝土桥梁具有非常明显的区别，在同一桥梁的不同部位，变形和受力也具有非常明显的区别。

因此，由于钢桥面铺装使用条件更为严酷，钢桥面铺装性能要求的程度与普通路面铺装及水泥混凝土桥面铺装是完全不同的。

主要表现在以下几个方面：①钢桥面铺装受力状况更为复杂，铺装中产生的应力也更大。

钢桥的桥面为正交异性板结构，钢板的变形及受纵横加筋梁的限制及刚度差异，在车辆荷载的作用下，钢桥面在不同部位产生不同的变形，铺装层在不同部位的受力也不同，铺装的疲劳开裂问题更为严重。

②钢板吸热及传热能力强，夏季炎热时，桥面板的温度较水泥砼桥面板高20℃以上。

由于钢板吸热及传热快，因此在太阳直射及环境温度较高时，铺装底面、钢板表面最高温度可达60℃以上，加上铺装层所承受的太阳辐射热的积累，桥面铺装最高温度在60~70℃甚至更高的使用温度下，要求铺装层有极佳的热稳性。

与传统水泥砼桥面不同的是钢板温度高，对铺装层与钢板间粘接层在高温下的结合力要求也较高，否则在高温下，桥面铺装也会因层间结合力不足而产生横向移动、推拥等病害。

这也成为钢桥面铺装一个最为主要病害。

③由于钢板的反复变形，对铺装层与刚板的结合力要求也更高。

在反复弯曲变形及振动作用下，因钢板的材料特性与铺装材料特性的不一致，界面上易产生法向应力（易引起脱层）及纵、横向剪切应力（易引起脱层及变形），这要求粘接层材料不只确保有较高的结合力而且要有良好韧性，以适应荷载的反复作用。

④由于钢板极易快速生锈等原因，钢桥面铺装防护及防排水系统要求更加完善。

水渗透到钢板会使钢板腐蚀、生锈，既会损害桥面板，也会引起铺装脱层；同时，铺装层防腐涂层失效，也会导致铺装的损坏。

⑤由于钢板变形量大，铺装层对桥面板应具有相适应的变形的追从性。

摘要：随着我国经济建设的飞速发展，省、市、区之间各级路网的进一步完善，各类大跨径钢箱梁桥由于其自重轻、跨越能力大、施工简便等优点，在各级城市路网建设中被越来越多的广泛应用。

但随之由于钢箱梁桥面板自身刚度较小，易随桥面荷载变形的特点，很容易造成铺装层因与桥面之间因粘结层抗剪力不足而整体或局部滑移、脱落。

因此钢箱梁面铺装一直以来是大跨径钢箱梁桥施工的技术难题。

关键词：钢箱梁桥面、双层SMA、改性沥青、桥面防水苏州市人民路北延钢箱梁桥面铺装工程采用双层4cm细粒式沥青混凝土(SMA-13)结构有效地满足了钢箱梁桥面铺装层的结构材料必须与钢板变形同步性能好，同钢板粘结性强，高温稳定，低温抗裂，耐疲劳，不透水，便于施工，易于维修等基本要求本文以笔者亲身参与的苏州市人民路北延钢箱梁桥面铺装工程为例，着重介绍双层SMA钢箱梁桥面铺装施工工艺。

一、材料及配比1、材料选用钢桥面铺装所选用的0~4.75mm细集料为石灰岩轧制而成，4.75~9.5mm、9.5~13.2mm的粗集料为玄武岩轧制而成，且符合JTG F40-2008《公路沥青路面施工技术规范》要求；矿粉采选用石灰岩中的强基性岩石经磨细制成，质量符合《JTG F40-2008》规范；稳定剂选用聚酯纤维，沥青结合料选用8.2%RST改性70号壳牌道路石油沥青2、SMA-13配合比设计钢桥面SMA-13级配范围与推荐级配范围见表2.1-1所示，其中4.75mm筛孔的通过率应在27%-28%。

表1.2-1 SMA-13级配范围表1.2-2 SMA-13混合料技术要求按照上述集料验收指标要求组织原材料进场，取样进行集料合成级配试验，并按照传统的SMA-13沥青混凝土配合比设计方法进行目标配合比和生产配合比设计。

用生产配合比在生产拌和机上进行试拌，取样进行检验，改性沥青SMA-13技术指标满足要求后，由此确定正式生产用的标准配合比。

二、桥面防腐层、防水联结层施工1、钢箱梁桥面板除锈钢桥面表面应平整清洁，钢箱梁桥面板除锈前，应仔细检查桥面板表面情况，主要检查桥面焊缝打磨是否平整、钢箱梁吊装处的吊环钢筋切割面是否突起，如发现焊缝不平整或钢筋突起应重新进行打磨至与钢桥面板高度差±3mm以内齐平。