冷拌树脂混凝土在市政钢桥面中的应用研究论文_阮芳朝

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摘要:为解决城市钢桥面铺装的车辙、顶推问题,结合跨线桥钢桥面锥形养护工程,研究了城市钢桥面铺装的结构设计与施工技术。在“曲线边坡”应力特性下,钢桥对桥面铺装的塑性变形抗力有较高的要求。此外,我市钢桥面铺装养护设施还应具有养护快、通车快的特点。冷拌树脂混凝土刚度大,抗塑性变形能力强,且施I工艺简单,养护时间短,能够快速养护,快速开放交通。因此.冷拌树脂混凝土满足了抗塑性变形和快連养护的需求.适用于市政钢桥面铺装。

关键词:市政钢桥面;冷拌树脂混凝土;结构设计;施工工艺

前言

钢桥面铺装是一个世界性的问题。”考虑到车辆荷载作用下温度变化大、变形大的特点,要求钢桥面铺装在高温下具有较强的抗车辙能力,对钢板具有良好的变形能力,具有良好的抗疲劳开裂和防水性能。对于一些特殊的钢结构桥面,如市政钢桥,由于其半径较小,纵坡较大,对桥面铺装提出了更高的要求。

国内自1997年虎门大桥开始进行钢桥面铺装技术研究,经过早期采用的双层SMA和单层浇注式等结构的经验教训,目前基本形成了以SMA为代表的常规热拌钢桥面沥青铺装,以复合浇注式沥青为代表的高温拌和型钢桥面沥青铺装、以环氧沥青和冷拌树脂混凝土为代表的热固匯钢桥面沥青铺装等技术。SMA沥青混合料作为表面功能层,具有良好的路用性能,且施工技术成熟”。

但SMA属于热塑性沥青混合料铺装结构,双层SMA铺装技术在国内钢桥面铺装早期研究阶段应用较为广泛.其中西陵大桥、虎门大桥等跨江大桥钢桥面铺装均采用了双层SMA铺装结构。工程实践表明:SMA沥青铺装结构在高温重载交通影响下,多数经过1~2次夏季高温,铺装层容易出现较为严重的裂缝以及塑性累计变形产生的车辙和结构层失稳引起的推移、拥包病害"。

1冷拌树脂混凝土简介

冷拌树脂混凝土是市场上最早的环氧灌浆料之一,是能满足那些具有高精确度、重负载要求的聚合物灌浆材料。最普遍是用于结构黏结、荷载转移、固岩、防腐蚀、填充混凝土孔洞、锚碇,以及固定机械等。目前在桥梁梁体提高其承载力上得到了广泛运用。

2特点

(1)高抗拉和高抗绕性。有效地将工作负载传导至梁体,提高梁体承载力。减少裂纹的技术性因素。增强黏结强度。

(2)高温下仍可保持高强度。即使梁体整体在高温下仍能有效地传递荷载。

(3)高黏结性。有效地与梁体形成整体受力。

(4)高弹性模量。弹性模量越高,灌浆料可以承受更大的荷载,而没有形变。

(5)良好的流动性。可以完全充满梁底空间,形成整体受力,提供完全的支撑。

(6)良好的抗蠕变性。长时间保持良好的水平。

(7)良好的耐化学品腐蚀性。长期暴露在无机酸、强碱、油、脂肪和燃油等的条件下不受影响。

(8)高早期强度。短时期内可开放交通,使交通断道时间缩短。

(9)预包装。避免了批量或混合误差,使每—批包装具有同样的性能。

3市政钢桥面养护需求分析

3.1养护需求分析

(1)高劲度模量。市政钢桥桥型结构具有“弯坡斜”的特点,在行车荷载作用下,铺装层承受着较高的剪切变形和扭转变形作用。因此.要求铺装层应具有较高的劲度模量。

(2)高温稳定性。在高温和重载交通耦合作用下,铺装层易在短时期内出现水久性蠕变变形。因此,要求铺装层在夏季高温时应具有优异的高温稳定性。

(3)强密水性。水是引起路面病害的主要外部因素,并易引起钢板锈蚀。因此,需要桥面铺装有足够的密水性。

(4)养护便捷性。市政道路交通繁t,长时间封闭交通施工.必然导致交通拥堵。因此.市政道路养护只能利用晚上车流量较少时段,快速养护,快速开放交通。

3.2铺装结构设计

基于国内典型钢桥面铺装技术方案特点以及适用范围,结合市政锅桥面铺装养护需求.选择全厚式冷拌树脂混凝土(RAC)作为岱山立交钢桥面铺装养护维修方案,方案结构形式如图1所示。

图一

RAC全厚式冷拌树脂混凝土铺装方案具有如下优势:

(1)劲度模量高。冷拌树脂混凝土劲度模量高,抗塑性变形能力强,能够抵抗钢匝道桥“弯坡斜”条件下的剪切及弯扭变形。

(2)高温稳定性好。冷拌树脂混凝土在高温条件下抗车辙能力强,60C动稳定度大于52000次/mm,具有优异的高温稳定性。

(3)密水效果优。冷拌树脂混凝土空隙率在0~3%范围内,防水黏结层采用RBChip环氧黏结碎石层,具有优异的密水效果。

(4)冷拌树脂混凝土材料常温25~30C固化速率在1.5~2.0h以内,能够实现快速养护,快速开放交通的需要。

4主要施工工艺

4.1 RBChip防水黏结层

采用砂轮磨光机将钢板打磨除锈至清洁度St3.0级,钢板打磨除锈、吹干吹净后,立即施工环氧碎石防水层,涂布RB环氧树脂黏结料,并撒布3~5mm碎石,环氧树脂用量1~1.2kg/m2,碎石撒布率为满布的70%~80%。

4.2 RM黏结层

为增强铺装上、下层之间的黏结效果,RAC10冷拌树脂混凝土施工前,人工涂布0.5~0.6kg/m2的环氧树脂RM黏结层。在纵向施工缝侧壁涂布等量的树脂粘结层,黏结层涂布后尽早进行RAC10冷拌树脂混凝土的摊铺。

4.3 RAC13混合料施工及养生

(1)RAC13冷拌树脂混合料采用小型拌和机拌和,干拌时间不少于10s,湿拌时间不少于60s。

(2)RAC13的摊铺,要求混合料拌和完毕后1h内尽快卸料摊铺并完成碾压,人工布料过程中应检查并清除死料和花白料等有缺陷的混合料,混合料松铺系数按照1.2控制。

(3)压实设备应配有钢轮式、轮胎式压路机、小型:振动压(夯)实机具,按合理的压实工艺进行压实组合,碾压应遵循紧跟,慢压的原则,不得开启振动。施工时应以钢轮压路机初压2~3遍为宜,复压以胶轮压路机为主,碾压5~6遍,终压采用钢轮乐路机收光1~2遍消除轮迹。

RAC13冷拌树脂混凝土施工完毕,对碾压完成后的工作面及时封闭管理,禁止一切人员在工作面随意走动铺装层达到设计强度后即可开放交通。

结语

市政钢桥交通量大,且具有“弯坡斜”特点,受力情况严峻。因此,对于桥面铺装需要有较高的模量以抵抗车辙、推移和拥包等病害;市政钢桥交通繁忙,难以长时间封闭交通进行养护施工。因此,要求养护方案能够实现快速养护、快速开放交通;RAC13冷拌树脂混凝土具有较高的劲度模量,且60C动稳定度大于52000次/mm,能够抵抗较大的剪切变形和弯扭变形,高温抗车辙能力强;在常温25~30C条件下,RAC13冷拌树脂混:凝土固化速率在1.5~2.0h以内,能够满足快速养护,快速开放交通的需求。因此,RAC13冷拌树脂混凝土适用于市政钢桥面铺装快速养护施工。

参考文献

[1]钟青,徐永钢.ERS树脂沥青组合体系钢桥面防水层施工技术[J].中国建筑防水,2013(24):22-31.

[2]刘富华.环氧沥青钢桥面铺装施工控制技术[J].水科学与工程技术,2008(S2):85-86.

论文作者:阮芳朝

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/2

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