钢箱梁桥面铺装中的高粘度改性沥青SMA铺装技术研究论文_李东亮

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摘要:本文详细叙述了高粘度改性沥青SMA铺装技术在铺装桥面的具有应用分析,我们可以通过利用高粘度改性沥青SMA铺装技术能够改善桥面各项使用性能,桥面铺装层的抗高温性能以及防水性能等能够得到提升,同时还能够提高铺装层与桥面板的粘结性,进而确保了沥青混凝土使用的长久性。本文通过对钢箱梁桥面铺装中的高粘度改性沥青SMA铺装技术进行分析,通过对SMA混合料、原材料的了解,得出表层粗糙化控制施工工艺等控制处理,从而全面阐述了高粘度改性沥青SMA铺装技术的重要意义。

关键词:桥面铺装;高粘度改性沥青SMA铺装技术;性能

一、引言

钢箱梁桥有着成本低、建设方便、跨越长度大、自身重量较轻的特点,SMA铺装技术已经普遍应用在国内外的建筑行业当中。钢箱梁桥面铺装指的是铺放在钢桥面板上,起到保护桥面,维持良好性能的作用,通常来说,常用的铺装材料指的是沥青混凝土。防水粘结层连接着桥面铺装以及桥面钢板层。承担着因车辆何在以及温度等所引起的压力以及变形问题。因此,作为钢箱梁桥面铺装技术最为关键的部分,选用铺装材料就显得尤为重要。

SMA混合料,已经广泛应用在桥面的铺装工程当中,然而在我国,很多桥面SMA铺装层出现了一系列的问题。寻找其原因,除去道路超荷载、严重超重之外,SMA铺装层材料本身还具有着耐热性不好,剪切强度不够,以及抗推移性能不够等因素都是导致出现问题的主要原因。

二、原材料

2.1SMA材料

桥面铺装工程额SMA铺装层材料,除了必须具有优良的使用性能之外,还需要具备以下几个基本的性能(1)保温性能良好,耐热值最高可达到70摄氏度的标准。(2)具备良好的层间结合能力,能够保障桥面以及铺装层之间能够承受一定的剪切强度。(3)开裂性能良好,能够承受一定的变形以及交通的荷载。(4)能够适应一定的温度,控制钢板的温度变化。

综上所述,在2004年7月,武汉市白沙洲长江大桥桥面的修复工程当中,我设计了2种关于修复大桥钢箱桥面铺装的方案。第一种方案,首先基于通过加工处理后的桥面面板上,铺设SMA铺装层。第二种方案,是在通过加工处理后的,铺设高粘度改性沥青配置SMA铺装层。本文接下来对方法二进行详细阐述。

2.2沥青胶结材料

本文所选用的沥青材料为湖南省某沥青加工长生产的高粘度改性沥青以及SBS改性沥青。其沥青的技术指标达到了美国同等材料性能的标准要求,具体的要求如下表1所式。

表1 沥青主要性能指标

2.3集料

本文采用辉绿岩作为集料,选用石灰石矿粉作为填补材料。亲水指标系数可达到0.76,辉绿岩材料的主要性能见如下表2。

表2 辉绿岩材料性能检验结果

三、高粘度改性沥青SMA铺装技术方案分析

3.1铺装结构方案

某城市高速公路的铺装材料是采用具有极强的抗高温性能以及高粘结强度的特殊材料,其表面经过粗糙化处理,利用高粘度的沥青SMA混合材料进行铺装上下表层。具体的实施方案:通过喷砂除铁锈处理后的桥梁表面涂一层改良性粘合剂作为防腐的涂层材料。厚度为0.5~1.5mm,待其固化后,再在表面涂一层年和解作为防水层,厚度大概为1.5mm~2.5mm。同时在防水层固化之前再撒上强度较高的级配碎石,碎石的粒径为2.56mm~4.85mm,形成粗糙的表层。

3.2高粘度沥青SMA桥面铺装层材料的组成以及性能

改性沥青的品种比较多,从目前来看,国内外比较常用有效形成一定规模的大多是聚合物改性沥青,该沥青主要包含橡胶树脂类、塑胶类等等。根据选用天气情况。地理位置、道路级别等选择合适的改性沥青。SBS高粘度改性沥青无论是酷暑地区还是严寒地区都是普遍适用的,在实际应用中也体现了优良的性能水平。

高粘度沥青是以AH-70道路的沥青作为基础沥青,其中掺入了四种的添加剂,分别为SBS、SBR、稳定剂以及抗氧化剂。

在沥青搅拌的过程当中我们可以将纤维木质素和有机纤维按照一定的比例进行混合,混入到SMA混合料当中,以达到最佳的沥青石油比例,从而增强了其抗疲劳。抗氧化的性能。在实际的施工过程中,往往采用的石油比:SMA13为6.1%,SMA10为6.2%。粗、细集料的材料部分采用辉绿岩,矿粉是通过石灰石研磨而成。为了更好的确定高粘度沥青的优势所在,通过对比实验测试,高粘度的沥青各项性能结果都要高于SBS沥青,特别是在60摄氏度时,粘度达到最高,可以有效减少SBS沥青在高温情况下所导致的变形情况,同时还具备着与钢板同步发生变形的情况,另外水稳定性较好。

四、高粘度改性沥青SMA铺装施工工艺的控制处理

4.1表层粗糙化控制施工工艺

(1)喷砂除锈,在做处理之前首先要做好表层的清洁工作,用水枪或者清洁水剂对表面进行清洁污垢,油污等,待钢板完全干燥后,再通过使用无尘喷砂机器进行喷砂除锈的处理,将钢板的表层清洁指数控制在Sa2.5级别,粗糙指数控制在Ry75-105um之间。

(2)表面涂装防锈层,防锈层的材料采用的是耐高温、高粘度的改性粘合剂。首先在钢板的表面上涂一层,厚度控制在1.5mm左右,固化的厚度控制在0.5mm~1.0mm之间,这一道工序应该在做完喷砂除锈处理后的4h之后完成。

(3)防水层、表面粗糙化处理。首先刷涂防水粘合剂,待防锈层表面的粘合剂固化之后,再涂一层改性粘合剂,厚度在1.5mm~2.0mm之间。在粘合剂固化之前,先撒上一层玄武岩的颗粒碎石,用量在3.0~4.0kg/每平方米之间,让玄武岩整个嵌入在粘合剂当中,待固化之后形成粗糙的表面层。

(4)混合料的压实。下面层铺平之后,采用压路机压实地面,依据“高频率、低振幅”的方式进行压实,运用压路机反复碾压;面层平铺完成之后,采用胶轮压路机静压,避免产生振动。

(5)应用效果

高速公路采用了高粘度改性沥青SMA,2008年9月竣工,经过两年的试运行,并没有发生破损、移动等情况,实验结果证明此方案经济可行并十分有效。为后续钢箱梁的设计提供了一定的技术支持。

五、结束语

该大桥在运营的过程中经过了夏天的高温考验,桥面的铺装仍然体现着优异的道路性能,并没有因高温天气或者雨水洪涝等发生损坏。其长期的使用性能仍然需要长时间的考验以及测试,在确定桥面铺装受力特点的情况下,设计寻找出使用性能最佳的桥面铺装材料,进而保障了桥面的各项使用性能。

参考文献:

[1]张晓靖,邱延峻,张晓华.BRT停靠站钢桥面沥青铺装病害处治研究[J].铁道科学与工程学报,2018,15(09):2263-2269.

[2]李云江,熊健.改性环氧树脂与高粘改性SMA组合钢桥面铺装体系应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017,13(10):180-182.

[3]黄桥连.高粘度改性沥青SMA铺装技术在钢箱梁桥面铺装中应用[J].北方交通,2013(01):45-47.

[4]刘新权,丁庆军,姚永永,胡曙光.高粘度改性沥青配制钢箱梁桥面SMA铺装层的研究[J].公路,2007(09):97-100.

论文作者:李东亮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/8/27

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