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大桥桥面铺装病害与处治工程实例

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虎门大桥主跨888m悬索桥主梁采用轻型加劲扁平钢箱梁,钢箱梁节段采用焊接方式连接,钢箱梁全宽35.6m,桥面为双向六车道,行车道单幅宽14.25m。大桥钢桥面采用单层改性沥青SMA铺装,通车约3个月后,桥面铺装局部段落即开始出现如车辙、推拥等热稳性病害,随着时间的推移,热稳性病害继续发展。因此必须对大桥钢桥面铺装进行全面处治。


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病害原因分析:
通车这么短的时间就出现了热稳性病害,根据现场的多次观测及讨论分析,一致认为产生病害的原因主要是:
(1)黏结层过分强调了材料的韧性,忽略了黏结剂的硬度和初始抗剪强度。
(2)黏结剂撒布厚度偏大且预撒沥青碎石撒布量又偏少,黏结剂无法在黏结层内“消化”,SMA铺装施工时黏结剂会上移,导致SMA混合料沥青含量偏大。
(3)改性沥青偏软,又不是现场生产随配随用,在使用过程中改性剂难免会出现离析,从而影响了质量。

(4)SMA铺装过于偏重其抗裂性和防水性,并且沥青用量偏大,SMA13混合料级配4.75mm筛通过量偏大,部分铺装段落级配控制不严格。

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(5)铺装厚度由原设计7cm减为6cm后(原计划采用两层SMA铺装),改成一层铺装施工,铺装层的热稳性、抗裂性、防水性等矛盾均集中在一层,很难兼顾。两层式铺装的方案,可以将铺装层的功能要求适当分开,有侧重地对待,使各铺装层的性能得到良好协调。
(6)虎门地区夏季温度较高,加之重车又多,客观上也加快了铺装层热稳性病害的产生和发展。
(7)施工过程中,SMA配比偏差较大。
(8)施工中的机械故障也会引起配比发生变化。
病害的处治方案:

经全面调查、分析后,确定刨掉原有铺装表面层,然后再加铺一层新的SMA铺装,使整个钢桥面恢复双层式铺装。具体做法是:用铣刨机刨除原有铺装表面,使剩下的铺装厚度为40mm+5mm,然后在整个刨除面撒布一层改性乳化沥青,撒布量为0.2~0.4kg/㎡,上面再加铺一层平均厚度为30~35mm的热拌改性沥青SMA10混合料,使整个铺装厚度达到70mm+5mm。该处治方案的加铺层,采用热稳性较好的改性沥青SMA10,设计空隙率为3.5%~4.5%,从而保证了混合料粗集料嵌挤良好,使加铺层具有良好的热稳性,以达到明显改善铺装层热稳性的目的。

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