杭州湾跨海大桥混凝土桥面铺装.docx

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杭州湾跨海大桥混凝土桥面铺装

杭州湾跨海大桥混凝土桥面铺装

科研与施工招标技术规范

杭州湾大桥工程指挥部

中交公路规划设计院

2006年8月

1铺装设计方案及技术要求

1.1桥面铺装结构设计

桥面铺装结构设计　　　　　　　　　　　表1

铺装层

表面层：

改性沥青SMA-13（40mm）

粘　层：

改性乳化沥青，用量0.4～0.6kg/m2

下面层：

改性沥青SMA-20（该层平均厚度为60mm，兼作调平层，最小厚度不得小于40mm，最大厚度不得大于90mm，若该层厚度小于40mm时，需进行调坡，若厚度大于90mm时，增设改性沥青SMA-10作为调平层）

防水系统

防水粘接层：

科研确定

反应性树脂下封层：

用量0.4～0.8kg/m2，其上撒布0.6～1.18mm碎石，用量0.3～0.8kg/m2

桥面板

混凝土桥面板：

打砂，形成干燥、洁净、粗糙的界面

1.1.1鉴于该工程的交通量繁重及地理位置的重要性，考虑当地气侯炎热、潮湿多雨的特点，沥青混合料主要考虑高温稳定性、防止水损害、桥面防水和耐久性等因素进行设计，故选用双层改性沥青SMA，表面层为SMA-13、下面层为SMA-20，均为设计空隙率为4%的沥青混合料。

1.1.2改性沥青SMA-20平均厚度为60mm，该层兼作调平层，最小厚度不得小于40mm，最大厚度不得大于90mm，即在40-90mm范围内由该层承担调平功能；若该层厚度小于40mm时，需进行调坡；若厚度大于90mm时，增设改性沥青SMA-10作为调平层。

1.1.3为提高桥面铺装的高温稳定性和低温抗裂性能，对表面层40mm的SMA-13、下面层60mm的SMA-20及调平层SMA-10掺加纤维，其纤维种类和掺加量通过科研确定。

1.1.4混凝土桥面铺装采用疏水与排水相结合的方案，以提高其耐久性，详见设计图。

1.1.5上述铺装下面层SMA-20为设计推荐级配类型，最终由科研确定，其最大、最小厚度也应该根据科研所确定的混合料类型做出调整。

1.1.6桥面铺装层设计使用寿命不低于15年。

1.2对混凝土桥面的要求

1.2.1箱梁混凝土桥面采用机械打砂，形成平整粗糙，干燥整洁的表面，不得有浮浆、尘土、水迹、杂物或油污等。

1.2.2箱梁混凝土桥面与沥青层之界面，应做到层间粘结紧密、防止渗水的要求。

1.3原材料的技术要求

1.3.1改性沥青

表面层、下面层和调平层均采用改性沥青，改性沥青的种类、技术指标均由科研确定。

1.3.2粘层沥青采用SBR胶乳改性乳化沥青，快裂或中裂阳离子型（PCR），其性能应满足表2的技术要求，其试验方法应符合JTJ052—2000标准。

改性乳化沥青技术要求表2

指标

要求

试验方法

1.18mm筛上剩余量%

≤0.1

JTJ052-2000

贮存稳定性（CH5）

≤5

粘度C255 （秒）

8～25

蒸发残留物含量%

≥50

蒸发

残留

物性

质

针入度25℃0.1mm

40～120

延度

15℃cm

>50

5℃cm

≥20

软化点℃

≥50

1.3.3集料的技术要求

1.3.3.1粗集料

应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石。

应采用玄武岩集料。

使用的粗集料质量应符合表3的规定。

集料的粒径规格应符合JTGF40-2004表4.8.3的要求。

粗集料的质量技术要求表3

项目

单位

标准值

备注

石料磨光值不小于

BPN

42

表面层用

石料压碎值不大于

%

26

洛杉矶磨耗损失不大于

%

28

表观相对密度不小于

t/m3

2.60

吸水率不大于

%

2.0

坚固性不大于

%

12

针片状含量不大于

%

15

水洗法<0.075㎜颗粒含量不大于

%

1

软石含量不大于

%

3

对沥青的粘附性不低于

等级

5

石料的破碎面积（2个或2个以上）不小于

%

90

抗压强度　　　　　　　　　不小于

Mpa

120

注：

有1个或以上破碎面为黄色节理面的集料颗粒含量应不大于5%。

1.3.3.2细集料

1.3.3.2.1细集料采用人工砂或石屑，或人工砂和石屑两者的混合料。

不得采用天然砂。

1.3.3.2.2细集料应干净、坚硬、干燥、无杂质或其他有害物质，并有适当的级配。

1.3.3.2.3石屑的规格和细集料质量技术要求，应符合表4和表5的规定要求。

沥青混合料用人工砂或石屑规格表4

规格

公称粒径

（mm）

水洗法各筛孔的质量百分率%

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

S15

0~5

100

90~100

60~90

40~75

20~55

7~40

2~20

0~10

S16

0~3

100

80~100

50~80

25~60

8~45

0~25

0~10

细集料的技术要求表5

指标

单位

标准值

表观相对密度　　　　不小于

t/m3

2.50

坚固性（＞0.3mm部分）　　　　不小于

%

12

砂当量　　　　不小于

%

60

棱角性（流动时间）　　　　不小于

s

30

含泥量（小于0.075mm的含量），　不大于

%

3

吸水率　　　　　　　　　　　　　不大于

%

2.0

亚甲蓝值　　　　　　　　　　　　不大于

g/Kg

25

注：

①坚固性试验可根据需要进行；②砂当量是对小于4.75mm集料的要求。

细集料与沥青应具有良好的粘附性，若粗集料为酸性或中性岩石，细集料应采用石灰岩类的石屑，以改善其水稳性。

1.3.3.3填料

1.3.3.3.1填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性等憎水性石料经磨制的矿粉，不应含泥土杂质和团粒，要求干燥、洁净，其质量应符合表6的技术要求。

1.3.3.3.2经监理工程师批准，采用水泥、石灰等作为填料时，其用量不应超过集料总量的2%，且不应超过矿粉总量的25%。

　　沥青面层用矿粉质量要求表6

指标

单位

标准值

表观相对密度不小于

t/m3

2.50

含水量不大于

%

1

粒度范围<0.6㎜

<0.15㎜

<0.075㎜

%

%

%

100

90～100

75～100

外观

无团粒结块

亲水系数

<1

塑性指数

<4

1.3.4纤维的技术要求

纤维是用于SMA混合料中的稳定剂，应进行专门的科学研究，对比有机合成长纤维和木质素纤维试验结果，最终确定合适的SMA稳定剂及性能要求。

生产厂家提供的纤维产品，必须附产品质检报告，送监理工程师审查。

1.3.5防水粘结层的技术要求

对防水粘结层的材料应进行专门的科学研究，选择具有优异施工性能和使用性能的材料。

1.3.6反应性树脂下封层材料的技术要求

反应性树脂下封层的技术要求表7

指标

技术要求

实验方法或仪器

粘度（20℃）,s

≤40

标准粘度计法

与水泥砼的粘接强度，MPa

≥1.5

拉拔试验（铺装混合料之前）

与水泥砼的粘接强度，MPa

≥1.0

拉拔试验（铺装混合料之后）

25℃指干时间,h

≤10

―

25℃干硬时间,h

≤48

―

渗水系数，mL/min

≤5

JTJ052-2000

1.4沥青混合料的技术要求

1.4.1改性沥青SMA-13、SMA-20、SMA-10的矿料级配应符合表8的要求。

混合料的矿料级配范围表8

类型

通过以下筛孔尺寸的百分率%

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

SMA-13

100

90~

100

50~

75

20~

34

15~

26

14~

24

12~

20

10~

16

9~

15

8~

12

SMA-20

100

90~100

72~

92

62~

82

40~

55

18~

30

13~

22

12~

20

10~

16

9~

14

8~

13

8~

12

SMA-10

100

90~

100

28~

60

20~

32

14~

26

12~

22

10~

18

9~

16

8~

13

1.4.2沥青混合料（SMA）应用马歇尔试验方法进行配合比设计，其设计指标应符合表9的要求。

改性沥青SMA马歇尔试验配合比设计技术要求表9

试验项目

技术要求

马歇尔试件尺寸（mm）

φ101.6X63.5mm

马歇尔试件击实次数

双面各击75次

空隙率（%）

3.0—4.0

矿料间率VMA（%）不小于

17

粗集料的骨架间隙率VCAmix

不大于VCADRC

沥青饱和度VFA　（%）

75~85

稳定度（KN）

不小于6.0

流值（mm）

2~5

谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失（%）

不大于0.1

肯塔堡飞散试验的混合料损失（20℃%）

不大于15

1.4.3沥青混合料（SMA）应进行高温稳定性、低温稳定性、水稳性等路用性能指标的检验，其技术指标应符合表10的要求。

改性沥青SMA配合比设计检验指标技术要求　　表10

项目

标准值

车辙试验动稳定度60℃0.7Mpa（次/mm）

>3500

低温弯曲试验破坏应变με（-10C°加载速率50mm/min）

>2500

冻融劈裂试验的残留强度比（%）

不小于85

残留马歇尔稳定度　　　　　　　　　　（%）

不小于85

沥青混合料渗水系数（ml/min）

不大于80

1.5桥面排水设计

1.5.1横、纵坡排水

桥面铺装应根据箱梁顶板的横坡、纵坡和箱梁顶板厚度变化，进行连续地摊铺，以达到桥面排水设计要求。

1.5.2边缘防、排水处理

在铺装层与路缘结构物结合部位采用沥青类贴缝条（或橡胶止水带）进行防水处理，防止雨水渗入铺装层内部。

在铺装沥青混凝土前，与构造物结合部位先贴接缝条，沥青混凝土铺装时，依靠沥青混凝土的温度使接缝条与混合料及构造物良好结合，从而组成铺装结构的防、排水体系。

1.5.3泄水孔边缘防、排水

泄水孔与盖子必须密合，且不得有裂缝、砂眼和其它影响强度及使用的缺陷。

铺装前，泄水孔进水槽外缘设置沥青类贴缝条（或橡胶止水带）。

铺装施工（尤其是上层铺装施工）时，应该采用如平板夯实仪等设备对泄水孔周边的铺装层进行人工夯实处理。

铺装后，泄水孔进水口应略低于桥面铺装层，以保证桥面排水畅通。

1.5.4伸缩缝前防、排水

伸缩缝的安装采用后装式，要求回填沥青混凝土部分与原桥面沥青混凝土铺装衔接平顺，不影响主桥横、纵坡排水。

2科研技术要求

2.1科研的原则

结合杭州湾跨海大桥的交通气候特点和桥梁结构特点，桥面铺装的结构和材料除应满足一般桥面铺装的有关要求外，还应满足以下具体要求。

2.1.1铺装层应具有良好的抗车辙性能；

2.1.2铺装层应具有良好的抗疲劳性能和耐久性能；

2.1.3铺装层与桥面板应具有良好的粘接性和防水性能；

2.1.4铺装层应具有良好的平整度和抗滑性；

2.1.5铺装层对桥面板等结构应有良好的保护作用；

2.1.6桥面铺装应有良好的施工和易性。

2.2科研项目

2.2.1防水粘结层

2.2.1.1防水粘结层的科研目的

根据防水粘结层的功能要求，经过科研试验，确定桥面铺装防水层结构形式，满足杭州湾跨海大桥铺装防水性、耐久性等相关要求。

2.2.1.2防水粘结层的功能要求

2.2.1.2.1不透水性能

要求防水粘结层在桥面铺装层设计使用寿命内保证外界水分无法渗漏到桥面混凝土内，并要求其具有一定的抵抗外界破损的能力，应适应桥面铺装机械化作业，而不降低其不透水性能；

2.2.1.2.2与混凝土桥面和沥青铺装层的粘结性能

要求防水粘结层具有良好的粘结性能，使得整个桥面系统在行车荷载的作用下保持良好的整体性，不至于因为车辆的水平剪切作用而造成层间滑移，引起桥面拥包、坑槽等病害；

2.2.1.2.3耐高、低温性能

保证防水粘结层在施工阶段、沥青混凝土铺筑阶段以及铺装使用阶段具有足够耐高、低温性能；

2.2.1.2.4抵抗桥面变形的性能

当防水材料铺设在桥面板时，必须能抵抗混凝土裂缝造成的破坏；

2.2.1.2.5具有较好抗施工损伤性能，防止上层施工对其损坏；

2.2.1.2.6具有优良抗老化性能，耐久性能要好；

2.2.1.2.7施工简单、快捷。

2.2.1.3防水粘结层研究成果要求

经过对防水粘结层的研究，最终确定防水粘结层的铺装结构和材料，制定防水粘结层性能指标要求，提出施工工艺和验收标准等。

2.2.2改性沥青SMA混合料

2.2.2.1改性沥青SMA混合料的科研目的

在分析杭州湾跨海大桥铺装使用条件的基础上，通过试验研究确定下面层SMA的级配类型，确定用于SMA混合料的改性沥青品种、纤维种类和掺量，优化油石比和级配，确保混合料性能达到设计要求。

2.2.2.2改性沥青SMA混合料的功能要求

2.2.2.2.1具有良好的抗车辙能力以防止在重载和高温条件下产生永久变形；

2.2.2.2.2具有良好的抗水、盐、油等污染介质的损害能力和耐老化性能；

2.2.2.2.3具备平整、抗滑、耐磨、耐久等优点，以满足行车舒适性和安全性等要求；

2.2.2.2.4对比不同纤维试验结果，最终确定合适的SMA稳定剂。

进行的对比试验应包括：

SMA混合料马歇尔稳定度、高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害、抗盐损害以及疲劳性能的试验等；

2.2.2.2.5满足交通量、行车荷载、自然条件等对桥面铺装层的要求。

2.2.2.3研究成果要求

经对改性沥青及改性沥青SMA混合料课题研究，最终确定改性沥青SMA混合料的铺装结构和材料，制定改性沥青、纤维等材料性能指标要求，提出桥面铺装层配合比优化方案及施工工艺要求等。

3施工技术要求

3.1范围

工作内容包括在混凝土桥面上打砂处理、防水粘结层的施工和铺筑铺装层等的有关作业。

3.2原材料的取样和检测

3.2.1施工前的原材料检测

施工前必须检测各种材料的来源和质量，检测结果必须符合本规范相关技术要求，不符合本规范技术要求的原材料不得进场。

各种原材料的检测项目、检测频率及试验方法见表11。

施工前原材料质量检测的项目和频率表11

材料

检测项目

检测频度

试验方法

粗集料

外观（石料品种、含泥量等）

每批

T0310-2005

针片状颗粒含量

每批

T0312-2005

颗粒组成（筛分）

每批

T0302-2005

含水量

每批

T0305-1994

石料的破碎面积

每批

T0346-2000

软石含量

每批

T0320-2000

压碎值

选料阶段

T0316-2005

磨光值

选料阶段

T0321-2005

洛杉矶磨耗值

选料阶段

T0317-2005

抗压强度

选料阶段

-

吸水率

选料阶段

T0307-2005

表观相对密度

选料阶段

T0304-2005

坚固性

选料阶段

T0314-2000

粗集料与沥青的粘附性

选料阶段

T0616，T0663

细集料

颗粒组成（筛分）

每批

T0327-2005

砂当量

每批

T0334-2005

含泥量

每批

T0335-1994

含水量

每批

T0332-2005

吸水率

选料阶段

T0330-2005

亚甲蓝值

选料阶段

T0349-2005

表观相对密度

选料阶段

T0330-2005

坚固性

选料阶段

T0340-2005

矿粉

粒料范围

每批

T0351-2000

外观

每批

-

≤0.075mm含量

每批

T0351-2000

含水量

每批

-

表观相对密度

选料阶段

T0352-2000

亲水系数

选料阶段

T0353-2000

塑性指数

选料阶段

T0354-2000

石油沥青

针入度

每批

JTJ052-2000

软化点

每批

延度

每批

含腊量

选料阶段

改性乳化沥青

蒸发残留物含量

每批

蒸发残留物针入度

每批

蒸发残留物软化点

每批

蒸发残留物延度

每批

贮存稳定性（CH5）

选料阶段

粘度C255 （秒）

选料阶段

1.18mm筛上剩余量%

选料阶段

注：

各种材料都必须在施工前以“每批”为单位进行检查，“每批”指各种材料以统一料源、同一次购入并运至生产现场的相同规格材料；沥青材料“每批”指同一来源、同一次购入且储入同一沥青罐的同一规范的沥青。

“选料阶段”指在进行设计配合比设计前，选择何种厂家提供的原材料阶段。

各种材料必须在使用前56d选定。

承包人应将具有代表性的样品，委托监理工程师认可的具有交通部甲级资质的检测单位按规定进行标准试验和混合料配合比设计的复验，试验结果提交监理工程师审批，未经批准的材料不得使用，未经批准的混合料配合比不能用于施工。

试验所需费用由承包人负担。

做混合料配合比设计用的原材料取样应在拌和场或石料场的料堆中取得，应分别在料堆的顶部、中部及底部取得大致相同的若干份组成试样，并采用分料器或四分法进行缩分。

3.2.2施工过程中原材料的检查

施工单位在施工过程中应随时对原材料质量进行自检。

在沥青混合料生产过程中，必须按规范《JTGF40-2004》表11.4.3的检查项目和频度对原材料进行抽样试验，其质量应符合本规范相关技术要求以及通过科研确定的原材料技术要求。

3.3改性沥青SMA混合料配合比设计

改性沥青SMA混合料配合比设计包括马歇尔试验设计和设计配合比检验两项内容，配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法，配合比的设计与检验应按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）附录B、C规定的方法进行。

改性沥青SMA混合料设计级配范围满足表8或《公路沥青路面施工技术规范》要求，设计技术要求见表9、表10。

承包人应在开工28d前向监理工程师提交正式的目标配合比设计报告，目标配合比设计报告中应对拟用的沥青混合料级配、沥青结合料用量及沥青混合料稳定度、流值、空隙率、动稳定度、冻融劈裂强度比等各项技术指标作出书面详细说明，在承包人提交目标配合比未经监理工程师批准前，不得进入生产配合比设计。

如果承包人建议改变料源时，应重新进行目标配合比设计并报监理工程师审批。

由于这些变化而产生的所有费用都应由承包人支付。

在沥青混合料配合比设计报告未被批准之前，不得进行下一步工序。

未经监理工程师认可，批准的沥青混合料配合比和原材料品种不得更改。

3.4试拌试铺

生产配合比设计完成并经监理工程师审批合格后，承包人需按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）要求组织进行混合料的试拌试铺工作，试铺路面选在直线段，长度不少于300m。

在试铺开始至少14d之前，承包人应提交铺筑试验段的施工方案报送监理工程师审批。

施工方案内容应包括：

试验人员、机械设备、施工工序和施工工艺等详细说明。

通过试拌试铺工作决定的内容包括：

3.4.1根据各种机械的施工能力相匹配的原则，确定适宜的施工机械，按生产能力决定机械数量与组合方式。

3.4.2通过试拌决定：

3.4.2.1拌和机的操作方式－如上料速度、加料程序、矿粉的加料方式、拌和数量与拌和时间、拌和温度等。

3.4.2.2验证改性沥青SMA的生产配合比，决定正式生产用的矿料配合比和油石比。

3.4.2.3纤维添加方式和计量检验。

3.4.3通过试铺决定：

3.4.3.1摊铺机的操作方式，摊铺方法、摊铺温度、摊铺速度、初步振捣夯实的方法和强度、自动找平方式等。

3.4.3.2改性沥青SMA路面的压实是一道关键工序，要在试铺段试铺过程中，通过试压获得所要求压实度而制订适宜压实工艺与压实程序：

明确具体的碾压时间，压实顺序，碾压温度，碾压速度，静压与振压最佳遍数，压路机类型组合，压路机型号与吨位，压路机振幅、频率与行走速度的组合等。

3.4.3.3施工缝处理方法。

3.4.3.4用水准仪定点测量高程的方法（不少于30个点）确定松铺系数（约为1.08~1.20）。

3.4.4确定施工产量及作业段的长度，修订施工组织计划。

3.4.5全面检查材料及施工质量是否符合要求。

3.4.6确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式等。

试铺路面的铺筑，严格按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）规定操作。

在试铺路面的铺筑过程中，监理工程师应一起参加，检查施工工艺、技术措施是否符合要求，测温、观色、取样，并记录试验与检测结果，检查各种技术指标情况，对出现的问题提出改进意见。

必须力争一次铺筑成功，使试铺面层成为正式路面的组成部分。

否则应予铲除。

试铺路面的质量检查频率应根据需要比正常施工时适当增加（一般增加一倍），试铺结束后，经检测各项技术指标均符合规定，承包人应立即提出试铺路面总结报告，由监理工程师审核，经业主批准后，即可作为申报正式开工的依据。

3.5桥面铺装施工

3.5.1一般要求

3.5.1.1为使沥青混凝土铺装与下面的混凝土结构物紧密结合，桥面板表面应采用自动打砂处理。

经打砂处理后的混凝土桥面应干净、干燥并具有一定粗糙度。

3.5.1.2进行桥面沥青混凝土铺装时，应按图纸所示的位置和尺寸预留好伸缩缝的工作槽，并特别注意与伸缩缝的安装相配合。

3.5.2桥面喷砂及裂缝处理

承包人在投标文件中应提出喷砂处理的检验标准。

3.5.2.1喷砂前的清理

用清洁剂或溶剂清洗桥面板表面的油、油脂、盐分及其它污染物。

桥面清洗后应达到的检验标准要求。

3.5.2.2喷砂

3.5.2.2.1环境要求:

遇下雨、下雪等气候时,严禁作业。

3.5.2.2.2磨料要求:

砂粒必须保持干燥、清洁、不含有害物质，如油脂、盐分等。

3.5.2.3喷砂质量要求

喷砂后混凝土桥面板应干净干燥，粗糙度满足要求。

3.5.2.4喷砂设备

采用带吸尘装置的移动式自动无尘打砂机。

3.5.2.5喷砂后桥面裂缝按《杭州湾跨海大桥混凝土裂缝及缺陷修补技术规程》进行处理。

3.5.3反应性树脂下封层施工

混凝土桥面铺装反应性树脂下封层粘接材料，材料性能应符合表7的要求，施工应达到以下要求：

3.5.3.1在桥面板经喷砂处理验收合格后，在干净、干燥的情况下，即可进行下封层的施工；

3.5.3.2施工前，应认真检测下封层反应性树脂材料的质量，只有在满足设计要求的条件下，才允许进行下封层的施工；

3.5.3.3反应性树脂下封层允许进行人工涂布或机械喷涂；

3.5.3.4反应性树脂下封层材料涂布应均匀、满布，用量达到设计规定要求；

3.5.3.5注意环境保护，保证施工现场的整洁和卫生,不得污染环境；

3.5.3.6涂抹完环氧粘结剂后，应立即撒布0.6～1.18mm大小的碎石。

该碎石应干净、干燥，大小均匀。

撒布碎石时，应预留做拉拔检验的部位