钢桥面铺装方案及技术要求.docx
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钢桥面铺装方案及技术要求
钢桥面铺装方案及技术要求——双层日本热拌环氧沥青
1.钢桥面铺装方案及材料
1.1钢桥面铺装结构设计
1.1.1行车道桥面铺装设计
桥面铺装整体结构采用双层环氧沥青混凝土,结合料采用热拌环氧沥青(KD-BEP,原TAF),上层厚度35mm,下层厚度40mm。
环氧沥青混凝土具有良好的高温稳定性和抗疲劳性能,铺装上层、下层均选用环氧沥青混凝土。
同时,为了保证环氧沥青混凝土铺装上下层之间的结合力,在铺装上、下层之间涂布环氧树脂粘结剂。
中山小榄水道跨线桥钢桥面铺装体系如下:
钢桥面行车道铺装结构见图1.1。
桥面铺装设计总厚度75mm,结构组成为:
40mm环氧沥青混凝土上面层(EA-10,粗级配)+0.6kg/m2环氧树脂粘结层+35mm环氧沥青混凝土下面层(EA-10,细级配)+0.4kg/m2环氧树脂防水粘结层。
图1.1行车道环氧沥青混凝土铺装结构简图
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。
根据喷砂除锈国标GB8923-2011,要求钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级,即“非常彻底的喷砂除锈,钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑”。
同时,为保证防腐层与钢桥面的附着力,要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50~100μm。
环氧富锌漆对钢板有很好的防腐作用,要求在喷砂除锈后4h以内,喷涂环氧富锌漆。
防水粘结层采用环氧树脂粘结剂,该材料是高韧性环氧树脂系的钢桥面防水粘结剂,具有良好层间结合力和水稳性。
其特点为两阶段固化反应,在初期硬化后,受经过热沥青混合料的热量影响能迅速融化,通过压路机碾压后,铺装层与钢板形成有效粘结。
针对铺装层一体化性能要求,结合铺装结构体系,采用环氧树脂粘结剂作为防水粘结层材料。
1.2铺装材料、混合料组成及性能要求
1.2.1行车道环氧沥青混凝土铺装
(1)环氧富锌漆
钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级、粗糙度达到50-100μm后,喷涂环氧富锌漆,环氧富锌漆性能指标见表1.1。
表1.1环氧富锌漆性能指标
技术指标
技术要求
试验方法
容器中状态
搅拌后无硬块,呈均匀状态;粉料呈微小均匀粉末状态
目测
不挥发物,%
≥80
HG/T3668-2009
粘度(ISO6号杯),s
≥6
ISO24321-1993
GB/T6753.4-86
干燥时间25℃
表干,min
≤30
GB/T1728
实干,h
≤2
完全固化,h(25℃)
≤168
GB/T16777
耐冲击性,cm
50
GB/T1732
附着力(拉开法,与钢板,25℃),MPa
≥6
GB/T5210
耐盐水性(3%NaCL),h
≥240,无泡无锈
GB/T1733
耐热性,℃
250℃/1h漆膜完整,允许变色
GB/T1735
注:
耐盐雾性与贮存期为供应商保证项目,不作为用户必检项目。
(2)环氧粘结剂
环氧粘结剂由环氧树脂(主剂)和固化剂(硬化剂)组成,主剂和固化剂按质量比50:
50混合,其基本物理性能和指标应满足表1.2和1.3的相关要求
表1.2环氧粘结剂主剂的物理性能和技术指标
试验项目
技术要求
试验方法
粘度(23℃,[泊])
1000-5000
GB/T12007.4-1989
环氧当量
170-200
GB/T4612-1984
闪点(℃)
130
T0611-1993
比重(23℃)
1.1-1.3
T0603-1993
外观
微黄色透明液体
目测
表1.3环氧粘结剂固化剂的物理性能和技术指标
试验项目
技术要求
试验方法
粘度(23℃,[泊])
500-1100
GB/T12007.4-1989
酸值(mg,KOH/g)
130-160
T0626-2000
闪点(℃)
≥145
T0611-1993
比重(23℃)
0.8-1.0
T0603-1993
外观
淡黄褐色液体
目测
主剂和固化剂分别加热至30℃,按照50:
50的重量比例拌和3min,拌和温度维持在30℃,温度变化范围±3℃,养生固化后的环氧粘结剂性能需满足表1.4所示。
表1.4环氧粘结剂养生固化后的物理性能和技术指标
试验项目
技术要求
试验方法
组分A/B重量比
50/50
——
拉伸强度(23℃,MPa)
≥3.0
GB/T528-1998
断裂延伸率(23℃,%)
≥100
GB/T528-1998
与钢板粘结强度(25℃,MPa)
≥2.5
《公路钢箱梁桥面
铺装设计与施工技术指南》
与钢板粘结强度(60℃,MPa)
≥1.0
(3)环氧沥青结合料
环氧沥青由基质沥青和环氧树脂混合而成,按照50:
50的重量比例混合。
环氧树脂和沥青混合时使用的沥青采用A-70基质沥青,其性能满足表1.5各项技术指标。
表1.5A-70基质沥青的技术指标
试验项目
技术要求
试验方法
针入度(25℃,0.1mm)
60~80
JTGE20-2011T0604
针入度指数PI
-1.5~1.0
JTGE20-2011T0604
软化点TR&B(℃)
≥47
JTGE20-2011T0606
延度(10℃,5cm/min,cm)
≥15
JTGE20-2011T0605
延度(15℃,5cm/min,cm)
≥100
JTGE20-2011T0605
蜡含量(蒸馏法,%)
≤2.2
JTGE20-2011T0615
闪点(℃)
≥260
JTGE20-2011T0611
溶解度(%)
≥99.5
JTGE20-2011T0607
密度(15℃,g/cm3)
≥1.000
JTGE20-2011T0603
RTFOT后残留物
质量变化(%)
≤0.6
JTGE20-2011T0610
残留针入度比(25℃,%)
≥61
JTGE20-2011T0604
残留延度(10℃,cm)
≥6
JTGE20-2011T0605
环氧沥青结合料的环氧树脂需满足表1.6、表1.7和表1.8的基本物理性能和技术指标。
表1.6主剂的物理性能和技术指标
物理性能
技术要求
试验方法
粘度(23℃,[泊])
1000~5000
GB/T12007.4-1989
比重(23℃)
1.00~1.20
T0603-1993
环氧当量
190~220
GB/T4612-1984
闪点(℃)
>220
T0611-1993
外观
淡黄色透明液体
目测
表1.7固化剂的物理性能和技术指标
物理性能
技术要求
试验方法
粘度(23℃,[泊])
100~800
GB/T12007.4-1989
比重(23℃)
0.80~1.00
T0603-1993
酸值(mg,KOH/g)
150~200
T0626-2000
闪点(℃)
>145
T0611-1993
外观
淡黄褐色液体
目测
表1.8环氧树脂养生固化后的物理性能
物理性能
技术要求
试验方法
重量比(主剂/固化剂)
56/44
——
拉伸强度※(23℃,[MPa])
≥3.0
GB/T528-1998
断裂延伸率※(23℃,[%])
≥100
GB/T528-1998
※60℃的烘箱里养生4天后的试验值。
环氧沥青养生固化后的技术指标需满足表1.9的要求。
表1.9环氧沥青的养生固化后的技术指标
物理特性
技术要求
试验方法
重量比(基质沥青/环氧树脂)
50/50
——
比重(23℃)
1.00~1.05
T0603-1993
针入度(0.1mm)
5~20
JTGE20-2011T0604
软化点(℃)
≥100
JTGE20-2011T0606
拉伸强度※ @23℃,[MPa]
≥2.5
GB/T528-1998
断裂延伸率※ @23℃,[%]
≥100
GB/T528-1998
※60℃的烘箱里养生4天后的试验值。
(试验时将基质沥青加热到150℃,环氧树脂加热到60℃,两者放入搅拌器里搅拌4分钟后制成试件,然后在150℃烘箱里放置3个小时,在60℃烘箱里养生4天,在常温下放置1天后进行试验。
)
(3)集料及填料
集料必须选用坚硬、致密、洁净、耐磨、颗粒形状较好(近似立方体)、无风化表面,并与结合料有较好的粘结性能的硬质石料。
钢桥面沥青混凝土铺装用的集料首先必须满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中的有关规定,料径规格应符合设计文件的要求,考虑到钢桥面铺装的使用条件和要求比高速公路更为严格,“高速公路”中的一些关键指标的标准需进一步提高,按以下要求选用。
集料料源及有关检测资料要报监理工程师批准,在集料生产过程中,设驻地监理工程师监督集料生产并定期对集料进行抽检。
1)粗集料
粗集料采用粒径大于2.36mm的玄武岩等高质量的碎石,颗粒形状近似立方体,不得采用颚式破碎机加工。
粗集料物理力学性能要求满足表1.10,集料的粒径规格应按表1.11的要求选用。
表1.10环氧沥青混凝土粗集料技术要求
技术指标
技术要求
试验方法
抗压强度/MPa
≥120
JTGE41-2005(T0221-2005)
洛杉矶磨耗率/%
≤18.0
JTGE42-2005(T0317-2005)
磨光值/BPN
≥48
JTGE42-2005(T0321-2005)
针片状含量/%
≤5
JTGE42-2005(T0312-2005)
压碎值/%
≤12
JTGE42-2005(T0316-2005)
与沥青的粘附性(改性沥青)/级
≥5
JTJ052-2000(T0616-1993)
吸水率/%
≤1.5
JTGE42-2005(T0308-2005)
表观密度/g·cm3
≥2.60
JTGE42-2005(T0308-2005)
坚固性/%
≤5
JTGE42-2005(T0314-2000)
软石含量/%
≤1
JTGE42-2005(T0320-2000)
<0.075颗粒含量(水洗法)/%
≤0.8
JTGE42-2005(T0303-2005)
表1.11环氧沥青混凝土集料规格(方孔筛)
规格
通过下列筛孔(方孔筛,mm)的质量百分率(%)
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
1#
100
100
0-5
2#
100
100
100
25-30
3#
100
100
100
100
40-50
5-10
0
4#
100
100
100
100
95-100
90-95
60-70
30-40
5-5
2)细集料
细集料采用粒径在2.36mm与0.075mm之间的玄武岩(石屑)等类别的优质集料,不含杂质或其他有害物质,其技术要求见表1.12。
表1.12环氧沥青混凝土细集料技术要求
试验项目
单位
要求