正交异性钢桥面树脂沥青组合体系（ERS）铺装施工技术

杨炜林 上海铁路局宁波铁路枢纽工程建设指挥部

正交异性钢桥面树脂沥青组合体系（ERS）铺装施工技术

杨炜林 上海铁路局宁波铁路枢纽工程建设指挥部

树脂沥青组合体系（ERS）：是我国自主研发的先进的桥面铺装体系，具有性能优良，防水防腐可靠，行车安全舒适、施工简单、病害少等诸多优点。以宁波市福明路（长寿路-兴宁路）二期工程跨宁波东站大桥钢箱梁为例，介绍钢桥面树脂沥青组合体系（ERS）铺装的工艺原理、工艺流程以及使用效果。

正交异性；钢桥面铺装；ERS；施工技术

1 工程概况

宁波市福明路（长寿路-兴宁路）二期工程跨宁波东站大桥采用主跨220m的双塔双索面斜拉桥，跨径布置为55+ 45+220+45+55=420m。主梁采用混合主梁，其中两侧边跨各采用预应力混凝土箱梁，并伸入中跨9.4m，中跨197.2m范围内采用钢箱梁，钢箱梁为正交异性钢桥面。钢桥面传统铺装有浇筑式沥青混凝土、下层浇筑式混凝土+上层SMA两种体系，通过调研、试验，本钢箱梁正交异性钢桥面铺装采用了国内先进的树脂沥青组合体系(ERS)：EBCL＋RA05＋SMA13，具体结构如图1所示。

图1 ERS钢桥面铺装方案结构图

2 ERS工艺原理

树脂沥青组合体系（ERS）钢桥面铺装各层工艺原理如下：

（1）EBCL在ERS体系中的作用是利用改性环氧树脂耐高温、高强度和可追随变形的众多优点，在光滑的钢板上形成一层防水防腐的抗滑层，约束铺装层不产生水平滑动位移，从而解决铺装界面抗剪的安全问题,特别是在高低温度条件下依然具有良好的性能。

（2）树脂沥青混凝土RA05（Resin Asphalt）在ERS体系中被称为整体化层，是一种冷拌施工的树脂类沥青混凝土材料，具有高强度、耐高温、抗疲劳、防水、易施工等诸多优点。

（3）沥青玛蹄脂碎石混合料SMA (StoneMasticAsphalt)是一种由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料，具有高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、耐磨性和抗滑性等特点，作为行车功能层为桥面铺装提供优良的行车性能。

3 ERS工艺流程

ERS钢桥面铺装施工工艺流程为：钢桥面喷砂除锈→桥面EBCL防水层施工→桥面RA05整体层施工→桥面防水粘结层施工→桥面SMA面层施工。

3.1 桥面喷砂除锈

（1）首先对钢板表面的焊瘤、针孔、飞边和毛刺等进行补焊和打磨平整，然后对局部油污污染部位采用碱性清洗剂（如磷酸三钠等）擦洗，并用清水冲洗干净，确保抛丸除锈施工前钢板表面清洁、干燥、无污染。

（2）喷砂除锈采用金属混合磨料(70%钢丸和30%钢砂)，磨料必须清洁（不含油、杂物）、干燥，其性能符合规范要求，粒度和形状满足抛丸处理后对表面粗糙度的要求。

（3）抛丸作业环境要求应满足环境温度10～40℃、空气相对湿度≤85%、钢板表面温度≥空气露点温度＋3℃，空气露点温度实测确定。

（4）采用多台抛丸机并行直线连续抛丸的方式，每次行走距离不超过50 m，往返多次，直至将整个需除锈范围抛丸完毕，抛丸处应互相搭接5cm～10 cm。在进行最后一遍抛丸除锈时，应换用清洁干燥磨料，禁止使用回收磨料。经抛丸处理后的钢板表面清洁度必须达到Sa2.5级要求，粗糙度要求控制在80μ～120μm范围。对无法用回收式真空抛丸机抛丸的边角处及桥面凹坑等部位，应用手提式真空抛丸机进行补充抛丸，以使该部位清洁度与粗糙度满足规范要求。对于已经抛丸结束，未涂刷EBCL胶料的钢表面，必须采用适当保护措施，尽快进入涂刷工序。在规定时间内未涂刷EBCL胶料，应根据实际情况予以重新处理，达到规定要求方能进行涂刷作业。

3.2 桥面EBCL防水层施工

（1）EBCL防水层由EBCL胶料和在其上撒布的3mm～5mm粒径碎石共同组成，胶料及碎石质量应满足规范要求。EBCL防水层施工要求天气干燥、气温不得低于10℃，有雾、下雨或相对湿度大于90%时不得施工。EBCL防水层宜在抛丸结束后立即施工，防止抛丸处理后钢板表面发生锈蚀。EBCL防水层施工前应将桥面尘埃、杂物等清除干净，然后仔细清洁洒布作业面，确保作业面干净、无污染。

（2）EBCL胶料由A、B两组分组成，两组分要严格按照比例进行混和，混和完毕后采用电动搅拌机搅拌均匀，然后在60min以内采用人工方式涂布于钢板表面，涂布要求均匀、无堆积、无流淌，EBCL层未固化以前严禁一切人员和机械进入。EBCL施工采用画网格人工刮涂方式涂布于钢板表面，涂布量为0.9 kg/m2～1.1kg/m2，EBCL要求采用两层刮涂的方式，下层涂布量为0.1kg/m2～0.15 kg/m2，待下层胶料基本固化后尽早开始上层EBCL胶料刮涂施工，上层涂布量为0.8kg/m2～0.95kg/m2。上层EBCL涂布完毕后在胶料表面撒布一层3mm～5 mm粒径石子，单粒径碎石洒布要求干燥、清洁、均匀、无堆积，石子撒布量为2.3kg/m2～2.8kg/m2，使之与EBCL胶料一起固化，形成粘结牢固的EBCL抗滑表层。

（3）EBCL施工过程中要严格控制EBCL胶料各组分比例，配料过程中要设置专人进行复核。EBCL涂布量采用方格网法进行涂布量控制，确保均匀涂布于方格内，并做好记录。碎石撒布量应先做好标准样板，碎石洒布要求达到满布面积的80%，施工时参照标准样板控制验收，碎石撒布应由有经验的操作工人手工完成。EBCL施工过程中应检测EBCL胶料拉剪和拉拔强度。

（4）EBCL为环氧材料，施工过程中要注意安全，禁止吸烟，作业人员要穿防护衣和鞋套，施工结束后立即用专用清洗液将各种量具和涂刷工具清洗干净，以备下次施工时使用。接头部位施工可以在第二天喷砂处理时打去部分EBCL，形成干净面。

3.3 桥面RA05整体层施工

（1）RA05拌和

RA05主要由胶料和集料混合组成，生产流程主要包括：集料称量，胶料称量混合以及混合料拌和三个阶段。RA05采用JS750树脂沥青专用拌和机进行生产，拌和机宜设置在施工现场附近，减少RA05运输距离，提高生产效率并保证RA05有效摊铺碾压时间。RA05使用

0mm～3mm和3mm～5mm两种粒径集料，首先按照RA05设计配合比称量每盘料所需集料，然后将两种集料分别置于拌和机两个冷料斗中。RA05胶料由A、B两种组分组合而成，两组分按照每一拌锅所需用量称量后，用电动搅拌机进行搅拌，搅拌时间不少于2min，然后提升至拌锅平台上，待干拌结束后直接倒入拌锅内。纤维的添加按照每盘料所用重量用包装袋装好直接在胶料搅匀时投入当中。集料在拌锅内干拌一定时间后，加入胶料进行拌和，拌和时间根据试拌效果确定。

（2）RA05运输

RA05拌和完毕的混合料直接放入运料卡车，装料时先装卡车尾部后装卡车前部，保证先生产的混合料先摊铺。

（3）RA05摊铺和碾压

RA05桥面摊铺施工采用一台或多台摊铺机全幅施工，摊铺速度控制在3 m/min～5m/min，摊铺厚度采用走滑靴的方式进行控制，保证RA05最小厚度满足规范要求。RA05混合料采用胶轮碾压机械碾压4～6遍，在初压结束后，立刻安排专人在RA表面均匀洒布一层8mm～12mm石子，洒布量按不少于满布面积的30%控制，提高RA05表面抗剪效果。碾压采用分段控制，碾压长度要与每车料摊铺长度一致，严禁压路机到已碾压完毕的RA05上停放。每段碾压时间不宜过长，碾压按摊铺方向紧跟慢压，碾压过程中严禁洒水、柴油、废机油等混和液，采用植物油涂刷压路机轮胎表面防止粘轮。摊铺、碾压过程中安排专人及时将已硬化、结团的RA05料清除出去，摊铺结束后及时用专用清洗液清洗摊铺机、压路机上粘连的RA05混合料，避免RA胶料完全固化后无法清洗。

3.4 桥面防水粘结层施工

RA05与SMA13层间需洒布防水粘结层沥青，以提高SMA与RA05层间粘结强度并减少水分浸入，防水粘结层沥青技术指标应满足表1要求。洒布防水粘结层沥青前应对洒布车进行必要的检查与保养，如检查油量是否足够，仪表指示是否正常，管路与接头是否有泄漏，各种操纵装置是否灵活等。防水粘结层材料装车前，应清理洒布车罐内原有沥青，清洗汽车底盘，然后将满足温度要求的防水粘结材料泵入到沥青罐中，在沥青泵入口处（或在沥青车上）应加设孔径1mm～3mm的滤网，防止沥青中杂物进入洒布车。

表1 防水粘结层沥青技术指标

3.5 桥面SMA面层施工

（1）SMA13混合料生产

改性沥青SMA混合料生产应严格掌握改性沥青和集料的加热温度以及改性沥青SMA13出厂温度，拌和楼控制室要逐盘打印改性沥青及各种矿料用量和拌和温度，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核，沥青加热温度170℃～180℃、集料温度190℃～210℃、混合料出厂温度180℃～190℃、运到现场温度不低于170℃。拌和时间由试拌确定，改性沥青SMA13拌和时间及加料次序参照表2选用，混合料生产过程中要注意目测混合料均匀性，及时分析异常现象，保证拌和质量。同时要严格控制油石比和矿料级配，避免油石比不当而产生泛油和松散现象，拌和机拌和稳定后取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和改性沥青SMA13的物理力学性质。木质素纤维应预先按设计数量包装好，人工添加，保证不遗漏、不重复。

（2）SMA13混合料运输

由于改性沥青和SMA沥青玛蹄脂粘度较大，运料车车厢底部必须涂刷油水混合物隔离剂，且箱底不得有积液。为了防止表面混合料遇空气结成硬壳，运输过程中必须加盖完整无损的双层蓬布，卸料过程中继续覆盖，直到卸料结束取走蓬布，起到保温防雨或避免污染环境作用。连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10cm～30cm处停住，做到不撞击摊铺机，卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。

4 结束语

宁波市福明路二期工程跨宁波东站斜拉桥自通车以来，钢桥面树脂沥青组合铺装体系（ERS）未出现脱层推移、车辙和裂纹等病害，解决了传统铺装体系病害多、后期维修难度大等难题。目前该技术在国内还处于初级发展阶段，随着技术的不断成熟，应用前景将非常广泛。

表2 改性沥青拌和时间及加料次序

（3）SMA13混合料摊铺

混合料摊铺必须做到运料车等待摊铺机，摊铺机前必须有3辆以上运料车等候，摊铺机运行速度一般不超过3m/ min。混合料压实前，施工人员不得进入踩踏，在特殊情况下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。摊铺厚度宜采用非接触式平衡梁装置控制。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出，尚有约10 cm厚热料时，下一辆运料车即开卸料，做到连续供料，避免粗料集中，尽量做到摊铺机不拢料，减少面层离析。

（4）SMA13混合料碾压

SMA13采用钢轮＋胶轮＋钢轮组合方式碾压，钢轮碾压不开振动。碾压过程不应超压，初压由钢轮压路机紧跟摊铺机静压1～2遍，复压用胶轮碾压3～4遍，最后用钢轮压路机消除轮迹。碾压过程中可喷涂清水或含有隔离剂的水溶液，喷洒应呈雾状，避免过多的水进入SMA13路面空隙中，禁止使用柴油和机油的水混合物喷涂。碾压由低到高，紧跟慢压，采用光轮压路机时，压路机轮迹应重叠1/4～1/3碾压宽度，采用胶轮压路机时，压路机轮迹应重叠1/3～1/2碾压宽度。初压和复压的压路机前后停机、返向时，速度一定要慢，尽量减少停机造成路面凸凹不平。碾压程序完成后，应把碾压设备停放在工作路面以外，不得在新铺的路面上刹车、调头、转弯、中途停靠。

[1]《公路工程技术标准》JTGB01-2003.

[2]《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006.

[3]《公路公路沥青及沥青混合料试验规程》JTJ 052-2000.

[4]《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005.

[5]《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004.

[6]《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》SHC F40-01-2002.

[7]《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工指南》交公便字[2006]274号.

责任编辑：宋飞 张建强
来稿时间：2014-1-14