钢桥面双层SMA铺装技术.pptx

1、钢桥面双层钢桥面双层SMASMA铺装技术铺装技术1.1.钢桥面简介钢桥面简介2.2.钢桥面铺装层的选择钢桥面铺装层的选择3.3.特种特种SMASMA材料设计思路及方法材料设计思路及方法4.RST4.RST简介简介5.5.特种特种SMASMA铺装生产应用典例铺装生产应用典例6.6.结论结论钢桥面简介钢桥面简介钢桥面面铺装服役特点装服役特点钢桥面铺装受力状况复杂钢桥面铺装受力状况复杂钢板吸热及传热能力强钢板吸热及传热能力强 钢桥面铺装与钢板粘结困难钢桥面铺装与钢板粘结困难钢板极易快速生锈钢板极易快速生锈 钢板变形大钢板变形大钢桥面铺装维修养护困难钢桥面铺装维修养护困难 钢桥面面铺装破坏形式装破坏形

2、式铺装层与钢桥面粘结不良，产生脱层、推拥等病害；铺装层抗疲劳变形能力不足，产生开裂、飞散等病害；铺装层密水能力欠缺或开裂引起的渗水，水分侵入产生桥面锈蚀。这3种钢桥面铺装的破坏形式其实在某种程度上彼此关联，只要产生1种破坏，那么侵入的水分引起锈蚀会严重破坏桥面板与铺装层的粘结，使破坏形式逐步扩大。钢桥面面铺装特殊要求装特殊要求抗疲劳开裂性能热稳性层间结合能力变形追从性密水性耐久性钢桥面铺装层的选择钢桥面铺装层的选择常用的常用的钢桥面面铺装方案装方案浇注式沥青混凝土 环氧沥青混凝土SMA沥青混凝土浇筑式筑式沥青混凝土青混凝土优点密水性能好，抗老化抗裂性好变形追从性好缺点高温稳定性差，易产生车辙需

3、要特种施工、运输设备，工艺要求高环氧氧沥青混凝土青混凝土优点密水性能好，抗老化抗裂性好变形追从性好缺点高温稳定性差，不适用于南方气候条件，易产生车辙需要特种施工、运输设备，工艺要求高SMA沥青混凝土沥青混凝土优点高温稳定性好抗裂能力强密水性能好施工工艺成熟，工期短造价低缺点铺装层较厚（一般大于6cm）对原材料如集料要求较高需要严格的质量保证措施方案方案选择近年来，吸取了早期工程中铺装热稳性不足的教训，采用了高粘度改性沥青，热稳性得到改善；但是有些工程采用了SBS为主的复合改性工艺，片面地追求沥青粘度，在60动力粘度提高到约30万Pas 的同时，135粘度远高于3 Pas，忽略沥青路面施工特性，

4、造成施工压实困难；若通过提高拌和、施工碾压温度（200-210）的方式来满足施工性，结合料老化不可避免，对于混合料疲劳性能有负面影响；即使采用了超高的施工温度，也仍然要采用振动碾压，加剧了钢板的变形，同时扰动铺装层，压实效果不理想。钢桥面钢桥面SMA铺装的问题分析及主要解决思路铺装的问题分析及主要解决思路问题问题分析分析解决思路解决思路密水性密水性主主要要由由于于碾碾压压时时钢钢桥桥面面板板随随着着压压路路机机同同时时共共振振，压压实实功功未未被被SMASMA混混合合料料铺铺装装层层吸吸收收，造造成成局部混合料局部混合料压实压实度不足。度不足。1 1、采用静碾、采用静碾压实压实方式；方式；2

5、2、采采用用密密水水性性良良好好的的材材料料作作为为防水粘防水粘结层结层，辅辅助防水。助防水。变变形追从性形追从性为为防防止止渗渗水水加加强强了了SMASMA混混合合料料与与钢钢桥桥面面之之间间的的防防水水粘粘结结层层之之外外，还还应应改改善善混混合合料料抗抗疲疲劳劳变变形能力。形能力。1 1、采采用用高高粘粘度度沥沥青青，增增加加沥沥青青混混合合料料的的韧韧性性、抗抗疲疲劳劳能能力；力；2 2、采采用用粘粘结结能能力力较较高高的的材材料作料作为为防水粘防水粘结层结层。高温高温稳稳定性定性在在使使用用过过程程中中路路面面温温度度高高于于普普通通地地面面道道路路，特特别别是是铺铺装装层层下下方方

6、接接触触钢钢桥桥面面温温度度较较高高，使使粘粘结层软结层软化失去粘化失去粘结结力。力。1 1、采采用用高高粘粘度度沥沥青青，改改善善混合料的抗混合料的抗车辙车辙性能；性能；2 2、采采用用热热固固性性材材料料作作为为防防水粘水粘结层结层。特种特种SMASMA材料材料设计思路及方法设计思路及方法结合料合料选择及要求及要求1、双层SMA混合料的结合料应使用高粘度沥青，以改善沥青混合料的抗车辙能力。2、钢桥面铺装的 SMA混合料的结合料应尽量减少老化过程改善沥青混合料的抗裂、抗疲劳破坏的能力。3、SMA沥青混合料应采用施工时粘度较低的沥青结合料为静碾压实提供条件。分分 析析目前国内还没有出台高粘度改

7、性沥青的规范，关于目前国内还没有出台高粘度改性沥青的规范，关于6060粘度的具体数粘度的具体数值定在多少也是众说纷纭，没有一个统一的意见。值定在多少也是众说纷纭，没有一个统一的意见。从实际应用经验来看：目前国内使用的高粘度改性沥青，在从实际应用经验来看：目前国内使用的高粘度改性沥青，在6060粘度粘度指标上存在盲目求高的趋势。指标上存在盲目求高的趋势。改性沥青是一种成分复杂的有机混合物，各指标的平衡性、关联性很改性沥青是一种成分复杂的有机混合物，各指标的平衡性、关联性很强，片面强调强，片面强调6060粘度似乎不妥，应根据具体应用条件提出综合要求。粘度似乎不妥，应根据具体应用条件提出综合要求。高

8、粘度改性高粘度改性沥青生青生产方式方式从生产方式来讲，目前有两种类型的高粘度改性沥青：成品（预混式）高粘度改性沥青、直投式（厂拌式）高粘度改性沥青。成品（预混式）高粘度改性沥青的生产流程与普通改性沥青没有本质区别，区别在于改性剂类型、掺量和添加剂的选择。直投式（厂拌式）高粘度改性沥青是在混合料拌和阶段加入直投式沥青改性剂，在拌和过程中与基质沥青完成改性过程，直接得到高粘度改性沥青混合料。预混式SBS改性方案与直接投放式改性方案A、投料 B、180溶胀剪切 C、成品改性沥青运输、储存1、集料干燥 2、集料过筛/干拌3、改性剂及纤维投放/干拌 4、湿拌5、装车图1.预混式改性方案流程图图2.直接投

9、放式改性方案流程图预混式改性方案的B过程使沥青老化直投式高粘度改性直投式高粘度改性沥青青优点点工序简化，混合料生产效率高无需改性沥青生产设备、储存装置和泵送系统，降低设备成本与成品高粘度改性沥青相比，省略了冗长的生产、储存、泵送等工序所伴随的加热过程，沥青的老化得以最大程度的避免，混合料的路用性能更优RSTRST简介简介RST直投式沥青改性剂（专利号：200510023227.9）RST直投式沥青改性剂主要物理化学性能：外观为黄色或浅黄色颗粒状，粒子大小均匀，无颗粒粘结。密度 0.95-1.02 g/cm3 气味 无刺激气味。熔融指数 大于10g/10min（190，2.16kg）RSTRST

10、是上海市浦东建设研究生产的直投式高粘度沥青改性剂是上海市浦东建设研究生产的直投式高粘度沥青改性剂RSTRST是一是一种方便、高效的聚合物改性剂种方便、高效的聚合物改性剂常规沥青改性剂市面上常用的聚合物沥青改性剂有市面上常用的聚合物沥青改性剂有苯乙烯苯乙烯丁二烯嵌段共聚物（丁二烯嵌段共聚物（SBSSBS）、）、苯乙烯苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物异戊二烯嵌段共聚物（SISSIS）、苯乙烯）、苯乙烯聚乙烯聚乙烯/丁基丁基聚乙烯（聚乙烯（SE/BSSE/BS）嵌段共聚物，其中）嵌段共聚物，其中SBSSBS的高温、低温性能、弹性恢复性的高温、低温性能、弹性恢复性能、感温性能都非常优秀。能、感温性能都非常优秀

11、。SBS SBS为为我国最常用的改性剂类型，轻质多我国最常用的改性剂类型，轻质多孔，呈白色絮状，既具有橡胶的弹孔，呈白色絮状，既具有橡胶的弹性性质，又有树脂的热塑性性质，性性质，又有树脂的热塑性性质，兼有橡胶和树脂的特性。兼有橡胶和树脂的特性。SBS存在的问题1、在提高沥青60粘度要求下，SBS添加量必须超过6%，但此时整个高粘度沥青135粘度接近，甚至有可能超过3Pas，这就给135左右的碾压造成难度。2、SBS改性沥青的过程是一个高温分散过程，需要大量能源，同时还会对沥青造成一定老化。3、SBS改性沥青完成后可能会经过一定的存放，其过程会造成一定离析，特别对高粘度改性沥青更是如此，形成沥青

12、灌上部粘度较高，下部粘度较低的不均匀情况。RST改性沥青的优势1、60粘度高、135粘度却与普通改性沥青相当（2 Pas左右），具有良好的施工性。2、直接投放式改性剂，直接投入拌缸，与高温石料搅拌过程中即可熔融均匀，无需另外加热，减少能源消耗。3、同样由于直接投放式使用，无需对沥青进行长时间高温加热，减少沥青老化。4、高粘附能力，提高与石料的粘附能力5、高韧性，加强抵抗常温疲劳能力；6、高弹性，提高低温延展能力。RSTRSTRSTRST采用直接投采用直接投采用直接投采用直接投入拌缸的使用方入拌缸的使用方入拌缸的使用方入拌缸的使用方式，无需配置专式，无需配置专式，无需配置专式，无需配置专门的改性

13、系统。门的改性系统。门的改性系统。门的改性系统。RSTRSTRSTRST对沥青的对沥青的对沥青的对沥青的改性是在混合改性是在混合改性是在混合改性是在混合料拌和过程中料拌和过程中料拌和过程中料拌和过程中完成。完成。完成。完成。RSTRSTRSTRST对沥青的对沥青的对沥青的对沥青的改性历程服从改性历程服从改性历程服从改性历程服从所有热塑性材所有热塑性材所有热塑性材所有热塑性材料的通性。料的通性。料的通性。料的通性。工艺过程两大要工艺过程两大要工艺过程两大要工艺过程两大要素：温度；时间。素：温度；时间。素：温度；时间。素：温度；时间。对直投改性的效对直投改性的效对直投改性的效对直投改性的效果和效率

14、具有决果和效率具有决果和效率具有决果和效率具有决定性的影响。定性的影响。定性的影响。定性的影响。RST直投式沥青改性剂对沥青的改性作用直投式沥青改性剂对沥青的改性作用RST高粘度改性剂多孔隙排水降噪多孔隙排水降噪路面路面RST-PRST-P间断半开级配应间断半开级配应力吸收结构层混力吸收结构层混合料合料（GSOGGSOG）RST-GRST-G钢桥面钢桥面SMASMA特种特种铺装铺装RST-BRST-B可静碾压实可静碾压实结构强度高结构强度高6060动力粘动力粘度最高可达度最高可达3030万万PasPas135135粘粘度小于度小于3 3 PasPas抗车辙剂抗车辙剂RST-ARST-ARST改

15、性沥青应用 上海市浦东路桥建设股份有限公司研究生产的直投式高粘度沥青改性剂RST于2005年形成产业化生产，2007年被评为上海市高新技术成果转化项目，并获得了两项国家专利授权。特种特种SMASMA铺装生产铺装生产应用典例应用典例钢桥面铺装体系防水粘防水粘结层采用双层特种SMA铺装方案：4cm SMA-13+4cmSMA-13。配套防腐体系、粘结层如上图所示。防腐体系采用环氧富锌漆，钢桥面板采用喷砂除锈工艺进行预处理；防水粘结层采用环氧沥青涂覆。采用喷砂除锈工艺进行预处理达到Sa3.0级，表面粗糙度约90-120m，取得了理想的效果。防水粘防水粘结层在环氧沥青涂层固化前撒布在环氧沥青涂层固化前

16、撒布3-5mm3-5mm粒粒径辉绿岩预拌碎石，径辉绿岩预拌碎石，50-60%50-60%覆盖率覆盖率 湿拌45s集料热筛进入拌锅聚酯纤维投放RST改性剂投放湿拌加入填料干拌15s卸料外观检查规格集料加热加入热沥青170180175185170180装车、温度检测废料180运输出厂成品料面向钢桥面铺装的特种面向钢桥面铺装的特种SMA生产生产方方法法名称名称施工施工时间交通情况交通情况铺装材料与装材料与结构构使用至今破坏情况使用至今破坏情况上海同济路SW钢桥面匝道2006年8月重载交通为上坡转弯匝道防水层+粘结层+50mm SMA-16+40mm SMA-13未出现任何破坏昆山正阳路钢桥面2007

17、年4月主要干道跨线桥防水层+粘结层+45mm SMA-13+35mm SMA-13未出现任何破坏上海A20与A12下立交U型箱梁铺装2007年5月重载交通主要干道下立交车道防水层+粘结层+60mm SMA-16+40mm SMA-13未出现任何破坏苏州人民路、广济路北延钢桥面铺装2008年9月跨线桥防水层+粘结层+40mm SMA-16+40mm SMA-13未出现任何破坏苏州相城区悉尼钢桥面铺装2009年5月跨线桥防水层+粘结层+40mm SMA-16+40mm SMA-13未出现任何破坏上海中环线（浦东段）、浦东国际机场北通道、内环线等多座钢桥面铺装2009年高架跨线桥防水层+粘结层+40

18、mm SMA-16+40mm SMA-13共计27500m2，未出现任何破坏成都新客站钢桥面2010年12月跨线桥防水层+粘结层+40mm SMA-16+40mm SMA-13未出现任何破坏施施 工工 实 例例钢箱梁结构图钢箱梁结构图高架桥第四联为等高度砼连续钢箱梁，跨度组合为40+60+40m，分为左右两幅.钢箱梁结构图钢箱梁结构图高架桥第四联为等高度砼连续钢箱梁，跨度组合为30+50+30m，同样分为左右两幅。2008年年9月施工月施工2010年年4月回月回访2008年年9月，月，苏州人民路州人民路钢桥面面2008年年9月，月，苏州广州广济路路钢桥面面2009-05-29实施施过程程检测结

19、果表明：路面压实度均大于98%，渗水系数均小于50ml/min2009-05-29实施施过程程2009年年6月浦月浦东国国际机机场北通道北通道跨跨线桥钢桥面面喷砂除锈粘结层完工2009年年8月中环线济阳路月中环线济阳路跨线桥钢桥面跨线桥钢桥面铺装前下面层铺装后结论结论SMA钢桥面铺装承受着苛刻的服役条件，尤其是我国南方地区具有夏季炎热的气候特点，对其热稳性提出了更高的要求，因此采用高粘度改性沥青是一个必然的选择。60粘度对于混合料热稳性至关重要，但也不是越高越好，要考虑与135粘度这一影响施工性的指标保持平衡。采用直接投放式沥青改性剂RST得到高粘度改性沥青混合料，生产施工简便易操作。与其他需要高温储存、泵送的成品高粘度改性沥青相比，RST独特的改性机理在最大程度上避免了结合料的加热老化，对于铺装层的耐久性和抗疲劳性能都有良好的贡献。采用RST改性沥青结合料，完全可以使SMA沥青混合料在不振动碾压条件下压实，达到规定压实度、并且几乎无渗水的要求。通过对结合料粘度调整，使钢桥面的双层SMA铺装技术可以在静碾压实方式下达到良好的压实效果，防止振动压实引起的铺装层与桥面板粘结问题，以及防止高粘度沥青铺装层压实难度较高的问题。同时高粘度沥青及聚合物纤维的使用，使沥青混合料具有良好的柔韧性和追从性，满足钢桥面铺装的特殊要求。