钢桥面铺装技术

预混式SBS改性方案与直接投放式改性方案
预混式改性 方案的B过程 使沥青老化
基质沥青
集料
1 干燥筒/振筛
A
A
改性剂
B
稳定剂
及其它
BC
成品改性
2
4
5 4
集料
直投式沥青改性剂
1 干燥筒/振筛
3 2
基质沥青
4
5
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
钢桥面铺装服役特点
钢桥面铺装受力状况复杂 钢板吸热及传热能力强 钢桥面铺装与钢板粘结困难 钢板极易快速生锈 钢板变形大 钢桥面铺装维修养护困难
钢桥面铺装破坏形式
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
1、采用高粘度沥青，改善 混合料的抗车辙性能；
2、采用热固性材料作为防 水粘结层。
结合料选择及要求
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。
作为防水粘结层，辅助防水。
变形追从性
1、采用高粘度沥青，增加
为防止渗水加强了SMA混合料与钢桥面之间 沥青混合料的韧性、抗疲劳能
的防水粘结层之外，还应改善混合料抗疲劳变 力；
形能力。
2、采用粘结能力较高的材
料作为防水粘结层。
高温稳定性
在使用过程中路面温度高于普通地面道路， 特别是铺装层下方接触钢桥面温度较高，使粘 结层软化失去粘结力。
环氧沥青混凝土
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
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
RST直投式沥青改性剂 （专利号：200510023227.9 ）
RST是上海市浦东建设研究生产的直投式高粘度沥青改性剂RST是一 种方便、高效的聚合物改性剂
RST直投式沥青改性剂主要物理 化学性能： ⑴ 外观为黄色或浅黄色颗粒状， 粒子大小均匀，无颗粒粘结。
⑵ 密度 0.95-1.02 g/cm3
分析
目前国内还没有出台高粘度改性沥青的规范，关于60℃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。
从实际应用经验来看：目前国内使用的高粘度改性沥青，在60℃粘度 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 强，片面强调60℃粘度似乎不妥，应根据具体应用条件提出综合要求。
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SMA铺装的问题分析及主要解决思路
问题
分析
解决思路
密水性
主要由于碾压时钢桥面板随着压路机同时共 1、采用静碾压实方式；
振，压实功未被SMA混合料铺装层吸收，造成 2、采用密水性良好的材料
局部混合料压实度不足。
高粘度改性沥青生产方式
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。
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1Leabharlann Baidu5℃ 粘度接近，甚至有可能超过
3Pa∙s，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，形成沥青灌 上部粘度较高，下部粘度较低
⑶ 气味 无刺激气味。
⑷ 熔融指数 大于10g/10min （190℃，2.16kg）
常规沥青改性剂
市面上常用的聚合物沥青改性剂有 苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物（SBS）、
苯乙烯—异戊二烯嵌段共聚物 （SIS）、苯乙烯—聚乙烯/丁基— 聚乙烯（SE/BS）嵌段共聚物，其中 SBS的高温、低温性能、弹性恢复性 能、感温性能都非常优秀。 SBS为 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 性性质，又有树脂的热塑性性质，
破坏形式逐步扩大。
钢桥面铺装特殊要求
抗疲劳开 裂性能
变形追从 性
热稳性 密水性
层间结合 能力
耐久性
常用的钢桥面铺装方案
SMA沥青 浇注式沥 混凝土 青混凝土
环氧沥青混凝 土
浇筑式沥青混凝土
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 需要特种施工、运输设备，工艺要求高
图1. 预混式改性方案流程图
图2.直接投放式改性方案流程图
直投式高粘度改性沥青优点
工序简化，混合料生产效 率高
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
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
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Pa·s 的同时， 135℃粘度远高于3 Pa·s ， 忽略沥青路面施工特性，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；