跨海桥梁的路面结构及材料设计隧道港珠澳大桥的案例研究.docx
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1、跨海桥梁的路面结构及材料设计隧道:港珠澳大桥的案例研究摘要:随着桥梁和隧道施工技术的不断发展,大型跨海桥梁和隧道逐渐成为区域交通的首选选择。港珠澳大桥(HZMB)是最具代表性的海上跨越通道之一,其建设技术对其他大型跨海基础设施的建设具有指导意义。目前,海上通道的路面设计方法缺乏针对性,还涉及公共路面的设计规范。因此,有必要以HZMB的桥、隧道路面为典型实例,分析其在设计、施工和运行过程中遇到的关键技术问题。因此,建立在分析这些关键问题的基础上的材料选择和结构设计的新解决方案应该继续跟进。通过综合文献研究,可以发现环境变化、隧道封闭、结构差异沉降和膨胀变形是跨海通道路面面临的关键技术问题。针对环
2、境变异性,创新性地提出了GMA-IODSMA-13的钢桥面铺装材料和结构设计。对于浸入管隧道的封闭,采用热拌阻燃沥青混合料,通过温度、极限氧指数等关键指标来控制路面设计。针对浸没管接头的变形,介绍了BJ200沥青无缝伸缩缝材料,有效地满足了管接头之间的多向变形,保证了路面的光滑性和驾驶舒适性。节段缝采用双层防水卷曲材料,有效保证沥青混凝土路面的连续性,防止路面反射裂缝。因此,本文为同类跨海通道的路面设计提供了一系列的思路和方法。关键词:港珠澳大桥钢桥面铺装浸入式隧道路面GMA阻燃剂、防烟剂无缝伸缩缝1、介绍交通便利性影响着区域经济的发展。随着陆路交通技术的不断改善,海运不便已成为海运邻国经济协
3、调发展的约性瓶颈。近年来,随着海上桥梁施工技术的改进和浸泡在隧道中,更多的国家和地区开始修建跨海通道。港珠澳大桥(HZMB)是全球最具代表性的海上航道之一,以其超大规模、前所未有的施工难度和顶级施工技术而闻名。HZMB穿过珠江口的灵丁阳。它是世界上最长的海上大桥(55公里),连接香港特别行政区、广东省珠海市和澳门特别行政区。由于香港大屿山国际机场航空高度限制要求、桥区通航密度高、航道等级高,HZMB主要工程采用桥洞组合方案,隧道采用浸没管方案(LiandChen,2011)o项目方案如图所示。跨海桥隧道路面质量保证了驾驶舒适性和稳定性。如此大型基础设施的建设主要面临以下技术问题:环境变化、隧道
4、封闭、结构差异沉降和伸缩变形。Macau图LgB计划早CB日报,2019年.1.1、 钢桥面铺装结构及材料钢桥面铺装是桥梁驱动系统的重要组成部分。其质量直接影响到驾驶的安全、舒适性、桥梁的耐久性和整体经济性。目前,沥青混合料基本采用钢桥面路面,主要单独使用或与热拌沥青、环氧沥青和高斯沥青混凝土结合使用,形成多种路面结构。环氧沥青混合料具有良好的高温稳定性,特别是在高温条件和重载交通条件下。然而,在环氧沥青混合料的抗酸盐干扰能力和大规模施工组织的可行性方面,都存在着明显的不足。浇注型属于悬浮室结构,具有沥青消耗量高、矿粉高、骨料含量细、混合温度高等特点。它具有较强的适用性和响应能力;与环氧树脂相
5、比,在公海复杂的气候条件下的能力。它是在施工过程中由流动形成的,无需碾压。它可以用特殊的摊铺机铺平。中国典型的钢桥面铺装结构见表1(ZhuandLi,2019)。1我CE要型钥的壬诺茨方案的比数.M*-.ae.oo3M?.7办6.ooMa95ca.zswrxF费用供江大,虎。弱二大一.*供*为门长薜台州攵UK肺.WWW大正,傻子次“力IK复事分工a能把ms收.总可恰好.立公除力好我,泉工箕”力好.注,CAAit斯汤*cJLiiJWsu三三Si5WBA为环徽近官GA起源于德国,广泛应用于欧洲、日本和中国。MA起源于英国,在中国香港被广泛使用。GA采用集中搅拌和连续施工,施工效率高。但在配合比设计
6、中,湖沥青用量较小,细骨料级配要求较宽松,其稳定质量不如MA。MA具有天然湖沥青含量高、细骨料分级严格、道路性能稳定的特点,但施工效率低,不能满足钢桥面铺装施工规模大、工期紧的工程项目o为了充分利用GA和MA的优点,在HZMB的方案设计中提出了一种采用GA工艺生产MA混合料的高斯-乳胶沥青(GMA)工艺方案。最后的方案包括以下内容。路面下层采用水沥青混合料GMA-10浇筑,厚度为30mm,路面上层采用改性沥青SMAT3,厚度为38mmo香港珠海澳门大桥GMA沥青混合料钢桥面铺装为中国乃至世界积累了宝贵的工程经验,进一步推动了钢桥面铺装技术的创新和发展。1.2、 隧道路面结构及材料由于不同的技术
7、和经济条件和再生由于用户对路面的需求,不同国家在不同发展阶段选择的隧道路面结构存在差异。表2给出了典型隧道的路面结构。在公路建设初期,水泥路面结构及其使用寿命相对较长,具有耐水性高、使用寿命长的特点。然而,随着人口数量的增加,近年来,隧道内的交通流量、重量增加和车辆速度不稳定,制动和启动时间更加频繁,加速了隧道路面的磨损。特别是水泥混凝土路面的抗滑性能迅速下降,路面容易在较短的时间内变得光滑。此外,在隧道路面上过往车辆的尾气中沉积小颗粒,以及车辆行驶过程中泄漏的燃料、油等物质,会在湿态下在隧道路面上形成一层油腻膜层,显著降低水泥混凝土路面的附着力系数。因此,水泥混凝土路面抗滑性能的下降直接导致
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