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1、浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 207 -钢板界面处治方法创新钢板界面处治方法创新浙江省交通工程建设集团有限公司秋石高架钢桥面铺装 QC 小组浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 208 -钢钢板界面板界面处处治方法治方法创创新新编写人：沈剑 发布人：沈剑 指导人：郝金海一工程概况一工程概况秋石快速路三期工程全路段结构采用高架形式，起点从石德立交南至终点清江路立交，北端与已建成的石德立交相接，南端与钱江三桥相接，路线全长约 6.2 公里，本项目所处第三施工标段，里程桩号为 K6+138.000K8+403.624。标段内的桥面结构均为正交异性钢箱梁，最大纵坡达到
2、4%，面积约为 33531m2，由于钢板界面易锈蚀、易变形的特点，如何在钢板界面上形成一层高强度的粘结层，既保证与钢板粘结牢固，可随其弯曲变形，又能为上部结构层提供足够的咬合力是项目需要攻克的一个难关。二二QCQC 小组概况小组概况为保证施工质量，项目部于 2013 年 12 月组建了秋石高架钢桥面铺装 QC 小组，经公司质量部注册，小组注册号为 QC2014-2-9，由项目经理卢亮担任组长，对本工程钢桥面施工进行质量攻关活动。具体概况见附表。小组名称秋石高架钢桥面铺装 QC 小组课题名称钢板界面处治方法创新成立时间2013 年 12 月课题类型创新型活动时间2013 年 12 月-2014
3、年 10 月活动次数11 次，出勤率：100%小组注册号QC2014-2-9课题注册号小 组 成 员序号姓 名性别学历职务组内分工接受 TQC 教育1卢亮男博士项目经理组长60h2罗庆勇男本科项目总工副组长60h3张永胜男本科机料负责人组员60h4沈佳道男本科试验员组员60h5沈剑男本科技术员组员60h6李英豪男本科技术员组员60h7鲁建仁男大专机料员组员60h8黄晓伟男大专机料员组员60h制表人：李英豪 制表日期：2013 年 12 月 25 日浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 209 -三选课理由三选课理由综上分析，我们选定的课题为：四设定目标四设定目标1.确定目标：在高温
4、气候及 4%纵坡条件下，所用的粘结材料的施工和易性好，与钢板的拉拔强度由设计的7Mpa 提高至10Mpa。2.目标值分析：（1）作为公司的创优重点项目，公司对本工程非常重视，并要求建立完善的质量管理体系和质量保证体系。在施工中，制定各道工序的自检、交接检和专检的“三检”制度，对每道工序形成检查记录。（2）关键材料及施工技术为自主研发，熟知度高，可操作性强。钢板界面处治方法创新理由一理由二经济效益：现阶段国内多数钢箱梁铺装均引进国外技术，原材料成本较高，施工环境要求高，施工工艺较复杂，需要研发出一种材料成本较低、环境要求不高、施工工艺简便的材料，改变国外技术的垄断。理由三社会效益：集团首次承建市
5、政钢桥面工程，且钢箱梁连续长度在 1 公里以上， 属国内少见，工程的成功将极大提升集团的影响力及相应施工技术 的推广应用。质量要求：钢箱梁铺装是一项世界性难题 ，尤其是钢板界面的处治，将直接影响后续结构层的施工及使用寿命，因此 需要选用合理的方法、材料将异常光滑的钢板界面转变为凹凸有致的粗糙界面 。浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 210 -（3）本小组组长长期从事沥青路面、桥面铺装等研究及工程施工，曾主持或参加完成了一系列研究课题，工程经验非常丰富；小组成员熟悉本专业的工作内容和基本理论，并具备实践操作能力。综上所述，小组目标是可行的。五提出方案，并确定最佳方案五提出方案，并
6、确定最佳方案1.提出方案根据目标要求，QC 小组制定活动计划，小组成员通过“头脑风暴法”集思广益，从施工方法、设备、材料、环境等方面综合考虑，提出了可能达到预定目标的三种方案：方案一：钢板除锈+环氧沥青粘结碎石层；方案二：钢板除锈+Zed S94 底涂层+Eliminator 防水层+Tack Coat NO.2 胶粘剂：桥面清洗洒布环氧沥青环氧沥青 A 组份与 B 组 份按比例充分搅拌撒布碎石养护滚涂环氧富锌漆缺陷处理钢板除锈钢板除锈缺陷处理桥面清洗浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 211 -方案三：钢板除锈+反应性树脂固结碎石层；滚涂 Zed S94 底漆喷涂第一层 Eli
7、minator1.2mm滚涂 Tact Coat2 号胶粘剂喷涂第二层 Eliminator1.2mm桥面清洗喷涂 EBCL 环氧树脂树脂胶料 A 组份与 B 组份 按 1:1 比例混合搅拌撒布碎石养护缺陷处理钢板除锈养护浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 212 -2.选定方案QC 小组成员从多角度、多方位考虑，对以上三种方案进行对比分析，具体见附表。浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 213 -制表人：沈剑 制表日期：2014 年 3 月 18 日项 目材料特点工艺特点施工和易性价格特点粘结强度结论方 案 一1.有较好的抵抗高温变形和 低温开裂能力， 2.良好的
8、抗疲劳、抗老化、 抗水损坏性能 3.具有良好的变形随从性。由 A、B 两组分加热 混合而成，需 采用专用的环氧沥 青智能洒布车喷洒常温下固化时间 长，大纵坡下易 流淌，完全固化 需要 5-7 天材料进口，价格高25：约 7-9Mpa； 70：约 3-4MPa尚可实现目标，但工程工 期紧张，无法有足够时间 等待其完全固化，且 4% 的纵坡下，材料极易流淌， 造成局部界面厚度不均匀， 存在质量隐患，不选取。方 案 二1.Eliminator 经喷涂完全凝 结后形成高强度弹性膜，该 膜抗刺破能力强，与基底及 铺装层粘结性能优异； 2.能抵抗铺装面层高达 250的高温； 3.抗氯离子渗入，耐腐蚀性 优
9、越 ； 4.能在低温度下迅速固化， 适合各地全年施工。采用人工进行涂布， 共进行 4 道刮涂工 序，各层的材料刮 涂量、固化时间及 刮涂质量需要重点 控制，较为繁琐受温度影响较小， 无下雪、结露等 气候条件时即可 施工，常温施工 结束一小时后即 可进行下一步施 工。材料进口，价格高25：约 8-12Mpa； 70：约 5-7MPa基本实现目标，但施工工 艺较繁琐，各环节质量不 易于控制，且重复投入的 劳动力大，不选取。方 案 三1.胶料固结强度高，抗剪切 能力优越； 2.具有良好的变形随从性； 3.防水防腐性能优越由 A、B 两组分常温 混合而成，采用人 工进行涂布。混合后即刻发生 反应，固化
10、时间 短，常温下 2-3 天即完全固化。自主研发，价格适中25：约 10-15Mpa； 70：约 7-9MPa可以实现目标，操作简单， 劳动力投入小，但需根据 施工环境、气温等进行针 对性调整，选取。浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 214 -通过以上三种方案的对比分析，结合本项目的施工特点，我们认为方案三在技术可行性，操作难易程度、经济合理性等方面更具有优势，对此我们将方案三钢板除锈+反应性树脂固结碎石层作为钢板界面处治的可行方案。3.方案实施中必须研究解决的问题：方案三中的反应性树脂由 A、B 两组分共混而成，混合比例、混合后的环境温度都将影响最终材料的固结强度，由于，本项
11、目施工工时间集中在全年最热的 7-9 月份，且桥面最大纵坡达到 4%，实施方案三还需从材料本身的特点、钢板除锈、胶料刮涂的过程等进行控制，经过小组成员分析讨论，提出控制方案见附图。制图人：沈加道 制图时间：2014 年 4 月 20 日（1）钢板除锈的控制为确定抛丸机金属混合料的比例对粗糙度的影响，小组成员分别采用不同配制比例的金属混合料相同的行走速度对钢板表面进行抛丸处理，并依据处置后钢板界面纹理、清洁度、粗糙度等指标对抛丸效果进行评价，从而得出较优的施工方案。图 1 不同处置方案下的钢板界面从左至右分别为 100%钢丸、70%钢丸+30%钢砂、60%钢丸+40%钢砂打击后钢板表面纹理，并随
12、机取 5个点测试粗糙度，取平均值，具体如下表所示。从上图和下表中可以明显看出，当采用 60%钢丸混合 40%钢砂的金属混合料时，界面较为清洁，钢板被击打后的凹槽分布均匀，且棱角性较为理想，不存在局部遗漏的现象，且粗糙度均值大于 120m。因此，小组决定采用 60%钢丸混合 40%钢砂的金属混合料进行界钢板除锈+反 应性树脂固结 碎石层钢板除锈的 控制材料的控 制抛丸除锈材料混合的比例材料的流淌性钢丸比例抛丸速度施工工艺 的控制人工刮涂一层浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 215 -面处理。表 1 金属混合料配制方案序号S550 钢丸混合G16 棱角钢砂粗糙度1100%73.68
13、270%30%103.58360%40%121.48制表人：李英豪 制表日期：2014 年 7 月 13 日在确定用料情况在，小组成员分别采用 3m/min 和 1m/min 的抛丸机行走速度对钢板进行 1 遍抛丸除锈。图 2 3m/min 行走速度下的抛丸界面 图 3 1m/min 行走速度下的抛丸界面从图中可以看出，1m/min 行走速度下的抛丸界面清洁度、粗糙度、钢板界面凹坑棱角性可满足设计要求。综上，小组决定采用 60%S550 钢丸混合 40%G16 钢砂的金属混合料，1m/min 的行走速度抛丸 1 遍控制实际现场的施工。（2）材料的控制（1）材料混合的比例反应性树脂类材料需要 A
14、、B 组共混后才能产生交联固化反应，为了确定 A、B 组分混合比例对粘结强度的影响，小组成员选取三组混合比例模拟实际工况检测养生 3 天后的 25和 70剪切强度、断裂延伸率，并绘制了曲线图。表表 2 2 剪切强度性能变化剪切强度性能变化比例（A:B）25剪切强度 MPa70剪切强度 MPa1.3:110.384.011.5:114.085.171.7:115.565.06浙江省交通工程建设集团 2015年QC成果汇编- 216 -0246810121416181.31.41.51.61.7A胶比例25剪切强度MPa01234561.31.41.51.61.7A胶比例70剪切强度MPa胶料在不同比例情况下 25与 70剪切强度变化曲线表表 3 3 断裂
