现代化钢桥面铺装技术指导

目前我国钢桥面铺装所用的材料主要是国外进口（美国和日本）的环氧沥青及部分国产（以东南大学为）的环氧沥青，这三种沥青的成本普遍较高，美国环氧沥青6~7万元/吨，日本环氧沥青6~8万元/吨，东南大学研制的环氧沥青虽价格稍低，但也要4万元/吨；此外，像产品配方和施工工艺等关键技术外国都申请了保护，但是，我国许多大跨径钢桥都是由本土的施工单位和监理单位来完成的，已经积累了大量的成功经验。因此，若能研发一种低成本高性能的国产环氧沥青材料以替代现有产品用于钢桥面的铺装，对于降低环氧沥青价格、减少钢桥建造成本、打破国外技术垄断具有重大意义，同时也有利于国产环氧沥青的发展与推广，市场前景广阔，社会效益巨大。沥青铺装层受到行车荷载和气候环境因素的综合、重复作用，易于过早发生损坏和破坏。现代化钢桥面铺装技术指导

针对钢桥面铺装裂缝 ,业主和管养单位邀请了设计、施工、监理和国内外****研讨病害原因和处治方案 ,与会**对病害原因分析如下。***类病害是铺装层推移宽达 2～ 30 cm的横向裂缝。产生推移的主要作用因素: 一是钢板和沥青混合料的热膨胀系数不同 ,钢箱梁与铺装层的伸缩不同步;二是悬索桥在车辆荷载、风荷载的不间断作用下 ,桥面始终处于抖动过程中;三是车辆刹车荷载产生巨大的推移力。在这几种因素综合作用下 ,粘接层抗剪强度不足以抵抗层间相对变形要求 ,无法满足变形的随从性 ,铺装层产生裂缝。 一旦裂缝产生 ,该区段内铺装层的温差内力在裂缝处得到释放 ,雨水浸入铺装层与钢板之间 ,在车辆荷载的不断作用下 ,导致粘接层抗剪强度失效 ,产生进一步的开裂、推移。 这类病害集中在进岛重车道。第二类病害是桥面铺装层在轮迹间产生有规律的连续纵向裂缝。 其原因主要是铺装层抗疲劳强度偏低 ,特别是在钢箱梁 U形肋和横隔梁顶部 ,在荷载反复作用下产生较大的疲劳拉应力 ,导致疲劳裂缝。这类病害集中在出岛重车道钢箱梁纵隔板附近。湖南大跨径钢桥面铺装经验丰富溶剂型粘结剂作为粘结层，起到承上启下的粘结作用，能够将环氧树脂碎石层和上面的沥青砂浆有效的粘接。

① 车辙病害。初期部分双层SM A 类钢桥面铺装出现较严重的车辙病害，一般在通车1-2内出现较严重车辙。已有调查资料表明出现车辙病害的原因包括外部因素和铺装自身因素，外部因素主要是桥面铺装的高温（近70℃）和交通重载超载问题；铺装自身因素主要是沥青混合料级配和沥青性能影响，如果钢桥面铺装粘结层出现滑移，也会加速铺装车辙的恶化发展。近年由于改性沥青的高温性能提高以及沥青混合料级配优化控制改进，双层SM A类钢桥面铺装的高温稳定性得到***改善。

环氧沥青防水粘结层优点①不透水性，防止水分下渗到桥面铺装层的底部；②粘结性能，对桥面铺装层和桥面板间的粘结能力强,并且在桥面温度变化范围(-15～+70℃)内性能稳定。具有良好的抗剪切性能,能够抵抗水平汽车荷载作用,不会形成铺装层和桥面间的脱离现象。③高温稳定性能，具备抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能,在摊铺碾压的时段内可抵抗短期破坏。④耐低温性能，在低温状况下具备良好的抗裂能力,能够避免剧烈降温造成自身开裂,丧失防水能力。⑤抗腐蚀性，具有可抗腐蚀性能，可以抵抗汽油、柴油等有机溶剂的破坏。基于环氧沥青防水粘结层以上优点，我国在多处工程中采用环氧沥青作为钢桥面防水材料。涂布的环氧树脂材料必须均匀、连续，用量准确。刮涂完成后立刻将干燥的碎石均匀撒布在树脂表面。

2)浇注式沥青混凝土 我国大陆应用浇注式沥青混凝土桥面铺装是从1999年建成的江阴长江大桥开始的，铺装层为单层5Omm的浇注式沥青混凝土，采用重交AH-70沥青+TLA湖沥青调制的改性沥青，主要是在借鉴英国的沥青玛蹄脂的基础上，采取了一些改进措施，但其高温稳定性较难满足使用环境要求。通过SBS改性沥青掺加TLA 的复合改性措施来提高浇注式沥青混凝土的高温稳定性，但这种复合改性沥青的粘度较高，施工温度需要提高到240℃，早期认为高温可能会造成SBS改性沥青的老化，降低改性效果。但通过近20年来的研究和应用实践，目前这种复合改性沥青浇注式沥青混凝土的高温稳定性、疲劳性能在我国的气候、交通环境下基本上经受住了考验，在诸多大跨径钢桥面铺装中具有优异的应用效果。 目前浇筑式沥青混凝土的沥青可以采用多种形式达到其使用要求，如高掺量的聚合物改性沥青、天然沥青+聚合物改性沥青的复合改性沥青、基质沥青+天然沥青的改性沥青。SMA的结构组成可概括为“三多一少，即：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。湖南大跨径钢桥面铺装经验丰富

桥面铺装新材料、新结构的涌现提高了桥梁的建设技术。现代化钢桥面铺装技术指导

改性沥青SMA是一种热拌间断密级配混合料，在20世纪60年代由德国科学家发明，是一种常见的铺装材料，在我国常用于高等级路面的上面层。相对于普通AC型沥青混合料来说，SMA混合料具有耐久性好，抗水损能力强，热稳定性高，低温抗裂性能好等优点。但从实际工程来看，当应用于大跨径钢桥面铺装时，改性沥青SMA容易出现推移、车辙、裂缝等早期病害，铺装层寿命一般较短。我国于上世纪90年代开始引进改性沥青SMA，并将其应用于钢桥面铺装。但是，大部分钢桥面上的SMA铺装，如虎门大桥、海沧大桥、白沙洲大桥等的SMA铺装层均出现了较为严重的早期病害，并以车辙、开裂、推移等病害为主。现代化钢桥面铺装技术指导

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