云南特制钢桥面铺装防水层

随着我国持续加大基础设施建设，桥梁道路的大规模建设也对钢结构材料产生了巨大的市场需求。由于钢材强度和其他物理力学性能优良，承载能力大，结构轻巧，施工便捷，因此钢结构桥梁在我国市政道路工程和高等级道路中越来越多的使用。近年来，我国钢结构桥梁发展迅速，年用钢量从十多万吨提高到目前的超过200万吨，但钢桥所占的比例仍很低。截至2020年底，我国公路桥梁总数为912786座，总计66285534米；其中特大桥6444座，合计11629673米。目前，全国公路90多万座桥梁中钢结构桥梁不足1%，而美国钢结构桥梁占33%，日本钢结构桥梁占41%。而目前我国的产业政策中也积极鼓励桥梁结构采用钢结构，因此可以预见今后我国的钢桥面铺装也迎来发展的机遇和挑战。正交异性钢桥面的桥面铺装问题一直是大跨径钢桥建设的关键技术之一。云南特制钢桥面铺装防水层

港珠澳大桥是连接香港特别行政区、广东省珠海市大型跨海通道，全长约35.6km，主体工程总长约29.6 km，由桥—岛—隧构成。桥梁工程部分长约22.9 km，其中钢箱梁桥长约15.8 km，桥面铺装面积约5× 105 m²，是世界上规模较大的钢桥面铺装工程。大桥采用双向6车道高速公路标准建设，设计速度为100 km/h，较大纵坡为3.5%，桥面横坡为2.5%。该桥钢桥面铺装工程于2014年启动，2016年8月开始现场施工，2017年7月全部完工，2018年2月通过交工验收，工程合格率为100％，于2018年10月24日通车。云南特制钢桥面铺装防水层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”。

1）高粘度改性沥青具有较高的软化点，提高了铺装的高温抗车辙性能。 2）防水体系由多层结构组成，包括两遍环氧树脂撒布碎石、两遍溶剂型橡胶沥青粘结剂，一层橡胶沥青砂胶。 环氧树脂具有较强的粘结强度，撒布碎石后能够将钢板粗糙化，提高层间的抗剪切能力； 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为一体； 沥青砂胶一方面可以起到良好的防水作用，另外一方面起到缓冲隔热作用，防止高温的沥青混凝土对树脂造成热老化现象。同时在高温沥青摊铺时该层能够部分融化和上层沥青熔为一体。 3）防腐层为环氧富锌漆，能够有效防止钢板的锈蚀。

用双层SMA结构（如图1.2.1所示）相对普通沥青混合料来说，具有较好的密水性、抗车辙性能、耐疲劳性能等。下部防水结构层通常采用技术较成熟的环氧树脂防水层。防腐层采用环氧富锌漆。上部双层环氧树脂(撤碎石)，在起到防水效果的同时，可有效提高结构层间剪切强度。国内早期钢桥面铺装常采用此种结构，如厦门海沧大桥、重庆鹅公岩大桥、武汉军山大桥、宜昌长江大桥、宜昌西陵大桥等。厦门海沧大桥东航道桥全长l108m，桥面宽3lm。行车道及紧急停车道宽2×14.75m，**分隔带宽1.5m，钢桥面铺装面积为33863m2。由于受钢桥面铺装厚度为65mm的限制，依据功能要求，铺装结构按双层SMA设计。其具体钢桥面铺装结构设计如下：行车道的铺装结构由以下结构层组成：1）喷砂除锈、喷涂防护漆；2）防水粘结层；3）铺装下甚为SMAl0；4）改性乳化沥青粘层；5）铺装表面层为SMA-13。钢板表面与铺装结构之间还需要有良好的层间粘结能力，防止剪切推移破坏。

目前，钢桥面铺装防水粘结层根据材料类型和施工特点分为三种类型：热熔型粘结材料、溶剂型粘结材料和热固性粘结材料。 1、热熔型粘结材料由沥青掺加各种聚合物和树脂等组成。这类材料具有一定的变形性能，能够适应在交通荷载作用下由于局部变形而引起的拉应力的反复作用，也具有良好的封闭防水效果。其较大的缺点就是在高温条件下容易变软，粘结力下降。并且热熔型粘结材料的施工难度相对较大，在施工前必须充分融化，升温至规范要求的温度后搅拌均匀，再用沥青撒布车均匀撒布。 2、溶剂型粘结材料主要包括乳化沥青和可溶性橡胶沥青。这类材料的主要缺点是高温容易软化，并且这类材料通常都含有热敏性物质，高温摊铺时会释放气体，从而会导致铺装层产生气泡。这种病害形式在香港青马大桥和日本的许多钢桥面铺装中都出现过。 3、热固性粘结材料指环氧沥青，目前这类粘结材料按照施工温度可分为热拌环氧沥青粘结剂和冷拌环氧树脂粘结剂，主要是根据环氧树脂与固化剂发生固化反应，形成不可逆的固化物。热固性粘结材料无论是粘结能力、变形性能，还是热稳定性，都要明显好于前两类粘结材料，并且致密不透水，是目前大跨径钢桥面铺装粘结层较好的粘结材料之一。铺装上层SMA-10设计孔隙率为2.0%~3.0%，具有较好热稳性、密实性、抗裂性和表面抗滑性能。新疆钢桥面铺装技术指导

解决该难题，除了结构的优化，关键是材料研发，需要不断地实践应用来完善。云南特制钢桥面铺装防水层

60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑"浇筑式沥青混凝土"路面。这种结构中沥青含量12％左右，矿粉含量高。使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。我国***使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大 为升高，粘度增加了7倍。云南特制钢桥面铺装防水层