大跨徑鋼橋橋面瀝青鋪裝材料介紹

李丹

【摘 要】 大跨徑鋼橋面鋪裝是各國(guó)研究的難點(diǎn)，大多數(shù)鋼橋都是采用的瀝青混合料體系。現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)外鋼橋面鋪裝使用的瀝青混凝土材料主要有環(huán)氧瀝青混凝土、澆注式瀝青混凝土、改性瀝青SMA。橋面鋪裝材料會(huì)嚴(yán)重影響到鋪裝效果，每種材料具有的性能不同，帶來的病害也不同，都有一定的適用條件，應(yīng)根據(jù)需求和條件選擇適合的瀝青鋪裝材料。本文通過介紹每種材料的性能和主要病害，使讀者更了解這些材料，在使用時(shí)提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】 鋼橋面瀝青鋪裝 環(huán)氧瀝青混凝土 澆注式瀝青混凝土 改性SMA

已建成的大多數(shù)鋼橋都是采用的正交異性鋼橋橋面結(jié)構(gòu)，鋼橋在各種荷載下受力、變形復(fù)雜，存在著防水防銹、層間黏結(jié)的問題，有著高于瀝青混凝土路面的要求，需要鋪裝層具備優(yōu)良的性能[1-2]。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)條件飛速發(fā)展的情況下，交通量日益增長(zhǎng)，重載、超載的現(xiàn)象增多，對(duì)路面的要求也在不斷提高[3]。對(duì)于橋面鋪裝材料，所要求具備的使用性能主要指：高溫抗車轍性能，低溫抗開裂性能，耐疲勞性能，良好的層間結(jié)合，良好的變形隨從性，行車舒適性能，施工性能[4]。日本學(xué)者調(diào)查發(fā)現(xiàn)縱向裂縫與車轍是主要病害[5]?，F(xiàn)在普遍使用的瀝青鋪裝材料是環(huán)氧瀝青混凝土、澆注式瀝青混凝土、改性SMA。在不同的環(huán)境條件下，會(huì)對(duì)鋪裝材料提出不同的要求，因此合理地選擇鋪裝材料是保證鋼橋面瀝青混凝土鋪裝使用性能以及使用壽命的基礎(chǔ)。

1 環(huán)氧瀝青混凝土

環(huán)氧瀝青混凝土是一種強(qiáng)度高、韌性好的熱固性材料，是在一定溫度條件下向?yàn)r青中加入環(huán)氧脂和固化劑經(jīng)固化反應(yīng)而產(chǎn)生的[6]。鋼橋面鋪裝中一般使用的試驗(yàn)研究方法為室內(nèi)試驗(yàn)、試驗(yàn)段、成橋試驗(yàn)測(cè)試等。對(duì)于瀝青路面，環(huán)氧瀝青混合料的穩(wěn)定度、流值和飽和度都是滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的[9-10]。王曉等[7]為了更加深入地研究其各個(gè)方面的性質(zhì)， 做了馬歇爾試驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)、線收縮系數(shù)等試驗(yàn)[8]，其中的一些試驗(yàn)還跟其他材料做了對(duì)比分析，驗(yàn)證了環(huán)氧瀝青混凝土的特性性能。

使用環(huán)氧瀝青混凝土作為鋪裝材料的橋梁發(fā)生的病害主要為：不規(guī)則裂縫、鼓包以及坑槽。雖然材料的性能優(yōu)良，但是施工要求苛刻，很難到達(dá)其技術(shù)要求，因此容易出現(xiàn)病害。陳磊磊研究了不同橋型的特點(diǎn)帶給鋼橋面鋪裝裂縫的影響，分析了環(huán)氧瀝青混凝土裂縫的形成機(jī)理。

2 澆注式瀝青混凝土

澆注式瀝青混凝土，不需要碾壓，是瀝青、礦粉含量高，高溫拌制時(shí)間長(zhǎng)，孔隙率極低至小于1%的特殊瀝青混合材料。在其他國(guó)家，澆注式瀝青混凝土也是被大量使用的。

澆注式瀝青混凝土的主要病害是：高溫車轍、裂縫。江蘇江陰大橋在投入使用數(shù)月之后就發(fā)生了裂縫、車轍等病害[8]。澆注式瀝青混凝土的拌合與攤鋪通常都是在較高的溫度下進(jìn)行的，加上瀝青的含量又高，所以協(xié)調(diào)能力得到了滿足，但是高溫穩(wěn)定性能卻不足，這就造成了早期車轍與裂縫的產(chǎn)生。日本的多田宏行對(duì)鋼橋面鋪裝中存在的縱向裂縫進(jìn)行的研究表明：在大多數(shù)橋梁中沿橋軸線方向的鋪裝裂縫居多，并且裂縫出現(xiàn)的位置主要在主梁與縱梁腹板的正上方、或縱向加勁肋上方。

3 改性瀝青SMA

SMA是一種間斷級(jí)配混凝土，是德國(guó)基于澆注式瀝青混凝土，為了改善高溫車轍問題而慢慢產(chǎn)生的新型材料。根據(jù)歐洲瀝青路面協(xié)會(huì)（EAPA）[9]的總結(jié)，SMA具備抗滑性能、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能以及優(yōu)良的耐久性；還能降低噪音、提高路面能見度。呂偉良[10]通過彎拉與抗壓模量試驗(yàn)證明了SMA混合料的良好的變形能力。使用改性瀝青SMA的橋面通常出現(xiàn)橫縱裂縫、脫層、推移病害。高博[11]分析介紹了雙層SMA鋪裝的常見破壞情況。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 陸慶. 環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)研究[ D] .南京： 東南大學(xué)， 2000.

[2] 黃衛(wèi).大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[3] 李宇峙，徐敏，黃云涌，等.鋼橋面復(fù)合改性瀝青混合料鋪裝路用性能研究[J].公路交通科技，2010，27（3）：81-85.

[4] Kenji HIMENO，Tatsuo NISHIZAWA. Longitudinal surface cracking in asphalt pavements on steel bridge decks related to dissipated energy [D]. Department of Civil Engineering，Chuo University，2002.

[5] 黃衛(wèi).大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)[J].土木工程學(xué)報(bào)，2007，40（9）：65-77.

[6] Bild S. Contribution to the Improvement of Durability of Asphalt Pavement on Orthotropic Steel Bridge Decks. Achen； RWTH Achen. 1985.

[7] 楊三強(qiáng)，郝培文，劉娜.環(huán)氧瀝青鋪裝材料加速加載試驗(yàn)研究[J].交通科學(xué)與工程，2010，26（2）9-115.

[8] 中華人民共和國(guó)交通部.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.JTJ052—2000.

[9] European Asphalt Pavement Association（EAPA）.HEAVY DUTY SURFACES：The arguments for SMA.1998.

[10] 呂偉良.鋼橋橋面瀝青鋪裝的現(xiàn)狀與發(fā)展.中外公路，2002，22（1）：7-9.

[11] 高博.鋼橋面典型鋪裝方案及其病害和維修方法[J].公路，2013（7）：29-34.