王 亮，慕海瑞，趙國(guó)云

（1.深圳市國(guó)晨造價(jià)咨詢(xún)有限公司重慶分公司，重慶 400050；2.重慶鵬方路面工程技術(shù)研究院有限公司，重慶 400054）

0 引言

目前國(guó)內(nèi)鋼橋面主要采用澆注式瀝青混凝土（GA）和環(huán)氧瀝青混凝土（EA）兩種鋪裝體系，雙層SMA在早期的鋼橋面鋪裝中應(yīng)用較多，但因?yàn)橐桩a(chǎn)生車(chē)轍、裂縫和坑槽等早期破壞，近年來(lái)在大跨徑鋼橋面鋪裝中較少應(yīng)用。還有一種ERS鋪裝體系，在宜昌長(zhǎng)江公路大橋等部分鋼橋面鋪裝中使用。相對(duì)于世界其他各國(guó)的鋼橋面鋪裝，國(guó)內(nèi)鋼橋面具有氣候早晚差異大、冬夏差異大和南北差異大，及公路交通量繁重和重載超載車(chē)輛多的特征，加之鋼箱梁具有較強(qiáng)的熱傳導(dǎo)性和儲(chǔ)熱效應(yīng)，以及鋪裝層復(fù)雜的受力狀態(tài)，使得國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝耐久性頗受考驗(yàn)，諸如江陰長(zhǎng)江大橋、山東勝利黃河大橋以及虎門(mén)大橋等鋼橋面鋪裝都出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的早期破壞。

隨著國(guó)內(nèi)近些年對(duì)鋼橋面鋪裝研究的深入，新技術(shù)、新材料、新工藝和新結(jié)構(gòu)得以不斷應(yīng)用和完善，鋼橋面鋪裝層的各項(xiàng)路用性能得到了有效的改善和提高，同時(shí)各建設(shè)方的質(zhì)量意識(shí)也有明顯提高，尤其是對(duì)鋼橋面防水粘結(jié)層功能性作用的認(rèn)知水平，使得國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝朝著健康的方向發(fā)展。本文擬通過(guò)對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝所采用的澆筑式瀝青混凝土、環(huán)氧瀝青混凝土和ERS三種典型鋪裝體系相對(duì)系統(tǒng)的調(diào)研，對(duì)不同鋪裝結(jié)構(gòu)的使用情況進(jìn)行分析比較，以綜合評(píng)價(jià)不同鋪筑體系的耐久性問(wèn)題。

1 鋼橋基本情況

為了解國(guó)內(nèi)鋼橋橋面鋪裝現(xiàn)狀，筆者對(duì)國(guó)內(nèi)典型鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)和使用狀況進(jìn)行了調(diào)研，不同鋼橋的結(jié)構(gòu)、氣候環(huán)境、橋面鋼板厚度、交通荷載狀況以及鋪裝結(jié)構(gòu)等條件如表1所示。本次所調(diào)研的鋼橋具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

a）大部分鋼橋處于長(zhǎng)江沿線(xiàn)及以南，絕大部分鋼橋的最高氣溫在36℃以上，部分達(dá)到44.5℃；最低氣溫出現(xiàn)在山東勝利黃河大橋上，最低達(dá)-23.3℃；

b）采用澆筑式瀝青混凝土鋪裝的橋梁使用時(shí)間較短，而環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的橋梁使用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)；

c）除青馬大橋（鋼桁梁）、重慶朝天門(mén)長(zhǎng)江大橋（鋼桁梁）和重慶石板坡長(zhǎng)江大橋（T型鋼構(gòu)）外，均為鋼箱梁橋。

表1 國(guó)內(nèi)典型鋼橋橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及使用現(xiàn)狀一覽表

2 防水粘結(jié)層使用狀況分析

由于所調(diào)查的橋面均為鋼橋面鋪裝，防水粘結(jié)層的使用現(xiàn)狀調(diào)查相對(duì)困難，僅有少數(shù)橋面曾采用病害開(kāi)挖的方式，因此本文防水粘結(jié)層使用狀況分析大多通過(guò)橋面鋪裝病害原因而獲得，具有較強(qiáng)的客觀依據(jù)，分析總結(jié)如下：

a）對(duì)于澆筑式瀝青混凝土鋪裝體系，使用Eliminator防水粘結(jié)層的鋪裝使用情況普遍比較良好，而采用其他防水粘結(jié)層類(lèi)型的鋪裝部分出現(xiàn)了防水粘結(jié)層失效問(wèn)題；

b）在所有環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝中，無(wú)論是采用美國(guó)進(jìn)口環(huán)氧粘結(jié)劑還是采用國(guó)產(chǎn)環(huán)氧粘結(jié)劑的鋪裝，多數(shù)鋪裝均出現(xiàn)了問(wèn)題，主要是裂縫與坑槽。

c）采用EBCL防水粘結(jié)層的鋼橋面鋪裝都出現(xiàn)了問(wèn)題，主要是裂縫、車(chē)轍和坑槽。

3 鋪裝層混凝土使用狀況分析

對(duì)已調(diào)查鋼橋橋面鋪裝層的分析可知，其鋪筑層混凝土具有下述特征：

a）澆筑式瀝青混凝土鋪裝使用情況普遍比較良好，但使用時(shí)間均較短，山東黃河勝利大橋和江陰大橋（首次MA鋪裝）鋪裝出現(xiàn)了較多的縱向裂縫（如圖1所示），其主要病害類(lèi)型是裂縫、車(chē)轍和鼓包（如圖2所示），但該情況僅發(fā)生在幾座鋼橋的橋面鋪裝中；

圖1 山東勝利黃河大橋面層縱向裂縫圖

圖2 汕頭礐石大橋?qū)娱g滑移和輕微車(chē)轍

b）環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝有較長(zhǎng)無(wú)損使用壽命的案例，如南京長(zhǎng)江二橋，但也伴隨裂縫、坑槽和鼓包病害（如圖3和圖4所示），初期裂縫經(jīng)過(guò)灌縫等及時(shí)處治后，病害一般都能夠得到抑制；

圖3 湛江海灣大橋面層不規(guī)則裂縫

圖4 潤(rùn)揚(yáng)大橋坑槽病害

c）ERS鋪裝和雙層SMA鋪裝類(lèi)似，出現(xiàn)了比較多的早期病害（上海盧浦大橋因進(jìn)行嚴(yán)格的交通管制，雙層SMA鋪裝至今使用情況良好，壽命近10年），主要病害類(lèi)型為車(chē)轍、裂縫和坑槽等（見(jiàn)圖5和圖6）。

圖5 宜昌長(zhǎng)江大橋裂縫、坑槽和推移病害

圖6 宜昌長(zhǎng)江大橋車(chē)轍病害

4 鋼橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)使用情況分析

4.1 環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝

室內(nèi)試驗(yàn)表明環(huán)氧瀝青混凝土具有良好的路用性能，但實(shí)際使用效果并不理想，經(jīng)分析認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面原因：a）環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)沒(méi)有真正意義上的防水層，鋪裝層一旦開(kāi)裂，很快發(fā)展到防腐層，使環(huán)氧富鋅漆被氧化，形成粉末狀的氧化鋅或鋅鹽，導(dǎo)致鋪裝脫層（如圖7所示），國(guó)外一些使用環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的典型鋼橋如澳大利亞West Gate橋和加拿大的Lion Gate橋都因出現(xiàn)了嚴(yán)重的脫空病害而不得不進(jìn)行大修；b）環(huán)氧瀝青混凝土的施工控制難度很大，具有天然的微裂縫缺陷，這可能與其模量過(guò)高和固化過(guò)程有關(guān)；c）室內(nèi)試驗(yàn)手段和評(píng)價(jià)方法暫不能有效反映環(huán)氧瀝青混凝土的路用性能，其方法有待進(jìn)一步研究完善。

圖7 環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)病害發(fā)展示意圖

4.2 澆筑式瀝青混凝土鋪裝

Eliminator具備較好的防水粘結(jié)性能，同時(shí)澆筑式瀝青混凝土本身就具備不透水性，組合鋪裝后的結(jié)構(gòu)防水和粘結(jié)性能較好，因此較少出現(xiàn)脫空和坑槽等病害。然而，澆筑式瀝青混合料中細(xì)集料、礦粉及膠結(jié)料用量均偏大，其抗車(chē)轍性能一直是業(yè)界比較擔(dān)心的問(wèn)題，但江陰長(zhǎng)江大橋雙層澆筑式瀝青混凝土試驗(yàn)段卻并未出現(xiàn)嚴(yán)重的車(chē)轍問(wèn)題，反而在局部出現(xiàn)了一些較短的裂縫（20cm左右），說(shuō)明澆筑式瀝青混凝土鋪裝的抗裂性能仍需深入研究。

4.3 ERS鋪裝

從調(diào)研情況可以看出，采用ERS鋪裝的橋面基本均出現(xiàn)了少量的病害，其主要原因是環(huán)氧撒砂的防水層易被砂穿透，防水效果失效，另外樹(shù)脂瀝青混凝土（RA05）為冷拌制作，石料容易攜帶吸附水而導(dǎo)致鼓包問(wèn)題，同時(shí)常溫下固化的環(huán)氧樹(shù)脂亦不耐高溫，其相關(guān)鋪裝技術(shù)和控制工藝有待進(jìn)一步完善。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大跨徑鋼橋橋面鋪裝的調(diào)查和分析，以及對(duì)防水粘結(jié)層、鋪裝混凝土和鋪裝結(jié)構(gòu)的使用情況的對(duì)比分析，結(jié)果表明：防水粘結(jié)層對(duì)鋪裝結(jié)構(gòu)耐久性具有較大影響，性能優(yōu)異的防水粘結(jié)層能夠有效增加鋪裝結(jié)構(gòu)的使用壽命，即整個(gè)鋪裝層良好的耐久性必須以良好的防水粘結(jié)層為基礎(chǔ)；重載和超載是影響鋪裝使用壽命的主要因素之一，無(wú)論何種鋪裝結(jié)構(gòu)，實(shí)行嚴(yán)格的交通管制后基本都能夠取得較好的使用效果；無(wú)論環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝還是澆筑式瀝青混凝土鋪裝都具有較長(zhǎng)無(wú)損使用壽命的案例，說(shuō)明兩種鋪裝結(jié)構(gòu)在特定環(huán)境條件下均具備較好的使用性能，但就鋪裝層實(shí)施條件而言，環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝工藝相對(duì)復(fù)雜，其施工要求亦相對(duì)苛刻，而澆筑式瀝青混凝土工藝更為成熟，施工較為便捷。

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