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1、钢桥面三种常用铺装方案介绍招商局重庆交通科研设计院有限公司二一一年三月11 钢桥面铺装概况近年来，随着我国基建事业的进一步投入和施工技术的提高，桥梁作为跨越江、河、谷及道路干线的便捷结构形式，得到了长足的发展，其中钢箱梁桥因其抗风稳定性能好、重量轻、工厂制造质量易于保证、安装和制造工期短等优点，现已成为目前大型桥梁的主流结构形式。钢桥面铺装不同于一般马路沥青混凝土路面，它干脆铺设在钢桥面板上，由于钢桥面板柔度大，在行车荷载与温度改变、风载、地震等自然因素共同影响下，其受力和变形较马路路面或机场道面以及其他桥型结构铺装困难得多。特殊是在重型车辆荷载作用下，钢桥面板局部变形更大，各纵向加劲肋纵隔板
2、、横肋（或横隔板）与桥面板焊接处出现明显的应力集中，这导致铺装层受力特别困难，局部应变较大。同时钢桥面板的温差大、防水防锈及层间结合要求高，这些都确定了钢桥面铺装运用条件远远苛刻于一般沥青路面，其运用寿命也要远远短于一般路面。通常在钢桥面须要采纳特殊的铺装方案，来提高桥面铺装寿命。目前世界上钢桥面铺装运用效果较好的有三类：双层改性SMA；浇筑式沥青混凝土（GA10）+高弹SMA；双层美国环氧沥青混凝土。现就三种铺装的特点及施工工艺做简要介绍。2 双层SMA铺装通常桥面铺装层由防水粘结层、铺装下层、铺装上层组成，防水粘结层主要起到防止水分下渗、爱护钢板和粘结钢板和铺装的作用；铺装下层通常孔隙率较
3、小，起到防水的作用；铺装上层必需具有肯定的表面构造深度，为车辆行驶供应足够的摩擦力。2.1 铺装材料介绍双层SMA铺装方案通常由防水粘结层、缓冲层、铺装下层和铺装上层组成，如图1所示。图1 双层SMA桥面铺装方案双层SMA结构相对一般沥青混合料来说具有较好的密水性和抗疲惫性能。同时具有良好的高温抗车辙性能、随从变形性、抗滑性等。同时SMA混合料在国内运用较为普遍，施工不须要特殊的设备，成本相对来说也不高，一般工程都能够接受。该结构的缺点是SMA铺装在整体性和抗裂性方面的性能不如浇注式沥青混凝土，防水性能没有浇筑式沥青混凝土优越。目前，国内采纳双层SMA铺装的桥面工程，除少量状况下SMA产生车辙
4、病害外，大部分状况下都是由于SMA抗开裂性能不强导致沥青铺装层产生微小裂缝，随着雨水的浸入，铺装层进而产生推移和坑槽等病害。目前，有些钢桥面铺装采纳了高弹改性沥青，高弹改性沥青SMA混凝土的抗极限变形实力和抗疲惫变形实力都有了极大的提高，通常不会出现开裂状况。但是SMA的空隙率略微偏大，很难有效阻挡降水对钢桥面铺装的水损害，特殊是有些边缘部位不易压实，水分下渗难以排出，在车辆行驶作用下特别简洁导致病害的出现。防腐层通常采纳环氧富锌漆，上部双层环氧树脂（撒碎石），在防水的同时，可有效提高结构层间剪切强度。由于钢桥面板在施工过程中一般会发生锈蚀，为爱护桥梁结构的耐久性，在铺装前应对钢桥面进行喷砂除
5、锈处理。依据喷砂除锈国标GB8923-88，要求钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级，即“特别彻底的喷射除锈，钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何的痕迹应仅是点状或条纹状的稍微色斑”。同时，为保证防腐层与钢桥面的附着力，要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50100m。2.2 施工工艺SMA沥青混合料国内有较多工程应用，施工简洁3 浇筑式沥青混凝土（GA10）+高弹SMA3.1 铺装材料介绍浇筑式沥青混凝土起源于德国，已有近百年的运用历史，其最大的特点是流淌成型，不须要碾压，冷却即形成强度。具有密水性好、耐久性优、疲惫抗裂性能和随从变形实力好、整体性强、不须要碾压等优点
6、。常用铺装方案见图2所示。图1 浇筑式+SMA桥面铺装方案方案二采纳综合性能优良（高温稳定性、水稳性、抗滑性、疲惫性能、耐久性等）的高弹沥青SMA10作为面层。铺装下层采纳防水性能优良，具有良好疲惫性能的浇筑式沥青混凝土GA10。浇注式沥青混凝土的特点是在施工温度条件下，沥青混合料呈流淌状态，不须要用压路机，只须要浇注式专用摊铺机摊铺整平即可，其空隙率几乎为零，完全不透水，而且沥青混合料冷却后整体性较好，强度较高。由于浇注式沥青混凝土有较高的沥青含量，因此具有较好的抗开裂的实力，优良的抗疲惫性能，并具备对桥面变形较好的追从性。在德国以及日本等发达国家的规范中明确规定钢桥面铺装底层必需采纳浇注式
7、沥青混凝土铺装结构。防水层采纳最新研发的桥面防水材料体系TOPEVER。TOPEVER是一种特地针对钢桥面防水而开发的丙烯酸树脂材料，对桥面防水、防腐，起爱护作用，并承接铺装层，起粘结作用。该体系由防腐底漆、TOPEVER高分子防水涂料、二阶反应性粘结剂构成，主要功能是防护钢材结构，并承接桥面的沥青混凝土结构面层。经过大量试验验证和工程验证，该类防水体系具有很好的密封性、耐久性，在国外，运用寿命甚至已达30年而未重行铺设。3.2 施工工艺4 双层美国环氧沥青混凝土4.1 铺装材料介绍图5 桥面铺装方案三（双层环氧沥青）方案三采纳美国环氧沥青混凝土铺装结构，环氧沥青混凝土综合性能比较优良，车辙动
8、稳定度较高，耐腐蚀性能较好，目前在国内外有大量的实体工程应用，其缺点是成本较高，并且由于其对施工环境要求特别苛刻，通常都会有施工缺陷，会造成早期病害的产生，如裂缝、鼓包等。4.2 施工工艺就三种方案从综合性能、施工及经济等方面进行比较，对比结果如下表1 钢桥面铺装方案对比分析序号铺装方案铺装方案一（双层SMA结构）铺装方案二（SMA+GA结构）铺装方案三（双层EA结构）各结构层及组合结构性能防腐性良优良粘结性能优优优抗剪性能优良良防水性能优优良随从变形实力良优良热稳性良良优疲惫性能良优优行车平安性优优良耐久性良优优施工施工条件要求中中高施工工艺要求中中高成本建设成本（元/m2）50080085
9、0105014001600修理费用中低高成功工程案例多多多 铺装方案一属于国内早期常用结构，主要优点在于价格比较便宜，各种性能比一般沥青混合料要好，主要缺点在于防水性能较差和层间抗滑移性能较差。铺装方案二中的防水体系有良好防水效果和对钢板的爱护作用，方案二的结构形式密水性好，可有效避开混合料水损害的发生，能够保证桥面不被腐蚀；抗疲惫性能优越，除了在超重载交通状况下运用状况不明朗外，在正常交通状况下运用寿命较长，由于其具有优良的随从变形实力，因此在国内外有较多的成功案例：在法国、瑞士等，浇注式沥青混合料广泛应用于城市道路及桥面铺装，虽朴实无华，但坚实耐用；有的国家将浇注式沥青混凝土用于地铁站台的
10、铺装，我国在西攀高速马路隧道工程也成功的应用了双层浇注式沥青混凝土。但方案二高温稳定性要劣于方案一。铺装方案三材料偏刚性，高温稳定性相当好，但抗裂性和密水性就要差一些，此外主要材料须要（环氧沥青结合料和粘结剂）全部进口。此铺装方案最大的弱点就是对原材料、施工环境、工艺等要求相当高，施工时必需严格限制，少许的水分就会导致铺装层的严峻鼓包。正是由于一些列特殊的要求，导致环氧沥青混凝土早期由于施工缘由引起的病害无法避开。目前，已建成通车的环氧沥青混凝土桥面都或多或少存在早期病害。此外，由于该铺装材料偏刚性，在钢桥面这种柔性支撑体系上，养护修理特别困难。同时施工完毕后须要封闭交通养护，直到环氧沥青混凝
11、土铺装材料达到设计强度，通常养护期长达一个月，造成大量的资金奢侈。5 应用状况调查就三种桥面铺装结构在国内外的应用状况及运用寿命进行统计，以作比较。表2 铺装应用及运用状况比较铺装方案方案一（双层SMA）方案二（浇筑式+SMA）方案三（双层环氧沥青混凝土）国内代表工程鹅公岩大桥武汉军山大桥广阔虎门大桥上海卢浦大桥香港青马大桥山东成功黄河马路大桥上海东海大桥深港西部通道重庆菜园坝大桥南京长江二桥苏通大桥湛江海湾大桥杭州湾跨海大桥武汉天心洲大桥运用状况病害普遍存在整体状况不错，个别桥面铺装有病害早期病害普遍存在最长运用年限9年（鹅公岩大桥）13年（香港青马大桥）8年（南京长江二桥）国外代表工程德国
12、等欧洲国家早期多座跨线桥苏丹尼罗河大桥德国科尔勃兰特桥美国曼哈顿大桥丹麦大贝尔特桥日本明石海峡大桥美国圣马刁大桥加拿大狮门桥美国金门桥最长运用年限30年（英国福斯马路桥）20年（美国麦凯桥）无论从国内，还是国外的应用状况来看，方案二应用工程远远多于方案一和方案三，运用寿命也要高于铺装方案一和方案三，三种铺装方案都已经积累下了成熟且成功的阅历。6 结论通过对上述三种方案的综合比较，认为拟举荐的三种铺装方案具有如下特点：（1）铺装方案一有着较好密水性和疲惫性能，初期建设成本低，缺点是热稳性和耐久性略差，后期修理费用较高；（2）铺装方案二有着较好的高温稳定性、水稳性、抗滑性、疲惫性能、耐久性等，防水
13、粘结层具有良好的防水效果和对钢板的爱护作用，浇筑式沥青混凝土结构有很好的伴同钢桥面板协同变形实力，运用寿命长，初期建设成本适中，修理简洁，后期修理费用低；（3）铺装方案三高温性较好，有着较高的热稳性和耐久性，缺点是对施工水平要求较高，初期建设成本高，后期修理较困难。从技术经济上综合分析，方案二（浇注式沥青混凝土）虽然在初期增加了投资，但是其优越的性能，保证了方案二的铺装结构更加适合于苏州斜港桥桥面铺装。采纳方案二来进行铺装，可以削减后期的养护费用，延长铺装的运用寿命。因此建议采纳方案二作为苏州斜港桥桥面修理铺装方案。7 附1：浇筑式沥青混凝土技术的应用和发展交通企业管理2009年10期浇筑式沥
14、青混凝土（Guss Asphalt（GA），原名为，原是“河流”之意，引申为“浇筑流淌”。其含义浇筑式沥青混凝土具有流淌性，浇筑式摊铺，一般不须要碾压，只须要简洁的摊铺整平即可完成施工。浇筑式沥青混凝土的沥青用量高（710），矿质集料中矿粉含量高（2030），同时拌和温度很高（220240），拌和时间较长（23min），在运输过程中也须要搅拌。因此，浇筑式沥青混凝土具有矿粉含量高、沥青含量高、拌和温度高等“三高”特点，较多的沥青及细集料含量使粗骨料处于悬浮状态, 它与热压沥青混凝土不同的是其空隙率很小，而且内部空隙不连通1。浇筑式沥青混凝土最早起源于欧洲，德国于1917 年起先探讨开发浇筑式沥青混凝土， 1929年应用于苏丹尼罗河大桥桥面铺装工程。二十世纪五十年头起先，浇筑式沥青混凝土渐渐大量的应用于建筑物防水和铺面工程中，曾应用于Oberkasseler、Mulheim、Zoo等大桥桥面铺装。同期，在美国、日本等发达国家也得到了较为广泛的应用。在国内，最早是由重庆交通科研设计院和重庆市智翔铺道技术工程有限公司引入德国浇筑式沥青混凝土铺装技术及配套设备，2003年在山东成功黄河马路大桥中应用，之后在多项桥面铺装等特殊铺装工程中应用，取得了比较好的运用效果。目前，受过国内特殊运用条件（交通、气候）的
