鋼橋面瀝青鋪裝簡(jiǎn)介

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1、鋼橋面瀝青鋪裝簡(jiǎn)介李宇峙教授、博導(dǎo)長(zhǎng)沙理工大學(xué)2005年6月一、鋼橋面瀝青鋪裝發(fā)展概況現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)在高度與跨度上不斷取得突破，橋梁結(jié)構(gòu)跨徑的不斷增大充分展示了工程技術(shù)人員的聰明才智。鋼橋面板有利于減輕恒載和發(fā)揮空間結(jié)構(gòu)的特性，是大跨徑橋梁首選的結(jié)構(gòu)形式。但同時(shí)，鋼橋面板光滑、柔韌、局部變形大、動(dòng)力特性復(fù)雜、熱容小等特點(diǎn)也對(duì)橋面鋪裝提出了嚴(yán)格的要求。瀝青鋪裝較水泥混凝土鋪裝具有輕、柔、防水、易修復(fù)等特性，是鋼橋面，特別是大跨徑鋼橋橋面鋪裝的首選材料，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。在材料上，瀝青鋪裝也從傳統(tǒng)密級(jí)配混凝土向改性瀝青SMA、澆注式瀝青混凝土、環(huán)氧瀝青混凝土、橡膠瀝青混

2、凝土等多方向快速發(fā)展。國(guó)外鋼橋面鋪裝方面的研究起步較早，取得了一些適合各自具體國(guó)情的鋪裝結(jié)構(gòu)與材料，國(guó)內(nèi)一方面引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，一方面深入研究復(fù)合我國(guó)國(guó)情的鋪裝結(jié)構(gòu)并自主開發(fā)研制相關(guān)的鋪裝關(guān)鍵材料。二、鋼橋面瀝青鋪裝的特點(diǎn)1.橋梁恒載的限制，鋪裝層不宜超過7cm2.鋪裝體系處于隨時(shí)都在變形的基礎(chǔ)上3.鋼橋變形直接影響鋪裝體系的工作狀態(tài)4.鋪裝體系更容易受環(huán)境溫度的影響5.鋪裝層表面局部承受較大的拉應(yīng)變6.鋪裝層內(nèi)部及層間承受較大的剪應(yīng)力7.鋼板表面光滑，需要特殊的界面材料保證層間連續(xù)三、鋼橋面瀝青鋪裝基本要求1.應(yīng)具備良好的疲勞抗開裂性能以承受反復(fù)的復(fù)雜變形2.應(yīng)具

3、備優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性能，以滿足高達(dá)70℃左右的高溫使用條件要求3.具有完善的防排水體系。以保證鋼板不被侵蝕4.具備良好的層間結(jié)合，保證鋪裝與橋面板的協(xié)同作用5.對(duì)鋼板變形具備良好的追從性，以適應(yīng)鋼板變形6.良好的平整度與抗滑性能四、國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝使用現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝的嘗試研究從上世紀(jì)80年代開始。最早是使用普通密級(jí)配瀝青混凝土，粘層也多用乳化瀝青。使用后發(fā)現(xiàn)，一般使用壽命只有數(shù)十天或幾個(gè)月。此后，逐步開始采用改性瀝青，粘接劑也曾嘗試過改性乳化瀝青、環(huán)氧煤焦油等,因過去鋼橋跨徑較小，鋼橋面鋪裝未引起足夠重視。1989年，由同濟(jì)大學(xué)與廣東省肇慶市公路局聯(lián)合研究對(duì)馬房北江橋

4、鋼橋面鋪裝進(jìn)行處治，于1991年采用PE+廢橡膠粉改性瀝青，粘接劑也采用同樣材料，鋪筑了厚度5cm的LH-20-I及2cm的LH-10混合料兩層式鋪裝。無損使用時(shí)間達(dá)兩年，后來雖產(chǎn)生了嚴(yán)重推擁、車轍及開裂等病害，也一直使用至1997年才進(jìn)行再次鋪裝。汕頭海灣大橋橋面采用60毫米厚的金屬擴(kuò)張網(wǎng)鋼纖維混凝土鋪裝。1995年底通車，不久即產(chǎn)生嚴(yán)重龜裂，于1997年11月橋面全面翻修。香港青馬大橋鋪裝40毫米厚的瀝青混凝土（一次性湖瀝青澆筑式瀝青混凝土）。該橋由英國(guó)人建造，用英國(guó)的鋪裝材料，1997年通車，通車后不到兩年就出現(xiàn)高溫穩(wěn)定性不夠的問題。由鐵道部大橋局承建的西陵長(zhǎng)江

5、大橋，采用改性乳化瀝青粘接層、兩層PE+SBR的密級(jí)配瀝青混凝土。1998年進(jìn)行了約1/3面積翻修，截止去年重新鋪裝前，出現(xiàn)的病害主要有坑槽、橫向開裂、斜向推移、縱向開裂、車轍和推擠。圖1西陵長(zhǎng)江大橋鋼橋面鋪裝破損實(shí)照1圖2西陵長(zhǎng)江大橋鋼橋面鋪裝破損實(shí)照2圖3西陵長(zhǎng)江大橋鋼橋面鋪裝破損實(shí)照31999年完工的廈門海滄大橋鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面鋪裝采用雙層改性瀝青SMA方案，上層采用SMA13、下層采用SMA10。從目前的使用情況分析，存在不少問題。1999年完工的江陰長(zhǎng)江公路大橋橋面鋪裝采用的澆筑瀝青混凝土，從使用效果性來看主要存在的問題還是高溫穩(wěn)定性不夠。2000年9月8日建

6、成通車的武漢白沙洲大橋，2003年9月出現(xiàn)局部推移與開裂現(xiàn)象，橋面上出現(xiàn)滑移的瀝青混凝土分布在橋面各路段，總計(jì)約有600m2，防水粘結(jié)層發(fā)生破壞，在行車荷載的水平力作用下，鋪裝層出現(xiàn)明顯的滑動(dòng)與推移現(xiàn)象，影響了交通安全。圖4白沙洲大橋鋪裝典型裂縫遠(yuǎn)照?qǐng)D5白沙洲大橋鋪裝典型裂縫Ⅰ圖6白沙洲大橋鋪裝典型裂縫Ⅱ1996年虎門大橋橋面鋪裝產(chǎn)生了橫向推移病害，1998年進(jìn)行了處治(銑刨一層后，加鋪一層SMA10)，使用效果也不理想。圖7廣東虎門大橋圖8廣東虎門大橋推移病害由此可見，我國(guó)已建大跨徑鋼橋的橋面瀝青鋪裝使用情況不太理想，國(guó)內(nèi)還缺乏鋼橋面鋪裝的成功經(jīng)驗(yàn)。長(zhǎng)沙理工大學(xué)公路

7、工程學(xué)院鋼橋面鋪裝課題組是國(guó)內(nèi)較早開展鋼橋面鋪裝研究的單位之一，結(jié)合實(shí)橋工程進(jìn)行了大量的室內(nèi)大型直道足尺疲勞試驗(yàn)與高溫浸水試驗(yàn)，取得了豐富的研究成果。國(guó)內(nèi)重慶公路科研所也較早對(duì)此開展過研究，其研究成果己應(yīng)用于虎門大橋、海滄大橋等鋼橋面瀝青鋪裝。這些研究為我國(guó)鋼橋面鋪裝技術(shù)發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但從實(shí)際大橋鋪裝使用效果來看，也出現(xiàn)了一些問題，突出的表現(xiàn)的實(shí)橋鋪裝的無損使用壽命不長(zhǎng)，有些問題還有待進(jìn)一步研究解決。一、鋼橋面鋪裝材料的主要型式*傳統(tǒng)密級(jí)配瀝青混凝土*澆筑式瀝青混凝土*環(huán)氧瀝青砼*改性瀝青SMA鋪裝5.1澆注式瀝青混凝土澆注式瀝青混凝土指在高