国内典型钢桥桥面铺装使用现状调查与分析

王 亮，慕海瑞，赵国云

（1.深圳市国晨造价咨询有限公司重庆分公司，重庆 400050；2.重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司，重庆 400054）

0 引言

目前国内钢桥面主要采用浇注式沥青混凝土（GA）和环氧沥青混凝土（EA）两种铺装体系，双层SMA在早期的钢桥面铺装中应用较多，但因为易产生车辙、裂缝和坑槽等早期破坏，近年来在大跨径钢桥面铺装中较少应用。还有一种ERS铺装体系，在宜昌长江公路大桥等部分钢桥面铺装中使用。相对于世界其他各国的钢桥面铺装，国内钢桥面具有气候早晚差异大、冬夏差异大和南北差异大，及公路交通量繁重和重载超载车辆多的特征，加之钢箱梁具有较强的热传导性和储热效应，以及铺装层复杂的受力状态，使得国内钢桥面铺装耐久性颇受考验，诸如江阴长江大桥、山东胜利黄河大桥以及虎门大桥等钢桥面铺装都出现了比较严重的早期破坏。

随着国内近些年对钢桥面铺装研究的深入，新技术、新材料、新工艺和新结构得以不断应用和完善，钢桥面铺装层的各项路用性能得到了有效的改善和提高，同时各建设方的质量意识也有明显提高，尤其是对钢桥面防水粘结层功能性作用的认知水平，使得国内钢桥面铺装朝着健康的方向发展。本文拟通过对近年来国内钢桥面铺装所采用的浇筑式沥青混凝土、环氧沥青混凝土和ERS三种典型铺装体系相对系统的调研，对不同铺装结构的使用情况进行分析比较，以综合评价不同铺筑体系的耐久性问题。

1 钢桥基本情况

为了解国内钢桥桥面铺装现状，笔者对国内典型钢桥的桥面铺装结构和使用状况进行了调研，不同钢桥的结构、气候环境、桥面钢板厚度、交通荷载状况以及铺装结构等条件如表1所示。本次所调研的钢桥具有以下几个特点：

a）大部分钢桥处于长江沿线及以南，绝大部分钢桥的最高气温在36℃以上，部分达到44.5℃；最低气温出现在山东胜利黄河大桥上，最低达-23.3℃；

b）采用浇筑式沥青混凝土铺装的桥梁使用时间较短，而环氧沥青混凝土铺装的桥梁使用时间相对较长；

c）除青马大桥（钢桁梁）、重庆朝天门长江大桥（钢桁梁）和重庆石板坡长江大桥（T型钢构）外，均为钢箱梁桥。

表1 国内典型钢桥桥面铺装结构及使用现状一览表

2 防水粘结层使用状况分析

由于所调查的桥面均为钢桥面铺装，防水粘结层的使用现状调查相对困难，仅有少数桥面曾采用病害开挖的方式，因此本文防水粘结层使用状况分析大多通过桥面铺装病害原因而获得，具有较强的客观依据，分析总结如下：

a）对于浇筑式沥青混凝土铺装体系，使用Eliminator防水粘结层的铺装使用情况普遍比较良好，而采用其他防水粘结层类型的铺装部分出现了防水粘结层失效问题；

b）在所有环氧沥青混凝土铺装中，无论是采用美国进口环氧粘结剂还是采用国产环氧粘结剂的铺装，多数铺装均出现了问题，主要是裂缝与坑槽。

c）采用EBCL防水粘结层的钢桥面铺装都出现了问题，主要是裂缝、车辙和坑槽。

3 铺装层混凝土使用状况分析

对已调查钢桥桥面铺装层的分析可知，其铺筑层混凝土具有下述特征：

a）浇筑式沥青混凝土铺装使用情况普遍比较良好，但使用时间均较短，山东黄河胜利大桥和江阴大桥（首次MA铺装）铺装出现了较多的纵向裂缝（如图1所示），其主要病害类型是裂缝、车辙和鼓包（如图2所示），但该情况仅发生在几座钢桥的桥面铺装中；

图1 山东胜利黄河大桥面层纵向裂缝图

图2 汕头礐石大桥层间滑移和轻微车辙

b）环氧沥青混凝土铺装有较长无损使用寿命的案例，如南京长江二桥，但也伴随裂缝、坑槽和鼓包病害（如图3和图4所示），初期裂缝经过灌缝等及时处治后，病害一般都能够得到抑制；

图3 湛江海湾大桥面层不规则裂缝

图4 润扬大桥坑槽病害

c）ERS铺装和双层SMA铺装类似，出现了比较多的早期病害（上海卢浦大桥因进行严格的交通管制，双层SMA铺装至今使用情况良好，寿命近10年），主要病害类型为车辙、裂缝和坑槽等（见图5和图6）。

图5 宜昌长江大桥裂缝、坑槽和推移病害

图6 宜昌长江大桥车辙病害

4 钢桥面铺装典型结构使用情况分析

4.1 环氧沥青混凝土铺装

室内试验表明环氧沥青混凝土具有良好的路用性能，但实际使用效果并不理想，经分析认为主要有以下几个方面原因：a）环氧沥青混凝土铺装结构没有真正意义上的防水层，铺装层一旦开裂，很快发展到防腐层，使环氧富锌漆被氧化，形成粉末状的氧化锌或锌盐，导致铺装脱层（如图7所示），国外一些使用环氧沥青混凝土铺装的典型钢桥如澳大利亚West Gate桥和加拿大的Lion Gate桥都因出现了严重的脱空病害而不得不进行大修；b）环氧沥青混凝土的施工控制难度很大，具有天然的微裂缝缺陷，这可能与其模量过高和固化过程有关；c）室内试验手段和评价方法暂不能有效反映环氧沥青混凝土的路用性能，其方法有待进一步研究完善。

图7 环氧沥青混凝土铺装结构病害发展示意图

4.2 浇筑式沥青混凝土铺装

Eliminator具备较好的防水粘结性能，同时浇筑式沥青混凝土本身就具备不透水性，组合铺装后的结构防水和粘结性能较好，因此较少出现脱空和坑槽等病害。然而，浇筑式沥青混合料中细集料、矿粉及胶结料用量均偏大，其抗车辙性能一直是业界比较担心的问题，但江阴长江大桥双层浇筑式沥青混凝土试验段却并未出现严重的车辙问题，反而在局部出现了一些较短的裂缝（20cm左右），说明浇筑式沥青混凝土铺装的抗裂性能仍需深入研究。

4.3 ERS铺装

从调研情况可以看出，采用ERS铺装的桥面基本均出现了少量的病害，其主要原因是环氧撒砂的防水层易被砂穿透，防水效果失效，另外树脂沥青混凝土（RA05）为冷拌制作，石料容易携带吸附水而导致鼓包问题，同时常温下固化的环氧树脂亦不耐高温，其相关铺装技术和控制工艺有待进一步完善。

5 结语

通过对国内大跨径钢桥桥面铺装的调查和分析，以及对防水粘结层、铺装混凝土和铺装结构的使用情况的对比分析，结果表明：防水粘结层对铺装结构耐久性具有较大影响，性能优异的防水粘结层能够有效增加铺装结构的使用寿命，即整个铺装层良好的耐久性必须以良好的防水粘结层为基础；重载和超载是影响铺装使用寿命的主要因素之一，无论何种铺装结构，实行严格的交通管制后基本都能够取得较好的使用效果；无论环氧沥青混凝土铺装还是浇筑式沥青混凝土铺装都具有较长无损使用寿命的案例，说明两种铺装结构在特定环境条件下均具备较好的使用性能，但就铺装层实施条件而言，环氧沥青混凝土铺装工艺相对复杂，其施工要求亦相对苛刻，而浇筑式沥青混凝土工艺更为成熟，施工较为便捷。

[1]季节，徐世法，罗晓辉.桥面铺装病害调查及成因分析[J].北京建筑工程学院学报，2000，16（3）：33-39.

[2]李玮，田仲初.钢桥面铺装病害调查及分析[J].科学之友，2008，（9）：46-47.

[3]张磊.江阴大桥钢桥面铺装病害研究[D].南京：东南大学，2004.

[4]陈仕周，等.桥面铺装材料与技术研究[R].重庆：重庆交通科研设计院，2002.