江阴大桥钢桥面铺装修复方案研究

饶建辉 王建伟

(1.江苏扬子大桥股份有限公司，江苏 无锡 214400； 2.东南大学交通学院，江苏 南京 210096)

江阴大桥钢桥面铺装修复方案研究

饶建辉1王建伟2

(1.江苏扬子大桥股份有限公司，江苏 无锡 214400； 2.东南大学交通学院，江苏 南京 210096)

结合江阴大桥钢桥面铺装试验段使用情况，提出适用于江阴大桥钢桥面铺装的“上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土”的铺装修复方案，结果表明，该修复方案适用于江阴大桥钢桥面铺装，使用情况良好，仅在铺装局部出现细微裂缝。

桥梁，钢桥面铺装，浇筑式沥青混凝土，环氧沥青混凝土

我国已建成并投入使用的大跨径钢箱梁桥近百余座，其中相当一部分铺装层发生了较为严重的大疲劳裂缝和高温永久变形病害，严重影响通车功能，并产生不良的社会影响[1]。因此，大跨钢桥铺装的日常维养与修复技术已成为铺装技术研究的重要内容之一。江阴大桥[2]全长1 385 m，是我国第一座跨径超越千米的大跨径钢箱梁悬索桥。江阴大桥钢桥面铺装在15年的使用过程中，采用过浇筑式沥青混凝土、环氧沥青混凝土等多种铺装材料。

1 交通条件

东南大学桥面铺装课题组针对江阴大桥2007年～2010年的交通量进行了调研，历年的年平均日交通量(AADT)结果如表1所示，由于货车轴重较大，并存在超重超载的情况，因此对货车的AADT进行调研。江阴大桥的交通量较大，且呈现逐年递增的趋势，然而货车的交通量相对稳定，新增交通量主要由小客车构成。江阴大桥2007年～2010年年均轮载分布如图1所示。图中可见货车超载现象严重，其中2007年超载货车达到20.28%。随着超重超载问题治理力度的增加，货车超载呈现递减的趋势，到2010年时已下降至12.69%。

2 江阴大桥铺装层运营现状

表1 江阴大桥交通量调研结果

江阴大桥钢桥面铺装采用浇筑式沥青混凝土，铺装厚度47 mm，表面压入最大粒径小于14 mm的红砂岩。其铺装结构如图2所示。

通过对江阴大桥铺装以往运营状况的调查发现：铺装的破坏形式主要表现为开裂和车辙两大类，并且因气候和行车荷载等因素的影响，破坏状况日益严重。裂缝包括横向开裂、纵向开裂以及两种裂缝的组合，裂缝位于行车道两侧轮迹带的U形肋肋顶与横隔板上方的铺装中[7]。其中靖江—江阴方向慢车道的铺装层因未得到及时的修复，加之春融季节雨水的影响，已出现大面积的结构性破坏，基本丧失结构功能，并已蔓延至行车道与超车道。2003年铺装病害最严重时，全桥外侧车道轮迹带下的U形肋顶上方的铺装几乎全部开裂，如图3所示。从调查结果可以看出，由于车辆行驶过程中剪切力作用使得浇筑式沥青混凝土材料发生高温塑性流动，因而江阴大桥桥面铺装车辙病害严重。

3 江阴大桥钢桥面铺装修复方案

3.1 铺装材料性能

江阴大桥钢桥面铺装在15年的使用过程中，采用了浇筑式沥青混凝土、环氧沥青混凝土等多种铺装材料。

3.1.1 浇筑式沥青混凝土

浇筑式沥青混凝土[3](GA)指在高温下拌和，依靠混合料自身的流动性摊铺成型、无须碾压即可达到规定密实度和平整度的沥青混合料。浇筑式沥青混凝土孔隙率小于1%，具有较强的变形协调能力和良好的泌水性。在高温季节浇筑式沥青混凝土裂缝具有较强的愈合能力，混合料的修复比较容易实施。江阴大桥新建成时铺设了英国的浇筑式沥青混凝土，英国浇筑式沥青混凝土由沥青结合料、粗集料和细集料按照比例配制而成。我国的香港青马大桥也采用了从英国引进的浇筑式沥青混凝土铺装材料与结构，使用状况良好。然而应用于江阴大桥桥面铺装结构，其使用状况则不容乐观。

3.1.2 环氧沥青混凝土

环氧沥青混凝土[4]最初开发用于机场道面以抵抗飞机燃油和喷气的侵害，后来被用于钢桥面铺装层。环氧沥青混凝土采用悬浮密实型结构，由环氧沥青结合料和矿料拌和而成，具有强度高、高温稳定性好以及抗疲劳性能优异等优点。其中环氧沥青结合料[5]是由环氧树脂与掺加固化剂的基质沥青在特定温度下按照一定的比例配合而成的热固性沥青结合料。东南大学桥面铺装课题组对环氧沥青混合料进行了详细的研究，并将其应用于南京长江第二大桥钢桥面铺装。直至目前，南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装历经高温季节与低温季节的考验，铺装使用性能良好。

3.2 江阴大桥钢桥面铺装修复方案

针对江阴大桥钢桥面浇筑式沥青混凝土铺装产生的裂缝和车辙病害，2003年有关单位组织东南大学与香港某公司在江阴大桥靖江—江阴方向上游外侧行车道上坡段原有铺装破坏最严重处修筑了钢桥面铺装试验段，试验段采用由东南大学桥面铺装课题组设计的“双层环氧沥青混凝土”铺装和“上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土”，并在外侧两行车道其余部分采用原有铺装设计方案进行重铺。通车一年后结果表明，重铺的浇筑式沥青混凝土铺装产生了较严重的开裂与车辙等破坏，而由东南大学设计的两种铺装结构使用状况良好。

结合试验段使用情况，2004年有关部门采用“铣刨2 cm～2.5cm 浇筑式沥青混凝土+加铺2.5 cm～3 cm环氧沥青混凝土”方案对江阴大桥中上游外侧和中间行车道铺装进行修复，其中环氧沥青分别采用美国和日本进口的环氧沥青。2005年采用“铣刨2 cm～2.5 cm浇筑式沥青混凝土+加铺2.5 cm～3 cm环氧沥青混凝土”方式对下游中间行车道铺装进行修复，其环氧沥青采用日本的环氧沥青。2007年夏季，采用与2005年相同的方案对2003年修筑的钢桥面铺装试验段进行修复，修复期间采取中断交通、封闭施工的方式，靖江—江阴方向禁止所有车辆通行。

东南大学在江阴大桥修复过程中，采用的“上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土”修复方案使用至今整体效果良好，仅在采用日本环氧沥青混凝土的江阴—靖江方向下游侧中间车道铺装出现裂缝病害，然而进行灌缝处理后未见裂缝继续扩展。由此可见，“上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土”铺装修复方案适用于江阴大桥桥型相似的大跨径悬索桥梁。然而如何改进上层环氧沥青混凝土的变形能力，如何提高下层浇筑式沥青混凝土的高温稳定性能，使其更加符合悬索桥铺装层的使用要求，仍需进行研究。

4 结语

结合江阴大桥2007年～2010年的交通情况，调研分析江阴大桥钢桥面浇筑式沥青混凝土铺装特点及使用情况；结合江阴大桥试验段使用情况，提出适用于江阴大桥的“上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土”修复方案，主要结论如下：

1)江阴大桥交通量较大，并呈现逐年递增的趋势。其中货车的交通量相对稳定，新增交通量主要由小客车构成。货车超载现象严重，但随着对超重超载的治理，货车超载呈现逐年下降的趋势。2)江阴大桥浇筑式沥青混凝土铺装发生了严重的裂缝和车辙病害。加之气候和行车荷载的影响，局部铺装出现大面积结构性破坏，基本丧失结构功能。全桥最大车辙深度达到2.8 cm，严重影响行车安全。3)“上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土”铺装修复方案适用于江阴大桥钢桥面铺装，整体使用性能良好，仅在局部出现裂缝病害，对裂缝处理后未见裂缝发生扩展。

[1] 黄 卫.大跨径桥梁钢桥面铺装设计[J].土木工程学报,2007,40(9):65-77.

[2] 黄 卫,钱振东,张 磊.钢桥面铺装局部修复方案试验研究[J].土木工程学报,2006,39(8):87-90.

[3] 杨 军,潘友强,邓学钧.桥面铺装浇筑式沥青混凝土性能[J].交通运输工程学报,2007,7(1):49-53.

[4] 黄 卫,钱振东,程 刚.环氧沥青混凝土在大跨径钢桥面铺装中的应用[J].东南大学学报(自然科学版),2002,32(5):783-787.

[5] 罗 桑,钱振东.环氧沥青混凝土铺装材料低温性能研究[J].公路,2010(1):156-160.

[6] 陈先华,黄 卫,王建伟,等.浇筑式沥青混凝土铺装破坏原因[J].交通运输工程学报,2004,4(4):5-9.

Research on patching scheme of steel bridge deck paving of Jiangyin bridge

Rao Jianhui1Wang Jianwei2

(1.JiangsuYangtzeRiverBridgeCo.,Ltd,Wuxi214400,China;2.TransportationCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

According to the steel deck paving test section on Jiangyin bridge, a patching scheme applied to Jiangyin bridge was proposed which epoxy asphalt concrete was the upper layer and the cast asphalt concrete was the lower layer. The results demonstrated that the patching scheme is suitable for steel deck paving of Jiangyin bridge and is used in good condition despite of a few tiny cracks.

bridge， steel deck paving， cast asphalt concrete， epoxy asphalt concrete

2014-11-25

饶建辉(1958- )，男，助理工程师; 王建伟(1963- )，男，工程师

1009-6825(2015)04-0187-02

U443.33

A