大跨径钢桥桥面沥青铺装材料介绍

李丹

【摘 要】 大跨径钢桥面铺装是各国研究的难点，大多数钢桥都是采用的沥青混合料体系。现如今国内外钢桥面铺装使用的沥青混凝土材料主要有环氧沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA。桥面铺装材料会严重影响到铺装效果，每种材料具有的性能不同，带来的病害也不同，都有一定的适用条件，应根据需求和条件选择适合的沥青铺装材料。本文通过介绍每种材料的性能和主要病害，使讀者更了解这些材料，在使用时提供一定的借鉴。

【关键词】 钢桥面沥青铺装 环氧沥青混凝土 浇注式沥青混凝土 改性SMA

已建成的大多数钢桥都是采用的正交异性钢桥桥面结构，钢桥在各种荷载下受力、变形复杂，存在着防水防锈、层间黏结的问题，有着高于沥青混凝土路面的要求，需要铺装层具备优良的性能[1-2]。在当今经济条件飞速发展的情况下，交通量日益增长，重载、超载的现象增多，对路面的要求也在不断提高[3]。对于桥面铺装材料，所要求具备的使用性能主要指：高温抗车辙性能，低温抗开裂性能，耐疲劳性能，良好的层间结合，良好的变形随从性，行车舒适性能，施工性能[4]。日本学者调查发现纵向裂缝与车辙是主要病害[5]。现在普遍使用的沥青铺装材料是环氧沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、改性SMA。在不同的环境条件下，会对铺装材料提出不同的要求，因此合理地选择铺装材料是保证钢桥面沥青混凝土铺装使用性能以及使用寿命的基础。

1 环氧沥青混凝土

环氧沥青混凝土是一种强度高、韧性好的热固性材料，是在一定温度条件下向沥青中加入环氧脂和固化剂经固化反应而产生的[6]。钢桥面铺装中一般使用的试验研究方法为室内试验、试验段、成桥试验测试等。对于沥青路面，环氧沥青混合料的稳定度、流值和饱和度都是满足相关技术指标的[9-10]。王晓等[7]为了更加深入地研究其各个方面的性质， 做了马歇尔试验、动稳定度试验、线收缩系数等试验[8]，其中的一些试验还跟其他材料做了对比分析，验证了环氧沥青混凝土的特性性能。

使用环氧沥青混凝土作为铺装材料的桥梁发生的病害主要为：不规则裂缝、鼓包以及坑槽。虽然材料的性能优良，但是施工要求苛刻，很难到达其技术要求，因此容易出现病害。陈磊磊研究了不同桥型的特点带给钢桥面铺装裂缝的影响，分析了环氧沥青混凝土裂缝的形成机理。

2 浇注式沥青混凝土

浇注式沥青混凝土，不需要碾压，是沥青、矿粉含量高，高温拌制时间长，孔隙率极低至小于1%的特殊沥青混合材料。在其他国家，浇注式沥青混凝土也是被大量使用的。

浇注式沥青混凝土的主要病害是：高温车辙、裂缝。江苏江阴大桥在投入使用数月之后就发生了裂缝、车辙等病害[8]。浇注式沥青混凝土的拌合与摊铺通常都是在较高的温度下进行的，加上沥青的含量又高，所以协调能力得到了满足，但是高温稳定性能却不足，这就造成了早期车辙与裂缝的产生。日本的多田宏行对钢桥面铺装中存在的纵向裂缝进行的研究表明：在大多数桥梁中沿桥轴线方向的铺装裂缝居多，并且裂缝出现的位置主要在主梁与纵梁腹板的正上方、或纵向加劲肋上方。

3 改性沥青SMA

SMA是一种间断级配混凝土，是德国基于浇注式沥青混凝土，为了改善高温车辙问题而慢慢产生的新型材料。根据欧洲沥青路面协会（EAPA）[9]的总结，SMA具备抗滑性能、高温稳定性、低温抗裂性能以及优良的耐久性；还能降低噪音、提高路面能见度。吕伟良[10]通过弯拉与抗压模量试验证明了SMA混合料的良好的变形能力。使用改性沥青SMA的桥面通常出现横纵裂缝、脱层、推移病害。高博[11]分析介绍了双层SMA铺装的常见破坏情况。

【参考文献】

[1] 陆庆. 环氧沥青混凝土钢桥面铺装结构和试验研究[ D] .南京： 东南大学， 2000.

[2] 黄卫.大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[3] 李宇峙，徐敏，黄云涌，等.钢桥面复合改性沥青混合料铺装路用性能研究[J].公路交通科技，2010，27（3）：81-85.

[4] Kenji HIMENO，Tatsuo NISHIZAWA. Longitudinal surface cracking in asphalt pavements on steel bridge decks related to dissipated energy [D]. Department of Civil Engineering，Chuo University，2002.

[5] 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.

[6] Bild S. Contribution to the Improvement of Durability of Asphalt Pavement on Orthotropic Steel Bridge Decks. Achen； RWTH Achen. 1985.

[7] 杨三强，郝培文，刘娜.环氧沥青铺装材料加速加载试验研究[J].交通科学与工程，2010，26（2）9-115.

[8] 中华人民共和国交通部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程.JTJ052—2000.

[9] European Asphalt Pavement Association（EAPA）.HEAVY DUTY SURFACES：The arguments for SMA.1998.

[10] 吕伟良.钢桥桥面沥青铺装的现状与发展.中外公路，2002，22（1）：7-9.

[11] 高博.钢桥面典型铺装方案及其病害和维修方法[J].公路，2013（7）：29-34.