新型人行天桥钢桥面铺装体系的应用研究

文/孙 倩 王冬梅

人行天桥作为一种重要的过街设施越来越多的出现在城市道路系统中，由于外观设计力求简单、轻便，变截面钢结构箱形桥体被广泛应用[1]。人行天桥的桥面铺装层，应具有保护桥体结构、耐磨防滑等作用并尽量为行人提供舒适的步行体验，同时其材质、色调也要与周边环境协调[2～3]。现有人行天桥钢桥面铺装体系大致可分为3 类[4]：以石材、防滑面砖为代表的刚性铺装系统，使用寿命长、耐磨损、造价低廉，但是质量大、防滑性较差且容易出现局部脱落；以橡胶板、PU 板、塑胶板为代表的柔性铺装系统，整体性好、质量小、施工方便，可以做成彩色及各种图案，但是抗滑性较弱、耐候性较差、易老化破损；以环氧类、丙烯酸类、聚脲类等为代表的薄层彩色面层铺装，厚度薄、质量轻、色彩鲜艳，但施工工序较为复杂，造价较高，由于防水性能较好，雨雪天气极易造成表面水分的聚集，尤其是冬天，严重影响行人的通行安全。

为此，本文介绍一种桥面铺装体系，采用粉末状沥青材料，遇水可再还原成乳化沥青。这一技术使沥青材料和水泥材料实现干粉化的工厂化混合成为可能且赋予水泥体系优异的防水、防潮、防腐性能和一定的弹性。

1 沥青水泥砂浆铺装体系

主要由防腐防水层、黏接层、防护层、面层四部分组成。见图1。

图1 铺装体系结构

1）面层：根据需要可采用仿石面砂、彩色砂浆等。

2）防护层：沥青水泥砂浆（干混砂浆）。

3）加强筋：耐碱玻纤布。

4）黏接层：改性沥青橡胶黏接剂。

5）防腐防水层：环氧沥青。

6）钢桥面：钢材。

2 沥青水泥砂浆铺装体系性能验证

该铺装体系的特色在于沥青水泥砂浆防护层加入了特种沥青粉末，大大提高了砂浆层的防水、防腐性能。见表1。

表1 沥青水泥砂浆防护层性能指标

由表1 可以看出：砂浆试件的抗渗压力达到2.3 MPa，可有效防止外界水分的侵入，保证体系的稳定；氯离子渗透深度测试结果为1.6 mm，具有优异的抗氯离子渗透性能，可有效阻止氯离子渗透进钢板结构引起其锈蚀损害，进而起到保护钢结构的作用；压折比＜3.0，具有较好的柔韧性；弹性模量＜25 GPa，在一定程度上起到减震、防开裂的作用。

人行天桥桥面铺装材料的抗冲击性反映了天桥铺装体系在行人、非机动车及其他外力作用下的抗损坏性能，参考JC/T 985—2017《地面用水泥基自流平砂浆》中抗冲击性试验方法，在混凝土板上制作厚（30±3）mm 的铺装层（不含面层），在标准试验环境下养护28 d，整个铺装体系受落体冲击后，表面未出现开裂和脱离底板现象，抗冲击性良好。

3 施工工艺

1）基底处理：先对钢桥面板上的油污、不光滑焊缝、切割边缘等缺陷部位进行处理，然后进行除锈，要求清洁度达到Sa2.5级；及时对除锈后的钢板进行封闭保护。

2）防腐防水层：采用喷涂或刷涂的方式进行环氧沥青防腐防水层的施工，漆膜厚度为0.5～1 mm。

3）黏接层：采用人工刮涂的方式进行改性沥青橡胶黏接剂的施工，刮涂厚度为0.8～1 mm。

4）沥青水泥砂浆防护层：采用工厂预制的干混砂浆，在现场加水搅拌后直接施作于黏接层上，机械摊铺、振捣使其表面平整。

5）面层：根据要求，施作各种表观面层。

4 沥青水泥砂浆铺装体系的优势

根据人行天桥通道路面使用要求，钢桥面铺装应满足以下基本原则[5～6]：

1）由钢结构长期处于自然环境下，容易受到水等介质的侵蚀而锈蚀，进而导致整个结构被破坏，影响其安全性；因此钢桥面铺装体系应具有较好的防水性和排水性，以起到保护桥面的作用。

该体系采用环氧沥青材料对钢材进行保护，同时沥青水泥砂浆防护层具有的防水防潮的性能，防止外界水的侵入引起钢材的锈蚀。另外，沥青水泥砂浆防护层具有优异的抗氯离子渗透性能，阻止氯离子渗透进钢板结构引起其锈蚀损害，进而起到保护钢结构的作用。沥青水泥砂浆中的核心组份沥青粉末遇水可再还原，在水泥砂浆中硬化后形成相互交织的网状胶膜结构，提高了砂浆的密实度，其掺量越大形成的胶膜结构越完善，进而使砂浆结构更为密实，从而达到防水防腐的目的。

2）在外力荷载反复作用下，钢桥面铺装受力情况复杂，不同部位产生不同的变形，极易出现脱层和开裂问题，进而导致铺装体系失效，引发大面积损坏。因此铺装体系应具备良好的韧性及抗裂性，以适应结构变形。

该体系防腐、防水层上施作改性沥青橡胶黏接剂，保证了环氧沥青层与上层沥青砂浆层的黏接性能。同时，改性沥青橡胶黏接层是一种弹性材料，可以缓冲基层钢材正交异性及钢材和沥青水泥砂浆层因热胀冷缩差异导致的应力问题，保证整个铺装体系稳定。

3）钢桥面铺装体系一旦产生裂缝，裂缝处正好是铺装释放应力集中变形的部位，反复作用下，裂缝会再次出现，因此要求钢桥面铺装具有更高的耐久性，以减少后期维修养护的次数。

该体系中的沥青水泥砂浆防护层具有较好的柔韧性，在一定程度上起到减震、防开裂的作用；而改性沥青橡胶黏接剂层的弹性，也可以防止出现错台、面层开裂的现象。

4）人行天桥钢桥面的表观效果要可调节且必须具有一定的抗滑性及行走舒适性，以满足不同的设计和需求。

该体系面层施作于沥青水泥砂浆防护层上，可根据客户需要选择仿石面砂，彩色砂浆等材料。

5 结语

沥青水泥砂浆的铺装体系是具有优异的防水、防腐、耐磨、黏接、柔韧性，同时有一定的装饰性；与现有铺装体系相比，性能优异、耐久性佳，行走舒适性高、施工便捷、色彩丰富，在钢结构人行天桥桥面铺装中值得大力推广应用。