關于鋼橋面改性瀝青SMA輔裝應用技術探討

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)05-0207-01

摘要：改性密級配瀝青混凝土，瀝青瑪蹄脂碎石(以下稱SMA)運用這種材料的鋪裝技術國外以有應用實例。十年來，我國積極研發了具有自主知識產權的改性瀝青SMA和關材料和鋪裝技術，不斷取得進展，為今后降低成本，提高性能、延長鋪裝壽命指明了發展的方向。

關鍵詞：鋼橋面輔裝 應用技術 前瞻

鋼橋面鋪裝是大跨徑鋼橋建設中的一項很復雜、很關鍵的技術，在當前仍然是世界性的技術難題。鋼橋面的受力狀態、鋪裝材料的基本強度、變形性能、抗腐蝕性、水穩性、高溫穩定性、低溫抗裂性、粘接性、抗滑性、施工工藝等要求很高。在我國雖然通過虎門大橋、廣東汕頭宕石大橋、廈門海滄大橋、武漢白沙洲大橋等的實踐，雙層SMA鋼橋面成套技術，日趨成熟，筆者就鋼橋面改性瀝青SMA輔裝應用技術談點淺見。

一、鋼橋面鋪裝技術的研究現狀

我國從1995年開始認識并為正交異性鋼橋面板的鋪裝技術的研究開始了資料收集等準備工作。1996年開始廣東虎門大橋鋼橋面鋪裝技術研究標志著我國自行研制鋼橋面鋪裝技術的開端?；㈤T大橋橋面鋪裝在通車不久即出現車轍和脫層等病害。在1998年進行了石大橋鋼橋面鋪裝技術研究。研究首次將鋪裝分2層完成，在改性瀝青選用、級配設計等方面上下層區別對待，使鋪裝下層以滿足防水及高熱穩性為主，鋪裝上層以滿足抗裂和行駛功能為主，突破了一層鋪裝滿足所有性能要求及功能的思維定勢。該橋從1999年通車至今，使用狀況良好。1998～1999年海滄大橋鋼橋面鋪裝技術研究在總結了虎門大橋、汕頭石大橋鋪裝的成功經驗和一些失敗教訓基礎上，從鋪裝結構、材料、施工工藝等方面取得了進一步的深化。海滄大橋鋼橋面鋪裝技術研究的完成標志著我國鋼橋面雙層SMA鋪裝技術的基本形成。1999～2000年完成了重慶長江鵝公巖大橋、宜昌長江公路大橋的鋼橋面鋪裝技術試驗研究和實橋施工。2001年完成了武漢軍山大橋鋼橋面鋪裝技術試驗研究和實橋施工，并在該橋中首次采用熱噴金屬鋅防腐技術，首次采用有機合成纖維增強SMA鋪裝的抗車轍、抗水損害和耐疲勞性能。在雙層SMA鋪裝技術進一步發展并大量應用的同時，使用2年的廈門海滄大橋鋪裝進島方向產生多處病害，表現為開裂、脫層。通過多次觀測分析，并在兩次全國性專家研討會上作了認真的經驗總結。在2002～2003年完成的盧浦大橋鋼橋面鋪裝技術研究中，新采用改性環氧結構膠上撒布小碎石做為這一體系的粘結層，增強鋼板與鋪裝層之間的剪切強度。同時在環氧粘結層與SMA鋪裝層之間增設橡膠瀝青膠砂防水緩沖層，完善鋪裝的防水體系并使鋼板與SMA鋪裝間不同的受力與變形得以緩沖。

二、雙層SMA鋪裝技術的研究與發展

鋼橋面防腐由噴砂除銹和噴涂富鋅漆兩部分組成。其中鋼橋面噴砂除銹一般在光浩度達到Sa2.5級、粗糙度達到50～100μm，從試驗研究結果和實橋應用情況來看，鋼板與富鋅漆結合良好，沒有出現脫層現象，均具有較好的使用性能。鋼橋面防腐技術的研究主要集中在防腐油漆的選用種類方面，從研究開始至今，共研究并在不同橋梁上采用過3種油漆：無機富鋅漆、熱噴金屬鋅、壞氧富鋅漆。

1 肪水粘結層的研究與發展

防水粘結層從所承擔的功能上來看，是整個鋪裝中最重要的一個層次，也是整個研究工作的重中之重。共對熱融型粘結劑、溶劑型粘結劑、改性環氧粘結層和像膠瀝青膠砂防水緩沖層等多種防水粘結體系進行廠試驗研究。熱融型粘結劑的改進與應用防水粘結層由滿布0.8～1.2mm熱融型瀝青類粘結劑及1層2.36～4.75mm預拌瀝青碎石層組成。其研究的重點是改進熱融型粘結劑的性能，使其在使用溫度區間內具有良好的抗剪切力和粘結性能，能夠抵抗車輛荷載作用下的沖擊，使鋼板與鋪裝之間能夠協同作用，同時要求其具有良好的施工可操作性，盡可能降低施工難度。溶劑型粘結劑的研制雖然熱融型粘結劑具有良好的使用效果，但其施工難度過大，施工的均勻性難以保證，在這種情況下，冷施工的溶劑型粘結劑應運而生。溶劑型粘結劑研制的最初目的是取代熱融型粘結劑作為鋼橋面鋪裝的防水粘結材料，但研究結果表明其高溫粘結和剪切性能均不能滿足鋼橋面鋪裝的技術要求，且在多次涂布施工中容易出現溶劑揮發不完全的現象，所以很難在現有鋪裝結構體系中做為防水粘結層材料應用。改性環氧粘結層的研制開展了改性環氧粘結劑的研究工作，研究經歷了方案設計、環氧材料比選、環氧材料增韌改性、組合試件的性能檢測等階段，最后確定了環氧材料及增韌改性方式。

2 SMA混合料技術的改進與提高

從鋼橋面鋪裝采用SMA鋪裝方案以來。經過大量的試驗研究及在實體工程災施中的不斷提高和積累，主要在兩個方面有明顯提高：高牯度改性瀝青性能的改善提高及有機合成纖維的采用。高粘度改性瀝青性能的改善和提高隨高粘度改性瀝青技術研究的深入和經驗的積累，針對每座鋼橋不同的使用條件，可以研制滿足不同性能要求的改性瀝青配方，其性能均能達到SHRP分級的PG82-22或PG82-28級。這種高溫粘度降低的改性瀝青對鋼橋面SMA混合料的應用而言，具有重大的推動作用。有機合成長纖維的采用采用木質素纖維做為SMA混合料的穩定劑是通常的慣例，最初鋼橋面改性瀝青SMA鋪裝也采用木質素纖維，但在后來的研究中發現有機合成長纖維對提高SMA混合料的熱穩性、疲勞開裂性、水損害等特性有所提高。SMA瀝青混合料摻入長纖維后均具有較高的抗水損能力。摻加長纖維后，高溫穩定性增加，混合料的彎曲極限應變也有較大秘度的提高。

3 SMA鋪裝技術研究展望

隨著我國綜合國力的增強，大跨徑鋼橋的建設必將大幅度增加，解決好這類橋梁的橋面鋪裝問題具有重要的經濟效益利社會效益，雙層SMA鋪裝技術作為我國特有的鋼橋面鋪裝技術更應加大研究力度，力爭做到鋪裝壽命達到10-15年左右。今后研究應著重于以下幾個方面：針對不同氣候條件和不同橋梁結構研究不同的典型鋪裝結構體系，體系應包含鋪裝結構、材料，性能指標、施工工藝及驗評標準等：繼續研制開發性能更優異的材料，提高鋪裝層的便用壽命：盡可能降低鋪裝層的厚度，為我國建設更大跨徑橋梁掃除障礙并降低工程成本。