鋼橋面鋪裝結構及環氧瀝青混凝土鋪裝工藝

段 海 云

(山西呂梁公路建設有限公司，山西 呂梁 033000)

鋼橋面鋪裝結構及環氧瀝青混凝土鋪裝工藝

段 海 云

(山西呂梁公路建設有限公司，山西 呂梁 033000)

分析了鋼橋面鋪裝的功能要求，說明了在我國最常用的鋼橋面鋪裝結構，并以環氧瀝青混凝土為例，介紹了鋼橋面鋪裝的施工工藝，研究了鋼橋面板防腐處理、噴灑粘結料、攤鋪、碾壓等施工要點，以提高環氧瀝青混凝土的鋪裝技術。

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近年來，我國交通業的快速發展，橋梁建設突飛猛進。20世紀的世界橋梁建設，70年代看歐美，90年代看日本，而21世紀則屬于中國。目前，我國的橋梁建設無論是建設規模，還是技術水平，特別是大跨度橋梁，均處于世界前列。我國在建設梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋上的跨越能力，均領先于世界同類橋梁跨徑。我國占世界橋梁跨徑前十大工程中的一半以上。

在我國橋梁建設中，鋼橋面具有極大的發展和應用前景。但鋼橋面鋪裝作為大跨徑橋梁的一項關鍵技術，目前仍然是一個技術難題。鋼橋面鋪裝的受力和變形遠較公路路面復雜，環氧瀝青混凝土是目前使用較多的橋面鋪裝材料，具有良好的追從鋼板變形的能力，具有極大推廣應用前景。

1 鋼橋面鋪裝功能要求

鋼橋面鋪裝的受力和變形遠比公路路面復雜。鋪裝層附著在鋼橋面板上，與橋面板共同承擔載荷。這就要求鋪裝層具有優良的強度、高溫穩定性、低溫抗裂性、疲勞耐久性等路用性能，特別是良好的追從鋼板變形的能力。

在工程設計中，要求的鋼橋面鋪裝層必須具有以下特性：

1)抗疲勞開裂性能。橋面鋪裝層在車輛荷載的反復作用下，形成的反復拉應力使得鋪裝面層極易出現疲勞開裂。同時，為使鋪裝層能適應大跨徑鋼橋面的大變形特征，鋪裝層必須具備較強的柔韌性和適應變形能力,否則，橋面鋪裝極易出現開裂。

2)高溫穩定性能。在同樣的氣候條件下，鋼橋面鋪裝的溫度要比普通瀝青路面高，這就會在鋼橋面板與鋪裝層之間形成較大的模量差。在受到車輛的荷載后，兩者之間的剪切作用十分顯著。這就要求鋼橋面鋪裝必須具有較強的高溫穩定性和抗剪能力。

3)完善的防排水體系。為確保鋼橋面板不被腐蝕，高度的密水性和抗水損壞能力鋪裝層必須具備。同時，防水、排水系統也必須完善。

4)良好的層間粘結。要確保鋼橋橋面結構的整體性，鋼板與防水層、防水層與瀝青鋪裝層之間必須具備良好的粘結。在原材料選擇中，盡可能的采用粘結性能優越且高溫穩定性好、抗剪能力強的材料，盡量提高鋪裝下層的密實度。

5)鋼板變形良好的追從性。鋼橋橋面鋪裝應具備足夠的強度與剛度及良好的變形隨從性。由于鋼橋面板本身具有很大的變形、位移和振動，鋪裝層良好的變形隨從性就尤為重要。否則，導致鋪裝層與鋼板之間錯動的剪切破壞和鋪裝層的彎曲破壞發生。

6)良好的平整度和優越的抗滑性能。在鋼橋橋面鋪裝中，為減少車輛的沖擊和提高路面的抗滑性能，良好的平整性和粗糙性可顯著增加行車舒適度。

7)適當的厚度。為減輕橋梁的恒載以及保證鋪裝層的變形隨從性，鋪裝層的厚度不宜太厚。在施工中，鋪裝層的厚度設計還要考慮到施工攤鋪與壓實的可能性。

2 常用的鋼橋面鋪裝結構

在國內外鋼橋面鋪裝研究與實踐中,在鋼橋面鋪裝中應用最廣泛的材料主要有三種，分別是澆筑式瀝青混合料、改性SMA混合料和環氧瀝青混合料。

在我國，最常見的鋼橋面鋪裝結構有四種類型，分別是澆筑式鋪裝結構、瀝青瑪脂鋪裝結構、改性瀝青SMA鋪裝結構和環氧瀝青鋪裝結構(見圖1)。

鎮江潤揚大橋鋼橋面鋪裝結構設計時，我國的設計者提出了一種“澆筑式瀝青混凝土(下層)+環氧瀝青混凝土(上層)”的新型鋪裝結構(見圖2)，這是我國的首創。在潤揚大橋試驗段的成功應用，證明了該雙層結構是適合鋼箱梁橋面鋪裝的一種新型鋪裝結構，性能均優于其他結構。

3 環氧瀝青混凝土鋪裝施工工藝及控制要點

施工質量直接決定和影響著鋪裝層的使用性能。在施工中，根據氣候，行車條件等綜合選擇適用的鋪裝結構，確保鋼橋面瀝青混凝土鋪裝質量，從而確保設計年限內路面的使用性能，盡量延長路面的使用壽命。

在我國，環氧瀝青混凝土是應用最為廣泛的鋼橋面鋪裝材料之一。該種材料與鋼板的熱脹冷縮性能較為接近，具有很強變形追從性和較高的強度，特別是具有優異的高溫穩定性和耐久性，非常適用于大跨徑鋼橋橋面的鋪裝。鋼橋面環氧瀝青混凝土鋪裝施工流程見圖3。

1)鋼橋面板防腐處理(見圖4)。采用真空無塵打砂法進行橋面防銹處理，確保光潔度達到Sa2.5級，粗糙度達到40 μm～80 μm。一般采用環氧富鋅漆防腐涂裝，干膜厚度控制在60 μm～80 μm。

2)噴灑粘結料(見圖5)。噴灑前，通過人工、機械等方法進行鋼橋面板清理。對已涂裝過的橋面進行清理后，應保持干燥、整潔。采用專用灑布車進行噴灑作業，在行進過程中，勻速行駛，以確保噴灑均勻。粘結層厚度按照下層不少于0.68 L/m2，上層不少于0.45 L/m2進行控制。現場氣溫不得低于15 ℃，對出現的雨、霧天氣應停止施工。

3)攤鋪(見圖6)。在選擇施工機具時，應選擇帶有振動熨平板及振動夯等初步壓實、熨平裝置的攤鋪機。每天鋪攤機在正式施工前，都應進行預熱。鋪裝層分兩層鋪筑，通過非接觸式平衡梁來進行鋪攤厚度與平整度的控制。在鋪攤過程中，為確保勻速攤鋪，應安排專人進行速度控制，確保“不停機、不超時”。

4)碾壓(見圖7)。分為初壓、復壓和終壓。在碾壓過程中，都應豎立相應的標志，以便操作手辨認。在碾壓過程中，應進行初壓溫度和終壓溫度的控制。在初壓和終壓后，使用紅外測溫計進行路面表面溫度的測量。當溫度達不到設計要求時，可再用插入式溫度計進行內部溫度的測量。當內部溫度還是達不到要求時，就再補壓兩遍。

在施工中，碾壓遍數可參照表1。

表1 碾壓遍數

在施工中，對于一些壓路機難以有效壓實的部位，可采用小型機具振搗密實。

5)接縫處治。在施工中，應盡量減少橫向施工縫的產生。對一些確實無法避免的，則要求將其設置在鋼箱梁的橫隔板中間附近，必須將其相鄰的兩幅及上、下層錯開。當繼續進行施工時，先使用切縫機進行切割，必須確保切面光潔平整。在切割時，必須對鋪裝上、下層的切縫深度進行控制。在噴灑粘結料時，同時噴涂縫壁，應跨過接縫。

6)消泡。碾壓后的3 d～5 d內，應派專人不斷檢查是否有鼓包的發生。對發現的鼓包，先放氣，再用手持夯錘將其擊平，最后使用環氧膠將空隙填涂抹平。

環氧瀝青混凝土在施工中，與普通瀝青混凝土一樣，原材料質量、配合比控制、碾壓組合與遍數、施工溫度等均會對鋪裝質量造成影響。在施工中，應特別注意對溫度、時間和水分的控制。溫度過低或時間過短，反應不充分，難以達到預期強度；溫度過高或時間太長，則混合料固化太快，難以碾壓密實。

環氧瀝青混凝土孔隙率小，具有不透水特性。因此，施工過程中應注意不能有水分或油進入混合料。否則，極易造成鋪裝層局部開裂和脫層，影響行車安全。

4 結語

經過多年的研究和發展，鋼橋面鋪裝無論在技術還是施工上，均取得了巨大進步，但還需要進一步發展和完善。

1)鋼橋面鋪裝要求條件非常高。

在鋪裝結構設計時，無論選擇采取什么類型的鋪裝方案,每種方案都應是一個協調統一的鋪裝系統，都必須滿足作為路面使用性能的要求,如抗開裂、抗變形等要求，還要滿足層間粘結良好、平整、抗滑以及具備完善的防水系統的要求。

2)近年來，鋼橋橋面鋪裝技術取得了長足的進步，但鋪裝設計和施工仍是一個難題，既經濟又能解決問題的材料與工藝仍需進一步的研究和開發。

環氧瀝青混合料作為鋼橋面鋪裝材料，具有強度高、高溫時抗塑性流動和永久變形能力強、低溫抗裂性能好、抗疲勞性能優越、抵抗化學物質侵蝕能力強的優勢。同時，環氧瀝青混合料的生產工藝復雜，在施工過程中對時間和溫度的要求比較嚴格，施工難度大。在施工中做好原材料質量、配合比控制及施工質量控制，確保鋪裝質量是可行的，在我國具有極大的推廣應用前景。

[1] 錢振東，陳磊磊.國產環氧瀝青混凝土在鋼橋面鋪裝中的應用技術[J].中國科技成果，2009(21)：31-32.

[2] 錢振東.大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計與施工[Z].東南大學橋面鋪裝課題組.

[3] 朱 峰，鄧振波.鋼橋面環氧瀝青混凝土鋪裝層性能研究[J].城市道橋與防洪，2010(6)：64-66.

On paving structure of steel deck and pavement craft for epoxy asphalt concrete

Duan Haiyun

(ShanxiLvliangRoadConstructionCo.,Ltd,Lvliang033000,China)

The paper analyzes the functional requirements for the steel deck pavement, indicates common steel deck pavement structure in China, introduces its construction craft by combining with the epoxy asphalt concrete, and researches some construction points including the anti-corrosion treatment of steel deck, spraying bond, pavement, and compaction, so as to improve the pavement technique for the epoxy asphalt concrete.

steel deck, pavement, epoxy asphalt, craft

2015-02-03

段海云(1976- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0160-02

U443.33

A