鋼箱梁橋面瀝青混凝土鋪裝技術(shù)探討

周恒星

進(jìn)入新時(shí)代后，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，鋼箱梁在橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，但其橋面鋪裝作業(yè)面臨著較大難度。因此，必須了解鋼箱梁橋面的鋪裝特點(diǎn)與方案，并詳細(xì)分析其瀝青混凝土鋪裝技術(shù)要求與案例，提高鋪裝質(zhì)量與水平，從而為橋梁鋪裝工作更好發(fā)展提供幫助。

1 鋼箱梁橋面的鋪裝特點(diǎn)與方案

1.1 特點(diǎn)

鋼箱梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)主要有鋪裝、緩沖、防水粘接以及防腐涂裝等層面，其中，作為不透水結(jié)構(gòu)，鋪裝層具有高抗疲勞性、熱穩(wěn)定性以及抗變形能力；緩沖層可以發(fā)揮減少熱量吸收與防水等作用；防水粘接層的存在可以有效防止水分下滲，抗腐蝕、耐熱性以及韌性足等是其優(yōu)點(diǎn)；而防腐涂裝層則能夠解決鋼橋面板腐蝕問題，其具有較好的延性變形能力與抗拉強(qiáng)度[1]。

1.2 方案

常見的鋼箱梁橋面鋪裝方案主要有三種，即澆筑式、改性以及環(huán)氧。澆筑式瀝青混凝土指的就是高溫條件下混合而成的瀝青混合物，其有著較高的瀝青含量與礦粉含量，并且空隙率小于1%。在無機(jī)器碾壓狀況下，澆注式瀝青混凝土可以憑借自身流動(dòng)性完成鋪設(shè)，而且由于其抗老化與防水性能較好，能夠加強(qiáng)鋼板間附著力。改性瀝青混凝土屬于緊湊粗嵌入材料，其抗變形能力、防滑性以及耐久性較好，但施工工藝比較復(fù)雜。環(huán)氧瀝青混凝土是指將環(huán)氧樹脂加入到瀝青中，讓其通過化學(xué)反應(yīng)形成固化物，并將瀝青變成有著較好物理力學(xué)性能與熱固性的材料。其具體指標(biāo)如表1所示。

表1 環(huán)氧瀝青混凝土粘結(jié)料、結(jié)合料指標(biāo)

2 鋼箱梁橋面的瀝青混凝土鋪裝技術(shù)要求與案例

2.1 技術(shù)要求

2.1.1 具有足夠剛度、強(qiáng)度以及良好變形性

鋼箱梁橋主梁變形幅度較大并且十分復(fù)雜，如果鋼板變形隨從性較差，那么極易出現(xiàn)兩種類型破壞，即鋪裝層彎曲破壞與鋼板和鋪裝層間剪切破壞。因此，必須緊密結(jié)合橋面板和橋面鋪裝，使其成為一個(gè)整體，并保證各種變形的一致性，這也就意味著鋼板必須具備較好變形隨從性。同時(shí)，鋪裝層剛度和強(qiáng)度也會(huì)給輪跡帶混合料帶來一定影響。另外，要想增強(qiáng)鋪裝層和鋼板間粘結(jié)力，那么就應(yīng)該選擇有著較好抗剪性能、高溫穩(wěn)定性等特點(diǎn)的粘結(jié)材料，并盡量增強(qiáng)鋪裝下層密實(shí)性。

2.1.2 嚴(yán)格控制鋪裝厚度

在具體的橋面加工過程中，還應(yīng)該對(duì)鋪裝厚度進(jìn)行嚴(yán)格控制。首先，要想促進(jìn)鋪裝層抗疲勞性及荷載分布能力的提升，就必須保證鋪裝層的剛度和強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，所以，鋪裝厚度不能過薄；其次，鋪裝厚度也不能過厚，否則會(huì)給橋梁恒載與變形隨從性帶來不良影響；最后，還應(yīng)該對(duì)施工攤鋪和壓實(shí)可能性等進(jìn)行綜合考慮。

2.1.3 合理設(shè)計(jì)防水層

在對(duì)鋼箱梁橋面進(jìn)行瀝青混凝土鋪裝時(shí)，由于鋼箱梁橋結(jié)構(gòu)極易生銹，因此，在實(shí)際施工中，工作人員應(yīng)該做好防護(hù)措施，即在具體鋪裝過程中，應(yīng)該為路面層水密性提供有力保障，避免因路面層內(nèi)部滲入水分而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降或橋面板腐蝕等問題的出現(xiàn)。

2.1.4 重視施工材料與工序質(zhì)量

近年來，在實(shí)際運(yùn)用過程中，橋梁倒塌事件越來越多。通過調(diào)查可知，材料質(zhì)量不合格是一個(gè)主要原因。因此，在施工過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工材料質(zhì)量的控制，以此來保證施工質(zhì)量。采購(gòu)人員應(yīng)該提高自身安全意識(shí)與責(zé)任感，在綜合考慮橋梁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，選擇質(zhì)量有保證的施工材料。同時(shí)，在具體施工之前，專業(yè)技術(shù)人員還應(yīng)該對(duì)施工材料進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在質(zhì)量問題的材料并退回廠家，然后將質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的材料投入到實(shí)際施工中，從而促進(jìn)橋梁施工質(zhì)量的提升。另外，施工單位除了要嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)與方案，還應(yīng)該對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制，保證每一環(huán)節(jié)工作都能夠落實(shí)到位，以此來將橋梁質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率降到最低。

2.1.5 具有良好抗裂與抗疲勞性能

受到車輛荷載的作用，最大橫向拉應(yīng)力會(huì)出現(xiàn)在其周圍U形加勁肋頂鋪裝表面上，而最大縱向拉應(yīng)力則會(huì)出現(xiàn)在橫隔板頂部鋪裝表面中。由于鋼板和瀝青混凝土在收縮系數(shù)方面存在較大差異，這使得二者導(dǎo)熱性能并不相同。因此，用于鋼箱梁橋的瀝青混凝土的溫度收縮系數(shù)與敏感性必須較小，即在夏季，瀝青混凝土應(yīng)該具有較高抗變形能力與高溫穩(wěn)定性，避免流動(dòng)變形、推擁以及車轍等的出現(xiàn)；而在冬季，瀝青混凝土則要具備一定低溫抗裂性能與應(yīng)力松弛性能。

同時(shí)，在車輛荷載影響下，正交異性鋼橋面板的鋪裝會(huì)處在網(wǎng)格狀肋條部位，而在反復(fù)拉應(yīng)力的作用下，鋪裝層極易出現(xiàn)疲勞開裂。因此，在具體施工中，橋面鋪裝應(yīng)該具備較高柔韌性與適應(yīng)變形能力，只有這樣，才能防止鋪裝層在早期或低溫情況下出現(xiàn)開裂問題。另外，由于橋面的養(yǎng)護(hù)維修工作存在較大困難，相較于普通瀝青路面，其使用年限較長(zhǎng)，所以，要確保鋼箱梁橋面瀝青混凝土鋪裝層的抗疲勞性能較好。

2.2 實(shí)際案例

以汕頭宕石大橋的橋面鋪裝為例，其主橋是雙塔雙面斜拉橋，長(zhǎng)906米；橋面是由混凝土箱梁和鋼箱梁構(gòu)成，其中混凝土箱梁長(zhǎng)188米，鋼箱梁長(zhǎng)178米。

為了明確橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層和各層的施工工藝，并找出施工機(jī)具是否給自粘性玻纖格柵與防水粘結(jié)層造成損害，曾對(duì)其開展了5000平方面的試驗(yàn)鋪筑。試驗(yàn)結(jié)果如下：采取雙層改性瀝青SMA方案，即面層鋪裝3厘米后的SMA-13B，保護(hù)層鋪裝5厘米后的SMA-13A，防水層使用的是改性瀝青。人行道鋪裝施工采用分層方式，厚度是6厘米，預(yù)拌碎石是在2.36到4.75毫米范圍內(nèi)的粒料；將玻纖格柵鋪裝在搭接板的前后2米處；在具體施工中，并沒有損害玻纖格柵與粘結(jié)層。

通過實(shí)際調(diào)查與分析發(fā)現(xiàn)，宕石大橋橋面出現(xiàn)病害的原因主要有三方面：首先，相較于虎門大橋，其橋型與鋼板間連接存在差異；其次，宕石大橋行駛的大部分是小型車輛，晝夜通行能力在2萬車次左右；最后，雖然把改性瀝青當(dāng)作粘結(jié)層與防水層，但由于橋面有著較大的縱向坡度，并且采取的是螺旋銜接的方式，這使得橋面鋪裝在長(zhǎng)時(shí)間車輛作用下會(huì)出現(xiàn)橫向開裂的問題[2]。

3 結(jié)論

綜上所述，鋼箱梁橋面鋪裝具有抗變形能力好、防水性高以及耐腐蝕等特點(diǎn)。因此，在具體鋪裝過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循控制鋪裝厚度、合理設(shè)計(jì)防水層、重視施工材料與工序質(zhì)量以及抗疲勞性能好等瀝青混凝土鋪裝技術(shù)要點(diǎn)，提高橋面鋪裝的質(zhì)量與水平，從而促進(jìn)橋梁建設(shè)快速發(fā)展。