合肥北二環高架鋼橋面鋪裝方案研究

岳仁輝

(合肥市規劃設計研究院,安徽 合肥 230041)

1 工程概況

合肥市北二環規劃為城市快速路，且為重要的貨運通道。合肥屬亞熱帶濕潤性季風氣候。合肥的氣候特點是：四季分明，氣候溫和、雨量適中、春溫多變、秋高氣爽、梅雨顯著、夏雨集中。

本項目為暢通二環重要組成部分，交通量大，承擔貨運交通功能，通車運營后不允許道路長時間受阻或中斷，維修工作困難，在橋面鋪裝設計中，應盡可能要求鋪裝結構具有良好的耐久性(使用壽命)和便于后期維修工作，以減少主橋橋面后期大面積的維修或整體維修。

2 目前鋼橋面鋪裝方案

2.1 雙層SMA

優點：良好的高溫抗車轍性能、隨從變形性、抗滑性等。同時SMA混合料在國內使用較為普遍，施工不需要特殊的設備，成本較低，一般工程都能夠接受。

圖1 雙層SMA

缺點：在整體性和抗裂性方面的性能稍差，尤其在重載交通下，除少量情況下SMA產生車轍病害外，大部分情況下都是由于SMA抗開裂性能不強導致瀝青鋪裝層產生微小裂縫，隨著雨水的浸入，鋪裝層進而產生推移和坑槽等病害。

開放交通要求：一般為3～5 d。造價：500～800元/m2

2.2 GA+SMA

優點：抗疲勞開裂和抗低溫開裂、耐久性、抗滑性等性能均較好，具有優良的追隨變形特性和密水性。

圖2 SMA+GA

缺點：在超重載交通下，高溫穩定性較差，易產生車轍。混合料運輸、攤鋪需要特殊設備。

開放交通要求：一般為3～5 d。造價：800～1 100元/m2

2.3 雙層環氧瀝青混凝土

優點：材料偏剛性，高溫穩定性非常好。強度高，良好的耐腐蝕、耐水性。綜合性能較優良。

圖3 雙層GA

缺點：對原材料、施工環境、工藝等要求相當高，施工時必須嚴格控制，少許的水分就會導致鋪裝層的嚴重鼓包。此外主要材料需要全部進口。

開放交通要求：30～50 d的封閉養護。

造價：1300～1 600元/m2

2.4 超高性能輕型組合橋面鋪裝

設計理念：在正交異性鋼面板上設置薄層超高性能混凝土(活性粉末混凝土RPC)層，提高橋面的剛度，然后再鋪裝薄層瀝青混凝土磨耗層，提供舒適的行車環境，從而將鋼橋面轉變成組合橋面。

優點：①組合結構提高了橋面剛度，減小了面板和縱橫肋在輪載下的應力，能夠大幅提高鋼橋面的抗疲勞壽命；②RPC為水泥基材料，改善了瀝青面層工作條件，降低了粘結層失效、車轍、推移等破壞風險；③RPC層具有高抗拉強度和高韌性，能夠滿足荷載作用下的應力和變形要求。

缺點：應用時間很短，尚處于試驗階段，施工工藝及質量控制不成熟，且其長期性能有待驗證。

造價：1800～2 000元/m2

應用工程：廣東肇慶馬房北江大橋、虎門大橋。使用時間較短，尚未發現明顯病害。

2.5 方案比選

雙層SMA：抗車轍性能較好，適用于重載交通，施工工藝成熟，便于小面積、無特殊要求的市政公路橋采用。

澆注式+SMA：抗疲勞開裂性能、密水性、耐久性和追隨變形性均較好，但重載交通下抗車轍性能稍差。施工需特殊設備。主要應用于在大跨徑的鋼橋和跨海大橋以及耐久性要求較高的橋梁，大縱坡、重載極為苛刻的橋梁慎用。

雙層環氧：高溫抗車轍能力高于其它結構。對施工條件和工藝有特殊的要求，特別是濕度、溫度和時間控制要高于同類結構。除此之外，需要較長的時間養護才能到達設計強度，同時養護修補比較困難。可以用于超重載交通。

超高性能輕型組合橋面鋪裝：大大提高了橋面剛度，有效改善了瀝青鋪裝層的抗疲勞性能。超高性能活性粉末混凝土層具有高抗拉強度和高韌性，并且與鋼橋面和鋪裝表層的粘結性很好。適用于正交異性鋼橋面鋪裝。但工程實例較少，其長期性能有待檢驗。

3 結 論

根據項目所處氣候環境，北二環屬于重載貨運交通，且鋼橋主要分布在中間打開交口段，點多、面廣、量少，推薦采用雙層高粘高彈改性SMA-13鋪裝方案，詳細方案見圖4。

圖4 雙層高粘高彈改性SMA-13鋪裝方案

高粘高彈改性瀝青具有良好的高溫性能，能確保鋼橋面瀝青鋪裝的整體抗車轍性能，同時良好的彈性能夠適應鋼橋面撓曲變形較大的特征。

SMA相對普通瀝青混合料來說具有較好的密水性和抗疲勞性能。同時具有良好的高溫抗車轍性能、隨從變形性、抗滑性等。同時SMA混合料在國內使用較為普遍，施工不需要特殊的設備，成本相對來說也不高，一般工程都能夠接受。

高彈改性瀝青SMA混凝土的抗極限變形能力和抗疲勞變形能力都有了極大的提高，通常不會出現開裂情況。防腐層通常采用環氧富鋅漆，上部雙層環氧樹脂(撒碎石)，在防水的同時，可有效提高結構層間剪切強度。為保護橋梁結構的耐久性，在鋪裝前應對鋼橋面進行噴砂除銹處理。且做好防水排水措施設計。