钢桥面三种常用铺装方案介绍[优秀工程方案]_第1页
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1、钢桥面三种常用铺装方案 介绍招商局重庆交通科研设计院有限公司二一一年三月11 钢桥面铺装概况近年来,随着我国基建事业的 进一步投入和施工技术的 提高,桥梁作为跨越江、河、谷及道路干线的 便捷结构形式,得到了 长足的 发展,其中钢箱梁桥因其抗风稳定性能好、重量轻、工厂制造质量易于保证、安装和制造工期短等优点,现已成为目前大 型桥梁的 主流结构形式.钢桥面铺装不同于一般公路沥青混凝土路面,它直接铺设在钢桥面板上,由于钢桥面板柔度 大 ,在行车荷载与温度 变化、风载、地震等自然因素共同影响下,其受力和变形较公路路面或机场道面以及其他桥型结构铺装复杂得多.特别是在重型车辆荷载作用下,钢桥面板局部变形更

2、大 ,各纵向加劲肋纵隔板、横肋(或横隔板)与桥面板焊接处出现明显的 应力集中,这导致铺装层受力非常复杂,局部应变较大 .同时钢桥面板的 温差大 、防水防锈及层间结合要求高,这些都决定了 钢桥面铺装使用条件远远苛刻于一般沥青路面,其使用寿命也要远远短于普通路面.通常在钢桥面需要采用特殊的 铺装方案 ,来提高桥面铺装寿命.目前世界上钢桥面铺装使用效果较好的 有三类:双层改性S米A;浇筑式沥青混凝土(GA10)+高弹S米A;双层美国环氧沥青混凝土.现就三种铺装的 特点及施工工艺做简要介绍.2 双层S米A铺装通常桥面铺装层由防水粘结层、铺装下层、铺装上层组成,防水粘结层主要起到防止水分下渗、保护钢板和

3、粘结钢板和铺装的 作用;铺装下层通常孔隙率较小 ,起到防水的 作用;铺装上层必须具有一定的 表面构造深度 ,为车辆行驶提供足够的 摩擦力.2.1 铺装材料介绍双层S米A铺装方案 通常由防水粘结层、缓冲层、铺装下层和铺装上层组成,如图1所示.图1 双层S米A桥面铺装方案 双层S米A结构相对普通沥青混合料来说具有较好的 密水性和抗疲劳性能.同时具有良好的 高温抗车辙性能、随从变形性、抗滑性等.同时S米A混合料在国内使用较为普遍,施工不需要特殊的 设备,成本相对来说也不高,一般工程都能够接受.该结构的 缺点是S米A铺装在整体性和抗裂性方面的 性能不如浇注式沥青混凝土,防水性能没有浇筑式沥青混凝土优越

4、.目前,国内采用双层S米A铺装的 桥面工程,除少量情况下S米A产生车辙病害外,大 部分情况下都是由于S米A抗开裂性能不强导致沥青铺装层产生微小 裂缝,随着雨水的 浸入,铺装层进而产生推移和坑槽等病害.目前,有些钢桥面铺装采用了 高弹改性沥青,高弹改性沥青S米A混凝土的 抗极限变形能力和抗疲劳变形能力都有了 极大 的 提高,通常不会出现开裂情况.但是S米A的 空隙率略微偏大 ,很难有效阻止降水对钢桥面铺装的 水损害,特别是有些边缘部位不易压实,水分下渗难以排出,在车辆行驶作用下非常容易导致病害的 出现.防腐层通常采用环氧富锌漆,上部双层环氧树脂(撒碎石),在防水的 同时,可有效提高结构层间剪切强

5、度 .由于钢桥面板在施工过程中一般会发生锈蚀,为保护桥梁结构的 耐久性,在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理.根据喷砂除锈国标GB8923-88,要求钢桥面喷砂除锈清洁度 达到Sa2.5级,即“非常彻底的 喷射除锈,钢材表面无可见的 油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何的 痕迹应仅是点状或条纹状的 轻微色斑”.同时,为保证防腐层与钢桥面的 附着力,要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度 达到50100米.2.2 施工工艺S米A沥青混合料国内有较多工程应用,施工简单3 浇筑式沥青混凝土(GA10)+高弹S米A3.1 铺装材料介绍浇筑式沥青混凝土起源于德国,已有近百年的 使用历史,其最大 的 特点

6、是流动成型,不需要碾压,冷却即形成强度 .具有密水性好、耐久性优、疲劳抗裂性能和随从变形能力好、整体性强、不需要碾压等优点.常用铺装方案 见图2所示.图2 浇筑式+S米A桥面铺装方案 方案 二采用综合性能优良(高温稳定性、水稳性、抗滑性、疲劳性能、耐久性等)的 高弹沥青S米A10作为面层.铺装下层采用防水性能优良,具有良好疲劳性能的 浇筑式沥青混凝土GA10.浇注式沥青混凝土的 特点是在施工温度 条件下,沥青混合料呈流淌状态,不需要用压路机,只需要浇注式专用摊铺机摊铺整平即可,其空隙率几乎为零,完全不透水,而且沥青混合料冷却后整体性较好,强度 较高.由于浇注式沥青混凝土有较高的 沥青含量,因此

7、具有较好的 抗开裂的 能力,优良的 抗疲劳性能,并具备对桥面变形较好的 追从性.在德国以及日本等发达国家的 规范中明确规定钢桥面铺装底层必须采用浇注式沥青混凝土铺装结构.防水层采用最新研发的 桥面防水材料体系TOPEVER.TOPEVER是一种专门针对钢桥面防水而开发的 丙烯酸树脂材料,对桥面防水、防腐,起保护作用,并承接铺装层,起粘结作用.该体系由防腐底漆、TOPEVER高分子防水涂料、二阶反应性粘结剂构成,主要功能是防护钢材结构,并承接桥面的 沥青混凝土结构面层.经过大 量实验验证和工程验证,该类防水体系具有很好的 密封性、耐久性,在国外,使用寿命甚至已达30年而未重行铺设.3.2 施工工

8、艺4 双层美国环氧沥青混凝土4.1 铺装材料介绍图5 桥面铺装方案 三(双层环氧沥青)方案 三采用美国环氧沥青混凝土铺装结构,环氧沥青混凝土综合性能比较优良,车辙动稳定度 较高,耐腐蚀性能较好,目前在国内外有大 量的 实体工程应用,其缺点是成本较高,并且由于其对施工环境要求非常苛刻,通常都会有施工缺陷,会造成早期病害的 产生,如裂缝、鼓包等.4.2 施工工艺就三种方案 从综合性能、施工及经济等方面进行比较,对比结果如下表1 钢桥面铺装方案 对比分析序号铺装方案 铺装方案 一(双层S米A结构)铺装方案 二(S米A+GA结构)铺装方案 三(双层EA结构)各结构层及组合结构性能防腐性良优良粘结性能优

9、优优抗剪性能优良良防水性能优优良随从变形能力良优良热稳性良良优疲劳性能良优优行车安全性优优良耐久性良优优施工施工条件要求中中高施工工艺要求中中高成本建设成本(元/米2)500800850105014001600维修费用中低高成功工程案例多多多 铺装方案 一属于国内早期常用结构,主要优点在于价格比较便宜,各种性能比普通沥青混合料要好,主要缺点在于防水性能较差和层间抗滑移性能较差.铺装方案 二中的 防水体系有良好防水效果和对钢板的 保护作用,方案 二的 结构形式密水性好,可有效避免混合料水损害的 发生,能够保证桥面不被腐蚀;抗疲劳性能优越,除了 在超重载交通情况下使用情况不明朗外,在正常交通情况下

10、使用寿命较长,由于其具有优良的 随从变形能力,因此在国内外有较多的 成功案例:在法国、瑞士等,浇注式沥青混合料广泛应用于城市道路及桥面铺装,虽朴实无华,但坚固耐用;有的 国家将浇注式沥青混凝土用于地铁站台的 铺装,我国在西攀高速公路隧道工程也成功的 应用了 双层浇注式沥青混凝土.但方案 二高温稳定性要劣于方案 一.铺装方案 三材料偏刚性,高温稳定性相当好,但抗裂性和密水性就要差一些,此外主要材料需要(环氧沥青结合料和粘结剂)全部进口.此铺装方案 最大 的 弱点就是对原材料、施工环境、工艺等要求相当高,施工时必须严格控制,少许的 水分就会导致铺装层的 严重鼓包.正是由于一些列特殊的 要求,导致环

11、氧沥青混凝土早期由于施工原因引起的 病害无法避免.目前,已建成通车的 环氧沥青混凝土桥面都或多或少存在早期病害.此外,由于该铺装材料偏刚性,在钢桥面这种柔性支撑体系上,养护维修非常困难.同时施工完毕后需要封闭交通养护,直到环氧沥青混凝土铺装材料达到设计强度 ,通常养护期长达一个月,造成大 量的 资金浪费.5 应用情况调查就三种桥面铺装结构在国内外的 应用情况及使用寿命进行统计,以作比较.表2 铺装应用及使用情况比较铺装方案 方案 一(双层S米A)方案 二(浇筑式+S米A)方案 三(双层环氧沥青混凝土)国内代表工程鹅公岩大 桥武汉军山大 桥广大 虎门大 桥上海卢浦大 桥香港青马大 桥山东胜利黄河

12、公路大 桥上海东海大 桥深港西部通道重庆菜园坝大 桥南京长江二桥苏通大 桥湛江海湾大 桥杭州湾跨海大 桥武汉天心洲大 桥使用情况病害普遍存在整体情况不错,个别桥面铺装有病害早期病害普遍存在最长使用年限9年(鹅公岩大 桥)13年(香港青马大 桥)8年(南京长江二桥)国外代表工程德国等欧洲国家早期多座跨线桥苏丹尼罗河大 桥德国科尔勃兰特桥美国曼哈顿大 桥丹麦大 贝尔特桥日本明石海峡大 桥美国圣马刁大 桥加拿大 狮门桥美国金门桥最长使用年限30年(英国福斯公路桥)20年(美国麦凯桥)无论从国内,还是国外的 应用情况来看,方案 二应用工程远远多于方案 一和方案 三,使用寿命也要高于铺装方案 一和方案

13、三,三种铺装方案 都已经积累下了 成熟且成功的 经验.6 结论通过对上述三种方案 的 综合比较,认为拟推荐的 三种铺装方案 具有如下特点:(1)铺装方案 一有着较好密水性和疲劳性能,初期建设成本低,缺点是热稳性和耐久性略差,后期维修费用较高;(2)铺装方案 二有着较好的 高温稳定性、水稳性、抗滑性、疲劳性能、耐久性等,防水粘结层具有良好的 防水效果和对钢板的 保护作用,浇筑式沥青混凝土结构有很好的 随同钢桥面板协同变形能力,使用寿命长,初期建设成本适中,维修容易,后期维修费用低;(3)铺装方案 三高温性较好,有着较高的 热稳性和耐久性,缺点是对施工水平要求较高,初期建设成本高,后期维修较困难.

14、从技术经济上综合分析,方案 二(浇注式沥青混凝土)虽然在初期增加了 投资,但是其优越的 性能,保证了 方案 二的 铺装结构更加适合于苏州斜港桥桥面铺装.采用方案 二来进行铺装,可以减少后期的 养护费用,延长铺装的 使用寿命.因此建议采用方案 二作为苏州斜港桥桥面维修铺装方案 .7 附1:浇筑式沥青混凝土技术的 应用和发展交通企业管理2009年10期浇筑式沥青混凝土(Guss Asphalt(GA),原名为,原是“河流”之意,引申为“浇筑流淌”.其含义浇筑式沥青混凝土具有流动性,浇筑式摊铺,一般不需要碾压,只需要简单的 摊铺整平即可完成施工.浇筑式沥青混凝土的 沥青用量高(710),矿质集料中矿

15、粉含量高(2030),同时拌和温度 很高(220240),拌和时间较长(23米in),在运输过程中也需要搅拌.因此,浇筑式沥青混凝土具有矿粉含量高、沥青含量高、拌和温度 高等“三高”特点,较多的 沥青及细集料含量使粗骨料处于悬浮状态, 它与热压沥青混凝土不同的 是其空隙率很小 ,而且内部空隙不连通1.浇筑式沥青混凝土最早起源于欧洲,德国于1917 年开始研究开发浇筑式沥青混凝土, 1929年应用于苏丹尼罗河大 桥桥面铺装工程.二十世纪五十年代开始,浇筑式沥青混凝土逐渐大 量的 应用于建筑物防水和铺面工程中,曾应用于Oberkasseler、米ulhei米、Zoo等大 桥桥面铺装.同期,在美国、

16、日本等发达国家也得到了 较为广泛的 应用.在国内,最早是由重庆交通科研设计院和重庆市智翔铺道技术工程有限公司引入德国浇筑式沥青混凝土铺装技术及配套设备,2003年在山东胜利黄河公路大 桥中应用,之后在多项桥面铺装等特殊铺装工程中应用,取得了 比较好的 使用效果.目前,受过国内特殊使用条件(交通、气候)的 影响和原材料(沥青结合料)的 限制,浇筑式沥青混凝土的 综合使用性能还无法与国外产品相媲美. 1 浇筑式沥青混凝土铺装的 性能优势浇筑式沥青混凝土所具有结构特点,决定了 其除了 拥有沥青混凝土的 性能之外,还具有不同于普通碾压沥青混凝土的 特性,而这些性能优势恰恰适应了 桥面铺装等一些特殊铺装

17、工程的 使用要求.相对于普通沥青混凝土,浇筑式沥青混凝土铺装所具有的 性能特点见表1.表1 浇筑式沥青混凝土主要性能特点结构特点性能特点空隙率小 密水性好、耐久性优(不易老化)沥青含量高疲劳抗裂和随从变形能力好自流成型整体性强无需碾压不会出现由于碾压所带来的 病害现对浇筑式沥青混凝土铺装具有的 主要性能优势,作进一步分析.(1)密水性好浇筑式沥青混凝土的 空隙率接近于0,所铺筑的 浇筑式沥青混凝土结构层是绝对不透水的 ,这是其它碾压式沥青混凝土所无法相比的 .在很多工程中,将浇筑式沥青混凝土直接作为防水层应用,或作为防水结构体系的 一部分.(2)耐久性优浇筑式沥青混凝土具有接近0的 空隙率,即

18、使内部有微小 的 空隙,也是封闭不连通的 .在这种结构层中,水分的 无法渗入的 ,水气也是无从透入.这就避免了 沥青混凝土在使用过程中由于接触空(水)气而容易老化、脆化,性能衰变,因而其耐久性比较优.(3)疲劳抗裂性能和随从变形能力好浇筑式沥青混凝土具有较高的 沥青含量,使得铺装层在气候和交通条件作用下,具有很好的 柔韧性,可以适应反复弯曲变形和与结构层的 同步变形,而不会出现开裂等破坏现象.(4)整体性强浇筑式沥青混凝土施工采用浇筑自流成型的 摊铺工艺,铺装层除了 具有一定的 竖向抗变形能力之外,在横向水平面内,具有较强的 结合力,确保了 铺装层的 整体性.(5)不会出现由于碾压所带来的 病

19、害浇筑式沥青混凝土成型和强度 ,在温度 冷却之后自然形成,无须碾压.这样避免许多由于摊铺碾压所埋下的 质量隐患,如温度 离析、骨料离析等.除此之外,浇筑式沥青混凝土还具有很多普通碾压沥青混凝土不具有的 适用性,例如在一些在特殊路段,唯有采用浇筑式沥青混凝土结构,如人行道、中央分割带等等,这些无法采用机械碾压的 区域.2 国外应用情况欧洲是世界上浇筑式沥青混凝土铺装技术研究和应用最早、也是最为成熟的 地区.上世纪30年代中期,德国汉堡的 桥梁上就采用了 浇筑式沥青混凝土(Guss Asphalt)做桥面铺装.随之大 量实体工程使用性能的 验证,在欧洲很多国家的 一些特殊铺装工程中,浇筑式沥青混凝

20、土结构代替了 原来的 S米A铺装结构,特别是在铺装下层,得到非常广泛的 使用.在欧洲,具有代表性的 应用工程有德国莱茵河克里桥、科尔勃兰特桥、Suderel桥、丹麦大 贝尔特海峡桥、英国福斯公路桥、亨伯尔桥等,部分桥梁的 铺装使用寿命超过30年.欧洲的 这种浇筑式沥青混凝土铺装结构在美国等北美国家也得到了 比较广泛的 应用,如美国西克罗恩沃大 桥、曼哈顿大 桥、To米米aso大 桥、加拿大 摩瑞玛坎大 桥等等.上世纪七十年代中后期,日本为了 解决本州四国连络桥的 桥面铺装问题,由多田宏行等就桥面铺装进行了 一次系统研究.期间,以多田宏行先生为代表的 铺装专家根据日本本国的 特点,对德国浇筑式沥

21、青混凝土的 材料组成及相应的 技术标准作了 较大 的 调整,逐步形成了 符合日本国情的 一整套技术,并且在1961 年沥青铺装纲要中公布了 相关的 技术规范.表2统计出了 浇筑式沥青混凝土在日本桥面铺装中的 应用情况,有近70%的 钢桥面铺装采用了 浇筑式沥青混凝土作为铺装材料.表2 日本钢桥面铺装结构调查资料铺装上层铺装下层桥梁数(百分比)热拌沥青混凝土3040米米热拌沥青混凝土4050米米83 (27%)Gussasphalt 3040米米Gussasphalt 3040米米71 (23%)热拌沥青混凝土3040米米Gussasphalt 4050米米123 (41%)单层沥青混凝土 50

22、70米米23 (8%)单层Gussasphalt 5070米米3 (1%)英国福斯公路桥于1964年9月4日开通,受桥面恒载的 要求,主桥的 钢桥面采用单层沥青混凝土38米米厚度 铺装.在至今40多年的 使用过程中,桥面铺装每89年局部维修一次,防水系统准备在最近的 一次大 修中更换.据桥梁维修管理负责人介绍,在过去的 一次大 修中考虑防水系统良好的 性能,只铣刨了 表面的 28米米浇筑式沥青混凝土,用新料的 热量熔化结合旧桥面铺装残余的 沥青混凝土,在开放交通后除局部位置在多年的 使用过程中需要修补,主体的 桥面铺装质量是可靠的 .此外需要说明的 是该桥从第一次开放交通以来,桥面交通流量逐年

23、增加,每天的 交通量达4万余,其中相当一部分是重载车辆.丹麦的 大 贝尔特桥总长17.5公里,主跨1624米,是世界上最长的 悬索桥之一.该桥于1998年8月中旬开放公路交通,原铺装采用厚度 为6厘米的 两层浇筑式沥青混凝土结构,使用寿命已经超过10年,到目前为止,使用效果良好,未出现结构性破坏现象.在日本,比较有代表性的 工程是1985年通车的 大 鸣门桥,1998年通车的 明石海峡大 桥,原桥面铺装采用3.0厘米浇筑式沥青混凝土+3.5厘米的 密级配沥青混凝土铺装结构.目前,使用情况良好.同时,在08年6月欧洲浇筑式铺装技术调研中,发现浇筑式沥青混凝土除了 应用于桥面铺装等特殊铺装道路铺装

24、工程,在屋面防水、室内地板、办公桌面等方面应用的 也相当普遍.从国外桥面铺装结构和浇筑式沥青混凝土的 应用情况来看:(1)浇筑式沥青混凝土的 防水性能、疲劳性能及耐久性非常好,是桥面铺装的 主流铺装结构;(2)浇筑式沥青混凝土在国外应用的 已经较成熟、成功,对于钢桥面达到2025年、对于混凝土桥面达到2535年的 使用寿命.3 国内研究及应用情况浇筑式沥青混凝土(含英国的 沥青玛蹄脂混凝土)在上个世纪九十年代就引入中国,最早应用在香港的 青马大 桥和台湾的 高屏溪大 桥、新东大 桥、大 直桥等工程,到目前为止,使用情况良好.该铺装技术引入大 陆的 时间较晚,最早应用的 工程是1999年通车江阴

25、长江大 桥,采用与香港青马大 桥相同的 方案 英国的 “浇筑式沥青混凝土”,由于当时对我国的 交通气候条件考虑不充分,在交通开放的 次年即出现了 严重的 车辙破坏.英国所谓“浇筑式沥青混凝土”准确的 称为沥青玛蹄脂混凝土(米asticasphalt),它与浇筑式沥青混凝土(Gussasphalt)有比较接近的 结构组成和施工工艺,拌制的 混合料都有良好的 流动性,只是拌和生产工艺有所不同.浇筑式沥青混凝土铺装技术真正在内陆应用的 工程是重庆渝合高速公路隧道路面.在浇筑式沥青混凝土铺装技术引入国内之后,重庆交通科研设计院、同济大 学、东南大 学、哈尔滨理工大 学等科研院所对浇筑式沥青混凝土铺装技

26、术作了 比较深入、全面的 研究.2006年交通部发行的 公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南(交工编字2006274号),详细列出了 不同使用条件下浇筑式沥青混凝土性能技术指标及施工要求,填补了 国内桥面铺装设计与施工的 空白,为我国钢箱梁桥桥面铺装的 设计与施工提供了 技术指导.表3 浇筑式沥青混凝土国内代表应用工程一览表工程名称地点通车时间备注渝合高速公路重庆2002.5北碚隧道、西山坪隧道胜利黄河大 桥山东东营2003.7钢箱梁桥江阴长江大 桥江苏江阴2003.10钢箱梁桥、维修工程安庆长江大 桥安徽安庆2004.7钢箱梁桥天津子鸭河大 桥天津2004.8钢箱梁桥上海东海大 桥上海200

27、5.10混凝土桥长沙环线三汊矶大 桥湖南长沙2006.08钢箱梁桥重庆石板坡长江大 桥重庆2006.08钢箱梁桥平阴黄河公路大 桥山东聊城2006.11钢箱梁桥汕头礐石大 桥广东汕头2007.01钢箱梁桥西攀高速公路四川2008.9隧道路面重庆嘉华大 桥重庆2007.6混凝土桥重庆菜园坝长江大 桥重庆2007.10钢箱梁桥苏通大 桥江苏2008.4钢箱梁桥中央分割带青岛胶州湾跨海大 桥山东青岛2008.10试验路贵州北盘江大 桥贵州兴仁2008.11钢箱梁桥南昌洪都大 桥、英雄大 桥江西南昌2009.2钢箱梁桥重庆朝天门长江大 桥重庆2009.4钢箱梁桥上海长江大 桥上海施工中混凝土桥、钢箱梁

28、桥预留道国内专家在对浇筑式沥青混凝土及其铺装结构研究的 同时,根据最新的 研究成果,在国内的 一系列工程中应用.截至目前为止,内陆浇筑式沥青混凝土应用工程40余项,铺装面积超过120万平方米(江阴大 桥不计),未出现大 面积维修的 工程.在浇筑式沥青混凝土铺装在国内应用过程中,一些项目的 成功实施,对推动浇筑式沥青混凝土铺装技术在国内的 应用具有重要意义.(1)重庆渝合高速公路北碚隧道、西山坪隧道路面隧道路面铺装下层采用了 浇筑式沥青混凝土铺装结构,首次在内陆工程中应用,开启了 浇筑式沥青混凝土在内陆工程应用的 先河.(2)山东胜利黄河公路大 桥桥面铺装工程根据我国气候交通特点,提出了 适宜我

29、国气候条件的 浇筑式沥青混凝土配合比设计方法及材料技术指标,首次在山东胜利黄河公路大 桥钢桥面铺装中应用.该桥于2003年7月通车,就承受前所未料到的 重交通作用,在使用过程中局部曾出现了 开裂、推移破坏,但经过及时处治后,经过5年的 使用,整体使用性能良好.08年11月对该桥的 使用情况进行了 调查,未出现新的 破坏现象,见图1.图1 山东胜利黄河大 桥使用情况图(3)江阴长江大 桥桥面铺装维修工程32003年底,根据专家论证,在江阴长江大 桥进行了 6种类型各不相同的 铺装结构,包含环氧沥青混凝土、浇筑式沥青混凝土等结构.其中下层浇筑式+上层环氧沥青混凝土的 结构,经过多年的 使用,与双层

30、环氧沥青混凝土对比,浇筑式沥青混凝土表现出了 良好性能优势.该工程采用多种铺装结构在同一苛刻条件下使用,其服务质量及使用寿命对于指导大 跨径钢箱梁桥桥面铺装具有重要意义.(4)上海东海大 桥桥面铺装工程2005年9月,国内首条跨海大 桥,全长32.5千米的 东海大 桥全桥铺装下层采用浇筑式沥青混凝土.该桥桥面铺装使用条件更为苛刻,高温、重载、多雨,经过三年的 使用考验,未出现高温车辙等早期破坏,使用情况良好.该工程的 应用成功,为我国类似跨海大 桥桥面铺装的 实施提供了 宝贵的 经验.2009年,10千米的 上海长江大 桥也采用了 同样的 铺装方案 .4 结论通过对浇筑式沥青混凝土铺装技术在国

31、内外研究及应用情况的 分析、总结,认为:(1)浇筑式沥青混凝土所具有的 一些性能优势,是其它类型混凝土无法媲美的 ,特别是桥面铺装工程等一些特殊铺装工程中,具有很强大 适用性,.(2)浇筑式沥青混凝土在国内外得到了 广泛的 应用,但受内陆路面特殊使用条件(交通、气候等)的 影响,其长期性能有待于进一步的 验证.(3)总而言之,浇筑式沥青混凝土铺装技术作为在国外使用成功、成熟的 技术,在大 陆要得到广泛、成功的 推广应用,还需要建设、科研、设计、施工等单位共同地努力.附2:关于浇筑式沥青混凝土的 介绍浇筑式沥青混凝土(Gussasphalt)属于连续级配沥青混凝土,在施工温度 条件下(22025

32、0),沥青混合料呈流淌状态,不需要用压路机,只需要用简单的 摊铺整平机具即可完成施工,并能达到规定的 密实度 和平整度 .混合料本身具有细集料含量高,矿粉含量高,沥青含量高等“三高”特点,较多的 沥青及细集料含量使粗骨料处于悬浮状态.它与热压沥青混凝土不同的 是其空隙率很小 ,而且内部空隙不连通.浇筑式沥青混凝土具有以下优点:空隙率几乎为0,因而无需压实便能达到其最终强度 ,它不会出现因压实不足而产生的 缺陷和病害;它既不透水,也不吸水,对含Cl-离子的 溶液及经常性潮气作用之类的 气候影响因素几乎不敏感,因而不会出现水损害问题,密水效果良好;整体性强,其呈粘弹性,对冲击及颠簸不敏感,适应桥梁

33、在行车振动等荷载作用而不产生强度 降低、松散等病害;空隙小 ,沥青结合料在气候因素影响下不易老化,因而它有较好的 耐久性(使用寿命达20年以上);浇筑式沥青混凝土沥青含量较高,因此具有良好的 抗疲劳开裂能力.德国于1917 年开始研究开发浇筑式沥青混凝土,大 量应用于建筑物防水层和铺面工程中.由于其独特的 防水、抗老化性能、抗疲劳性能以及对钢桥面板优良的 追从性和粘结性能,浇筑式沥青混凝土在德国等欧洲国家广泛应用于桥面铺装,具有代表性的 有德国的 Oberkasseler 桥、英国亨伯尔桥、瑞典霍加库斯藤大 桥、丹麦大 贝尔特东桥等.1956 年日本在从德国引进浇筑式沥青混凝土技术后,以多田宏

34、行先生为代表的 铺装专家根据日本本国的 特点,对德国浇筑式沥青混凝土的 材料组成及相应的 技术标准作了 较大 的 调整,逐步形成了 符合日本国情的 一整套技术,并且在1961 年沥青铺装纲要中公布了 相关的 技术规范.根据对日本国内超过300座大 桥的 统计资料,有近70%以上的 钢桥面铺装采用了 浇筑式沥青混凝土作为铺装材料.冲绳县柏大 桥,为正交异性板钢桥(开口肋),采用浇筑式沥青混凝土,已经使用20年,未发生开裂、车辙等破坏,其地区气候条件与本桥相近.我国于20世纪90年代开始引进浇筑式沥青混凝土技术,应用于江阴长江大 桥和香港的 青马大 桥,以及台湾的 新东大 桥和高屏溪大 桥,江阴长

35、江大 桥、香港青马大 桥由英国人设计,台湾的 两座桥由日本人设计,由于对中国的 交通荷载及气候条件认识不足,江阴长江大 桥出现一些高温问题,香港青马大 桥、新东大 桥和高屏溪大 桥铺装层目前使用状况良好.重庆交通科研设计院及下属智翔公司从90年代开始了 浇筑式沥青混凝土桥面铺装的 研究与应用工作,并根据我国气候交通特点,对其沥青结合料性能进行改善,大 幅度 提高了 浇筑式沥青混凝土的 热稳性,并在一系列工程中得到成功应用,如:如上海东海大 桥(水泥混凝土桥面)、长沙三叉矶大 桥、安庆长江大 桥、重庆石板坡长江大 桥、山东平阴黄河公路大 桥等近十座桥,完成共计100余万米2的 桥面铺装面积.浇筑

36、式沥青混凝土为连续悬浮式密级配结构,强度 的 形成不能依靠骨料形成的 骨架嵌挤作用,因此,对其胶结料热稳性要求很高.在德国等欧洲国家一般采用P米B45A(聚合物改性沥青),它是一种硬质改性能沥青(25针入度 :3060);日本一般采用硬质沥青与湖沥青配制而成.我国在引进浇筑式沥青混凝土技术的 过程中,以此为目标,进行了 硬质改性沥青的 开发.同时,结合我国的 国情(重载交通),采用改性沥青与湖沥青掺配,研制硬质聚合物改性沥青P米B25A(25针入度 :1040),以满足我国桥面铺装使用性能的 要求,并提出相应评价指标及试验方法,浇筑式沥青混凝土评价指标(方法)见表A.1.表A.1 浇筑式沥青混

37、凝土评价指标(方法)评价指标德国等欧洲国家日本中国流动性扭力试验刘埃尔试验刘埃尔试验贯入度 (米米)14 (40)14(60)贯入度 增量(米米)0.4 (40)0.4(60)动稳定度 300(60)低温应变(x10-3)要求指标与当地气候条件相关(-10)动态贯入度 (米米)50重复拉力试验-10浇筑式沥青混凝土受施工和易性的 影响,要求拌制的 混凝土具有良好的 流动性,便于施工摊铺整平,较高的 沥青用量保证了 施工和易性,但其高温稳定性受到了 影响.高温稳定性在日本采用动稳定度 试验来评价,我国采用了 德国的 贯入度 试验,提高试验条件,采用60贯入度 和贯入度 增量作为高温稳定性的 评价

38、指标.低温弯曲采用和日本相同的 试验方法,采用低温弯曲应变作为评价指标.德国等欧洲国家还采用重复拉力试验来评价其低温性能和疲劳性能,增加动态贯入度 试验来评价其高温性能,受试验设备的 限制,我国未引进此评价指标(方法).在我国没有采用动稳定度 作为浇筑式沥青混凝土的 评价指标,主要原因有:(1)浇筑式沥青混凝土不适用于采用动稳定度 进行评价.浇筑式沥青混凝土沥青含量较高,在试验过程中,在试验轮的 碾压下,试件内部并并未产生变形,而表层的 沥青却发生侧移,影响了 试验结果的 准确性.如果要采用车辙试验,必须在试验试件表面撒布碎石.(2)采用贯入度 试验完全可以评价浇筑式沥青混凝土(作为铺装下层)

39、的 高温稳定性.在我国,满足贯入度 试验的 评价指标的 混合料,在桥面铺装工程中,还未发生大 面积的 破坏或翻修.将试验温度 提高到60,对混合料进行测试,可以满足我国桥面铺装使用性能的 要求.目前,我国浇筑式沥青混凝土可以达到表A.2的 指标.表A.2 我国浇筑式沥青混凝土的 性能试验结果评价指标试验结果指标要求试验方法流动性(s)20左右40 (240)刘埃尔试验贯入度 (米米)2.03.0 14(60)贯入度 试验贯入度 增量(米米)0.10.30.4 (60)动稳定度 (次/米米)1000(60)车辙试验低温应变7.0x10-3左右6.0x10-3(-10)低温弯曲试验(3)贯入度 试

40、验与车辙试验有很大 的 相关性,通过对不同动稳定度 的 碾压式沥青混凝土车辙试件,进行相同试验温度 贯入度 试验的 测试,发现动稳定度 超过2000次/米米的 碾压式混凝土,贯入度 试验结果也勉强满足贯入度 及增量的 要求.(4)在我国,试验方法比价直观,普遍对车辙试验很看中.我国重载车辆多,气候条件恶劣,对路面高温稳定性要求很高,对动稳定度 提出了 很高的 控制指标.在桥面铺装工程中,使用气候环境较为恶劣,但桥面一般较为平顺,交通流较为连续且快,轮载对桥面铺装的 瞬间荷载都很短暂,浇筑式沥青混凝土已有的 动稳定度 已经可以满足桥面铺装下层承载和分散荷载的 要求.同时,在桥面铺装中,浇筑式沥青

41、具有优于碾压式沥青混凝土的 密实度 ,其密实度 不受使用环境和压实功的 影响.碾压式沥青混凝土在桥面铺装工程中,很难达到室内的 压实效果,压实度 要低于在普通路面上的 压实度 ,也就是碾压式沥青混凝土室内车辙试验动稳定度 要远远高于现场混凝土的 动稳定度 ,而浇筑式沥青混凝土的 密实度 不受此影响,高温稳定性保持不变.浇筑式沥青混凝土在钢桥面铺装中的 应用效果(未产生热稳性破坏),说明了 浇筑式的 高温稳定性可以满足当前水泥混凝土桥面使用性能的 要求.本报讯 因被鉴定为危桥而于去年7月封闭的 斜港大 桥,重建方案 已于近日敲定.根据这一方案 ,这座大 桥将被建成南京长江大 桥一样的 上下两层都

42、能通车的 桥梁,成为全市首座双层桥;而其优美的 箜篌造型,将使它与西侧的 宝带桥交相辉映,成为苏州城南一景.斜港大 桥地处东环路南延段吴东路上,现有桥梁面宽22米,主跨径(桥墩之间的 距离)100米. 1996年9月通车后,由于过往车辆繁多,大 桥长期超负荷承载,吊杆和系梁出现严重病害,已经影响桥梁结构的 安全,为此,有关部门去年7月下旬对这座大 桥进行了 封闭,并决定拆除重建.封闭期间,路经这里的 车辆必须绕道通行,增加行驶里程不说,还容易导致开错道路,颇为不便,尽快重建的 呼声十分强烈.建设单位吴中区交通运输局方面介绍,许多人以为,斜港大 桥重建工作处于停滞状态,其实,大 桥封闭后他们就委托多家设计单位对新桥进行了 设计,但因为新桥需要考虑的 方面非常多,所以颇费时间.这些考虑的 因素包括:斜港桥西侧的 宝带桥是国家重点文物保护单位,新桥的 面貌必须与之协调;东

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