三种钢桥面铺装方案典型破坏形式及维修方法说明

柳州市维义大桥

三种钢桥面铺装方案典型破坏形式及维修方法说明

招商局重庆交通科研设计院有限公司

二〇一〇年十二月

1钢桥面铺装常用三种方案

钢箱梁桥面在世界上已有超过百年的应用历史，相比水泥混凝土结构，具有重量轻、施工快捷、质量可靠等优点，因此在世界上得到了广泛的使用。

钢桥面铺装在使用过程中变形量大、温度高、铺装层与钢板粘结不好，是一个世界性的难题。通常钢桥面铺装都先于路面破坏，特别是一些大型桥梁，通车后往往几年就损坏，造成的损失和影响都非常大。因此，科学家对钢桥面铺装进行了不懈的分析和研究。目前，世界上最常用的，也是使用效果最好的三种铺装方案有以下三种。

（1）方案一：双层改性SMA（图1）

（2）方案二：浇筑式沥青混凝土（GA10）+高弹SMA（图2）

（3）方案三：双层美国环氧沥青混凝土（图3）

图1 桥面铺装方案一（双层SMA）

方案一面层采用双层SMA结构，具有较好的密水性、抗车辙性能、耐疲劳性能等，下部防水结构层采用国内桥面铺装中应用比较多、相对比较成熟的环氧树脂防水层。防腐层采用环氧富锌漆，上部双层环氧树脂（撒碎石），在起到防水效果的同时，可有效提高结构层间剪切强度。国内早期钢桥面铺装常采用此种结构。

其病害主要有开裂、坑槽、车辙和推移。

图2 桥面铺装方案二（浇筑式+SMA）

方案二铺装采用浇筑式+SMA结构，具有良好的防水性、疲劳性能、水稳性、抗滑性、耐久性等。在国内经过众多工程的实际检验，质量优良，极少发生病害。

防水层常采用丙烯酸树脂（MMA）体系。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。

由于上层采用了高弹沥青SMA，病害类型与双层SMA比较相似。

图3 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。

美国环氧沥青混凝土具有很高的强度，其马歇尔稳定度是一般沥青混凝土的3-5倍；还有很好的耐疲劳性能和良好的耐腐蚀性；基本不发生推移和车辙等永久变形。

环氧沥青钢桥面铺装常见病害有：鼓包、开裂、坑槽等。

2三种方案常见病害及维修处置方法简介

三种方案在国内都有较多的应用，其中双层SMA主要应用在早期大跨径桥梁和一些中小型桥梁，浇筑式+SMA和环氧沥青铺装在近期应用较多。

三种方案在使用过程中，均有不同类型的病害出现，由于三种方案的原材料特性各不相同，其病害也相应具有不同的特点。

养护维修是延长桥面铺装寿命的有效方法，养护维修及时、处理措施得当的桥面铺装使用寿命明显长于养护维修不及时的桥梁。目前，我国钢箱梁桥沥青铺装或多或少都存在问题，特别是一些大跨径重载桥梁，桥面铺装使用情况都不能令人满意，早期损害现象比较普遍，因此养护维修对于桥梁的正常使用显得尤为重要，如缺乏有效的养护维修措施，桥面铺装将加速破坏。

2.1双层SMA

双层SMA在国内早期应用较多，经过长时间的使用，一些桥梁的桥面铺装出现了严重破坏，各种破坏形式都有所表现。

由于采用SBS沥青的SMA材料抗裂性不佳，所以开裂是双层SMA铺装最常见的病害之一，同时桥面还会出现车辙、坑槽、推移等病害。特别在较重的交通荷载环境下容易产生病害，如军山大桥、厦门海沧大桥、西陵长江大桥等都产生了较多的病害。

（1）表面开裂

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，由于大中型桥梁通常采用的钢桥面板柔度大，加上在重型车辆荷载作用下，钢桥面板局部变形更大，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，这导致铺装层受力更复杂、更不利。桥面铺装在反复的应力作用下，极易出现开裂病害。SMA材料抗拉强度与抗拉应变不如美国环氧沥青，在早期的桥梁中，裂缝是最常见的病害之一。

图4 桥面铺装纵向裂缝图5 桥面铺装网裂SMA桥面铺装一旦开裂，通常采用沥青灌缝的方法来封闭裂缝，避免水分下渗进一步损坏铺装结构。如果产生网裂，就只有挖补重新铺装了。

（2）坑槽

沥青铺装层开裂后如不能及时处置维修，在行车作用下会逐渐扩展，逐渐形成网裂，最后由于沥青混合料松散、脱落，形成坑槽。

图6 桥面铺装坑槽病害

坑槽的处治方法通常把出现坑槽的位置挖除，采用沥青混合料回填，压实后形成平整的路面，填补材料可以采用热拌沥青混合料，也可采用冷拌沥青混合料。新旧界面之间通常涂刷粘结剂以保证粘结强度。在坑槽修补完毕后，在新旧混合料接缝处需要涂热熔沥青或其他防水材料，以防止水分沿新旧界面下渗导致病害。

（3）车辙

钢桥面铺装温度通常要高于普通路面铺装温度，并且由于钢箱梁的保温作用，高温持续时间长。据调查，夏季钢桥面铺装温度最高可达到65℃，如此高的温度导致沥青混合料软化，在重载交通的碾压下，会产生塑性变形，逐渐形成

车辙。车辙病害与铺装材料质量不好有直接的关系，通常由两个原因引起：铺装层材料内部抵抗剪应力的性能不足和铺装材料空隙率过大，第一个原因会造成推移型车辙，第二个原因会造成压密性车辙。

图7 桥面铺装车辙 由于车辙病害主要与铺装材料的性质有关，车辙深度会在行车作用下逐渐增加，仅平整表层无法解决问题，因此，一般钢桥面铺装车辙的处理措施是挖除重新摊铺。

（4） 推移

车辆行驶过程中在铺装层与防水粘结层之间受到较大的剪应力，当剪应力超过防水粘结层的粘结应力时，防水粘结层产生破坏，钢桥面板和铺装层之间失去粘结力，在车辆荷载的继续作用下，桥面铺装层会产生推移，造成推移病害。

图8 桥面铺装推移

对于推移目前没有很好的处置方法，通常是挖除重新摊铺。

2.2 浇筑式+SMA

浇筑式+SMA 铺装在国内应用相对较晚，取得了不错的效果。 相对其它两种铺装结构来说，浇筑式+SMA 铺装病害比较少见。早期的浇筑