ERS钢桥面铺装技术简介

ERS钢桥面铺装技术

江苏省交通科学研究院

2013年

1、国内主要钢桥面铺装技术

钢桥面铺装是一项世界性的难题，一直是大桥建设重点和难点。国内对钢桥面铺装技术研究起步较晚，于2000年左右引进了浇注式沥青钢桥面铺装、环氧沥青钢桥面铺装等钢桥面铺装技术，随着国内对钢桥面铺装技术研究的不断深入，国内也自主开发了ERS钢桥面铺装技术，截止目前也主要形成了双层环氧沥青、复合浇注式和ERS三大主流的钢桥面铺装技术形式。

（1）浇注式沥青钢桥面铺装

以德国、日本为代表的高温拌和浇注式沥青混合料（Guss asphalt）方案；以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料（Mastic asphalt）方案，也可以归于高温拌和型沥青混凝土，其典型结构见下图。

（1）英国单层浇注式（2）德国浇注式（3）日本浇注式

图1-1浇注式沥青钢桥面铺装典型结构

高温拌和浇注式沥青混合料铺装层和沥青玛蹄脂混合料铺装层的主要优点是：空隙率接近零，具有优良的防水、抗老化性能，无需设置防水层；抗裂性能强，对钢板的追从性较好。

其主要缺点是：高温稳定性差，动稳定度只有300次以上，易形成车辙；且施工需要专用设备，包括专用摊铺机和高温拌和运输cooker车，施工组织较为复杂；施工时混合料的温度达到240℃以上，对桥梁的影响不容忽视。浇注式钢桥面铺装技术适用于夏季温度不太高的国家和地区，如德国、英国、北欧等一些国家，浇注式钢桥面铺装技术在日本的应用也较为广泛。

（2）以美国为代表的环氧沥青（Epoxy asphalt）铺装方案

环氧沥青混合料铺装层主要优点是：铺装强度高、整体性好、高温时抗塑流和永久

变形能力很强，低温抗裂性能很好；具有很好的抗疲劳性能；具有较好的抵抗化学物质侵蚀的能力，其典型结构见下图1-2。

图1-2 双层环氧结构

主要缺点是：环氧沥青价格较高，关键技术多被国外大企业产品控制；环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂，施工结束后需要30天左右的养护时间；环氧沥青混合料施工中对时间和温度要求十分严格，对施工环境要求苛刻，施工难度大，易造成破坏，图1-3所示为环氧沥青铺装的典型病害。

此外，环氧沥青铺装养护时间长，修复难度大，目前针对环氧沥青出现损坏后的修复方法还没有；环氧沥青铺装工后表面光滑，宏观构造深度小，特别是雨天行车安全性相对较差。

（1）鼓包病害（2）裂缝病害

图1-3 环氧沥青钢桥面铺装病害

（3）ERS钢桥面铺装方案

ERS钢桥面铺装技术是基于对国内钢桥面铺装破坏机理分析的基础上，提出的基于解决桥面铺装与钢板协同受力的创新型组合式铺装结构，是国内自主创新的研究成果，是更加适合中国国情的创新型组合式铺装结构。

ERS钢桥面铺装技术的主要技术特点：

①ERS钢桥面铺装是一种组合式铺装体系，它充分发挥各种材料的特点，扬长补短，保证了铺装既具有良好的使用性能和寿命，又具有良好的行车舒适性和安全性。

②ERS钢桥面铺装对施工环境条件要求不高，不需要特殊的施工机具、苛刻的工艺要求，特别适合于不宜架设大型施工设备的市政桥梁，而且铺装层施工及养护时间短，后期维护方便，维护费用低。

③ERS钢桥面铺装属国内自主创新技术，所有材料均为国产，综合造价经济，初期建设费用较美国环氧沥青方案节省造价约1/3，并且ERS设计之初就考虑了长寿命路面的理念，铺装表面功能层具有良好的可置换性，寿命周期费用更为合理。

2、ERS钢桥面铺装技术

（1）ERS钢桥面铺装典型结构：

ERS钢桥面铺装由EBCL＋RA05＋SMA三层组成，总厚度约7cm。EBCL（Epoxy Bonding Chips Layer）作为防水抗滑粘结层；RA05（Resin Asphalt）作为铺装整体化层、刚度过渡层、隔温层；SMA作为表面功能层，各层分工明确。

图2-1 ERS钢桥面铺装典型结构

①钢板喷砂除锈：钢板要求喷砂除锈达到Sa2.5级，粗糙度要求达到60～100μm。

②EBCL防水抗滑粘结层施工：喷砂除锈结束后，然后立即涂刷一层0.9～1.1 kg/m2的EBCL胶料，同时洒布3～5mm粒径的碎石，碎石洒布要求达到满布面积的60~80％。

③RA05整体化层：施工EBCL层固化以后，在其上成型一层2.5cm厚的RA05整体化层。RA05碾压施工时，应撒布10～13mm单粒径碎石，碎石应部分嵌入RA05层

或被扫除掉，保证RA05表面凹凸不平。

④防水粘结层及SMA层施工：RA05固化以后洒布防水粘结层，然后成型SMA沥青混凝土层。铺装总厚度控制在7cm左右。

（2）ERS钢桥面铺装技术的主要优点：

①技术已基本成熟。

该项技术是在深入分析钢桥面铺装特点的基础上，按照结构设计与材料设计匹配的原则进行铺装体系的研究。该方案目前已经在国内多座桥梁上进行应用，目前表现出优异的使用效果。西部课题ERS钢桥面铺装研究课题达到国际领先水平，2012年获中国公路学会科技进步一等奖。

②工艺相对简单。

目前国内钢桥面铺装的方案不论是环氧还是浇注都需要专用设备，且工艺要求严格刻。ERS方案对设备的要求较上述两种方案简单，不需要专用施工设备，工艺要求也更加合理可行。

③投资节省。

无论是环氧及浇注，都涉及到昂贵的进口材料，工程费用随之增高。ERS方案全部采用国产材料，经过系统、严格的各项试验，材料品性完全达到甚至部分关键指标超过国外的进口材料。工程造价相比更加经济。

（3）ERS钢桥面铺装工程实例：

ERS钢桥面铺装技术始于2005年西陵长江大桥建设时形成设计理念，其后相继在杭州湾跨海大桥、江东大桥、宜昌桥大修、辽河大桥、象山港大桥以及嘉绍大桥得到应用，至今已有近20座大跨径钢桥采用此项技术，形成了成熟的铺装设计、施工、验评的成套技术。ERS组合式钢桥面铺装养护工艺方便，技术较为成熟，得到了工程界与学术界的一致认可。

表2-1 ERS钢桥面铺装工程实例