鋼箱梁橋面瀝青混凝土鋪裝技術探討

周恒星

進入新時代后，隨著社會經濟快速發展，鋼箱梁在橋梁建設中得到了廣泛應用，但其橋面鋪裝作業面臨著較大難度。因此，必須了解鋼箱梁橋面的鋪裝特點與方案，并詳細分析其瀝青混凝土鋪裝技術要求與案例，提高鋪裝質量與水平，從而為橋梁鋪裝工作更好發展提供幫助。

1 鋼箱梁橋面的鋪裝特點與方案

1.1 特點

鋼箱梁橋面鋪裝結構主要有鋪裝、緩沖、防水粘接以及防腐涂裝等層面，其中，作為不透水結構，鋪裝層具有高抗疲勞性、熱穩定性以及抗變形能力；緩沖層可以發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點；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%。在無機器碾壓狀況下，澆注式瀝青混凝土可以憑借自身流動性完成鋪設，而且由于其抗老化與防水性能較好，能夠加強鋼板間附著力。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，但施工工藝比較復雜。環氧瀝青混凝土是指將環氧樹脂加入到瀝青中，讓其通過化學反應形成固化物，并將瀝青變成有著較好物理力學性能與熱固性的材料。其具體指標如表1所示。

表1 環氧瀝青混凝土粘結料、結合料指標

2 鋼箱梁橋面的瀝青混凝土鋪裝技術要求與案例

2.1 技術要求

2.1.1 具有足夠剛度、強度以及良好變形性

鋼箱梁橋主梁變形幅度較大并且十分復雜，如果鋼板變形隨從性較差，那么極易出現兩種類型破壞，即鋪裝層彎曲破壞與鋼板和鋪裝層間剪切破壞。因此，必須緊密結合橋面板和橋面鋪裝，使其成為一個整體，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，鋪裝層剛度和強度也會給輪跡帶混合料帶來一定影響。另外，要想增強鋪裝層和鋼板間粘結力，那么就應該選擇有著較好抗剪性能、高溫穩定性等特點的粘結材料，并盡量增強鋪裝下層密實性。

2.1.2 嚴格控制鋪裝厚度

在具體的橋面加工過程中，還應該對鋪裝厚度進行嚴格控制。首先，要想促進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度達到一定標準，所以，鋪裝厚度不能過薄；其次，鋪裝厚度也不能過厚，否則會給橋梁恒載與變形隨從性帶來不良影響；最后，還應該對施工攤鋪和壓實可能性等進行綜合考慮。

2.1.3 合理設計防水層

在對鋼箱梁橋面進行瀝青混凝土鋪裝時，由于鋼箱梁橋結構極易生銹，因此，在實際施工中，工作人員應該做好防護措施，即在具體鋪裝過程中，應該為路面層水密性提供有力保障，避免因路面層內部滲入水分而導致整體結構強度下降或橋面板腐蝕等問題的出現。

2.1.4 重視施工材料與工序質量

近年來，在實際運用過程中，橋梁倒塌事件越來越多。通過調查可知，材料質量不合格是一個主要原因。因此，在施工過程中，應該加強對施工材料質量的控制，以此來保證施工質量。采購人員應該提高自身安全意識與責任感，在綜合考慮橋梁施工質量標準的基礎上，選擇質量有保證的施工材料。同時，在具體施工之前，專業技術人員還應該對施工材料進行檢測，及時發現其中存在質量問題的材料并退回廠家，然后將質量達到標準的材料投入到實際施工中，從而促進橋梁施工質量的提升。另外，施工單位除了要嚴格遵守施工標準與方案，還應該對施工質量進行有效控制，保證每一環節工作都能夠落實到位，以此來將橋梁質量問題出現的概率降到最低。

2.1.5 具有良好抗裂與抗疲勞性能

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

同時，在車輛荷載影響下，正交異性鋼橋面板的鋪裝會處在網格狀肋條部位，而在反復拉應力的作用下，鋪裝層極易出現疲勞開裂。因此，在具體施工中，橋面鋪裝應該具備較高柔韌性與適應變形能力，只有這樣，才能防止鋪裝層在早期或低溫情況下出現開裂問題。另外，由于橋面的養護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，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906米；橋面是由混凝土箱梁和鋼箱梁構成，其中混凝土箱梁長188米，鋼箱梁長178米。

為了明確橋面鋪裝結構層和各層的施工工藝，并找出施工機具是否給自粘性玻纖格柵與防水粘結層造成損害，曾對其開展了5000平方面的試驗鋪筑。試驗結果如下：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，預拌碎石是在2.36到4.75毫米范圍內的粒料；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層。

通過實際調查與分析發現，宕石大橋橋面出現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，雖然把改性瀝青當作粘結層與防水層，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時間車輛作用下會出現橫向開裂的問題[2]。

3 結論

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。因此，在具體鋪裝過程中，應該嚴格遵循控制鋪裝厚度、合理設計防水層、重視施工材料與工序質量以及抗疲勞性能好等瀝青混凝土鋪裝技術要點，提高橋面鋪裝的質量與水平，從而促進橋梁建設快速發展。