大跨徑鋼橋橋面鋪裝材料研究現(xiàn)狀

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1、大跨徑鋼橋橋面鋪裝材料研究現(xiàn)狀第33卷第1期2007年1月山西建筑SHANXIARCHITEC兒JREV01.33NO.1Jan.2007?295?文章編號(hào):1009—682512007}01—0295—02犬跨徑鋼橋橋面鋪裝材料研究現(xiàn)狀蔣余靜湯邦彥譚曜懸摘要:簡(jiǎn)要介紹了目前世界上主要的兒種鋼橋橋面鋪裝材料,并對(duì)各種材料的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景作了簡(jiǎn)要分析,為鋼橋面鋪裝材料設(shè)計(jì)提供一定參考.關(guān)鍵詞:人跨徑鋼橋，瀝青混合料，鋪裝材料，抗疲勞性能中圖分類號(hào)U444文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A引言鋼橋面鋪裝尤其是大跨徑正交異性鋼橋面板的鋪裝技術(shù)，在國(guó)際上一直是一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)?橋面鋪裝直接鋪設(shè)在正

2、交異性鋼板上，在行車荷載，風(fēng)載，溫度變化及地震等因素影響下，其受力和變形遠(yuǎn)較公路路面或機(jī)場(chǎng)道面復(fù)雜，因而對(duì)其強(qiáng)度,變形穩(wěn)定性,疲勞耐久性等均有更高要求?同時(shí)，乂由于鋪裝所處的特殊位置，在使用性能上又提出重量輕，高粘結(jié)性，不透水性等特殊要求【1?3].作為橋梁行車系的重要組成部分，橋面鋪裝的好壞直接影響到行車的安全性,舒適性，橋梁耐久性及投資效益和社會(huì)效益.從鋪裝材料和施工方法角度來(lái)分，目前世界上主要采用的橋面鋪裝方案有四類L4J:1）以徳國(guó),E1本為代表的高溫拌和澆筑式瀝青混凝±(Gussasphalt)方案⑵以英國(guó)為代表的瀝青瑪硝脂混凝土(Masticasphalt

3、)方案(實(shí)際上也是澆筑式瀝青混凝土,只是鋪裝厚度和工藝與日本有所不同);3)德國(guó)和日本等國(guó)近期采用的改性瀝青SMA(StoneMasticAsphalt)方案;4)以美國(guó)為代表的環(huán)氧樹(shù)脂瀝青混凝土(Epoxyasphalt)方案.1澆筑式瀝青混凝土澆筑式瀝青混凝土(Gussasphalt)是指在高溫(220°C-260°C)下拌和，依靠混合料自身的流動(dòng)性攤鋪成型，無(wú)須碾壓的一種高瀝青含量與高礦粉含量，空隙率小于1%的瀝青混合料，其結(jié)合料通常由湖瀝青(TIA)與石油瀝青按一定比例摻配而成，以改善混合料的溫度敏感性與抗變形能力，同時(shí)提高其耐久性.湖瀝青一般指多巴哥產(chǎn)特立尼

4、達(dá)湖瀝青(TIA),它由一種半固體,乳化狀天然瀝青精煉而成，其主要成分包括53%?55%的地瀝青(二硫化碳可溶分),36%?37%的礦物質(zhì),9%?10%的水化物以及揮發(fā)性物質(zhì)等.由丁?湖瀝青在高溫條件下會(huì)產(chǎn)生大量揮發(fā)性物質(zhì)，加之近年來(lái)瀝青的改性技術(shù)發(fā)展較快，因此在澆筑式瀝青混合料屮直接使用高性能改性瀝青已成為一種趨勢(shì).澆筑式瀝青混凝土的空隙率幾乎接近于零，整個(gè)混合料具有較強(qiáng)的變形協(xié)調(diào)能力與良好的密水性，并且在高溫季節(jié)其裂縫有較強(qiáng)的愈合能力,混合料的修復(fù)比較容易實(shí)施，因此，在英國(guó),E1本，丹麥，瑞典等國(guó)的大跨徑鋼橋而鋪裝中應(yīng)用較為廣泛.我國(guó)的香港青馬大橋鋼桁架結(jié)構(gòu)及江陰

5、大橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)也都采用了自英國(guó)引進(jìn)的澆筑式瀝青混凝土鋪裝材料與結(jié)構(gòu)，前者的使用狀況良好，而后者的使用狀況則不容樂(lè)觀?因此，充分理解我國(guó)大陸地區(qū)十分嚴(yán)重的超載交通狀況與長(zhǎng)江中下游流域夏季持續(xù)高溫的大陸季節(jié)性氣候及不同的鋼橋結(jié)構(gòu)類型等因素是引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)成功的前提.2SM_A與澆筑式瀝青混凝土一樣,SMA也源于德國(guó)?典型的SMA是一種熱拌式間斷密級(jí)配混合料,混合料中粗集料的含量高達(dá)70%,礦粉含量達(dá)10%左右，瀝青用量為6%?7%,為防止混合料在拌和及運(yùn)輸過(guò)程中存在析漏的現(xiàn)象,SMA中通常都加入一定含量的纖維穩(wěn)定劑.SMA具有比較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，其高溫穩(wěn)

6、定性主要源于粗集料之間的相互嵌擠作用，瀝青瑪確脂(礦粉，纖維與瀝青的均勻拌合物)的膠結(jié)性能對(duì)高溫穩(wěn)定性也有一定的影響?只有當(dāng)粗集料形lifeHStone-on-Stone"觸時(shí)，它們之間的相互嵌擠作用才最強(qiáng)?美國(guó)國(guó)家瀝青技術(shù)中心(NCAT)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)四號(hào)篩(4.75nl/n)的通過(guò)率小于30%時(shí)，集料中才能形成"Stone-on-Stone*t接觸.SMA的低溫性能來(lái)源于含量較高的瀝青瑪埔脂，SMA結(jié)構(gòu)屮膠泥含量達(dá)到18%以上(占混合料總重量)時(shí)，就可以獲得較好的低溫性能.1997年建成通車的虎門(mén)大橋是我國(guó)首次進(jìn)行大跨度懸索橋鋼橋面鋪裝,采用了SMA作為鋪裝材料，由

7、于當(dāng)時(shí)對(duì)SMA在鋼箱梁上的應(yīng)用認(rèn)識(shí)不深，經(jīng)驗(yàn)欠缺，所設(shè)計(jì)的鋪裝層熱穩(wěn)性不夠，導(dǎo)致通車后第二年夏天鋪裝層開(kāi)始出現(xiàn)不同程度的推移與車轍,該橋于1998年12月進(jìn)行了罩面處理J.之后廈門(mén)海滄大橋，武漢白沙洲大橋以及上海盧浦大橋等也采用了SMA作為鋪裝材料?廈門(mén)海滄大橋在使用過(guò)程中也出現(xiàn)了一定程度的車轍，開(kāi)裂及橫向推擠等病害，并且經(jīng)歷了大修?而采用該類鋪裝技術(shù)的武漢白沙洲大橋等其他幾座橋梁，其橋面鋪裝的使用狀況則未見(jiàn)國(guó)內(nèi)有相關(guān)報(bào)道.3環(huán)氧瀝青混凝土環(huán)氧瀝青是一種由環(huán)氧樹(shù)脂，【占

8、化劑與基質(zhì)瀝青經(jīng)復(fù)雜的化學(xué)改性所得的混合物.自1967年美國(guó)SanMateo-H