浙江质量钢桥面铺装耐久性

鼓包开裂是环氧沥青铺装的典型病害，由于环氧沥青铺装空隙率一般低于3% ，基本不透气，施工过程中环氧沥青混凝土内滞留水分无法排出，部分桥面在施工碾压后就出现鼓包或开裂，经过刺孔放汽或挖补处理一般可以得到有效修复。如果环氧沥青混凝土内滞留水分没有在施工中反应出来，可能在运营阶段天气炎热情况下逐渐出现鼓包现象，鼓包开裂在行车荷载的循环作用下继续扩展，可能出现线形开裂、分叉开裂、环形开裂，进一步可能出现塌陷坑槽，水在行车荷载产生的压力作用下从塌陷处下渗到铺装层内部，在铺装层中和钢板之间产生拍打效应，即在动水压力作用下不断冲击钢板（或粘结层），从而导致钢板锈蚀。对于鼓包情况应及时处理，避免因鼓包造成开裂或坑槽病害。环氧沥青铺装鼓包病害发展过程是，首先经开裂渗透浸水，如果鼓包发生在钢板粘结层界面，铺装开裂处会出现锈迹，进一步发展鼓包开裂出现坑槽，钢板表面可能受到严重腐蚀，因此环氧沥青铺装鼓包病害应及时进行处理，避免病害进一步扩展和钢板腐蚀。钢桥面铺装的特殊要求，需要采用特殊技术，而特殊技术对工艺及环境条件的要求尤为严格。浙江质量钢桥面铺装耐久性

华南理工大学张肖宁等从环氧沥青混合料钢桥面铺装使用中存在的问题出发，在进行环氧沥青混合料级配设计时，引入了CAVF设计法，使用混合料的空隙率和构造深度作为控制指标，改善了混合料的抗滑性。基于断裂力学和能量法，提出以冲击韧性作为混合料疲劳性能的评价指标，试验结果证明混合料的冲击韧性与疲劳性能具有良好的线性相关性。东南大学钱振东等为了选取合适的陶粒制备轻质环氧沥青混合料，研究了陶粒种类和替代率对该轻质混合料强度、车辙和水稳定性的影响，较后建议使用70%替代率的圆型陶粒来制备轻质环氧沥青混合料，并推荐大跨径钢桥和一些特殊结构桥梁（开启桥）使用该轻质环氧沥青混合料进行桥面铺装。此外，钱振东等人还通过粘度、拉伸性能、高温车辙和低温弯曲等试验研究了不同橡胶粉掺量（2%~10%）对环氧沥青及混合料性能的影响，结果表明，橡胶粉的加入降低了环氧沥青容留时间，但增加了材料断裂伸长率，当掺量为6%时，该环氧沥青材料的断裂伸长率达到261%；此外，橡胶粉的加入对混合料的低温性能也有一定的提升，当掺量为4%和6%时，混合料具有良好的高温稳定性和低温抗裂性。福建良好钢桥面铺装从根本上将沥青的热塑性转化为热固性，使得沥青具有更加优异的力学、温度稳定性及耐久性能。

60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑"浇筑式沥青混凝土"路面。这种结构中沥青含量12％左右，矿粉含量高。使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。我国***使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大 为升高，粘度增加了7倍。

钢桥面铺装层直接承受着车辆荷载和外部环境的耦合作用。在高温条件下，钢板受温度影响变形较大，铺装层易软化产生塑性变形，逐渐累积形成车辙；在低温条件下，沥青混合料抵抗收缩变形能力差，易发生脆性断裂，形成温缩裂缝；同时，当水进入混合料内部时，在行车动水压力作用下，铺装层易发生松散、坑槽等水损坏；在行车荷载作用下，位于加劲肋上方的铺装层要承受较大的反复拉应力，当拉应力超过混合料的极限疲劳强度时，铺装层就会产生疲劳开裂。环氧沥青混凝土用于钢桥面铺装中，可能在热稳性和变形能力这两方面的综合性能比SMA和浇注式沥青混凝土好。

在德国、英国早期修筑的浇筑式沥青混凝土铺装工程中，常采用湖沥青改性沥青作为胶结料以抵抗高温变形。我国早期在山东胜利黄河大桥也曾经采用了湖沥青与SBS复合改性沥青，取得了良好的使用效果，但容易出现低温开裂病害。因此在冬季温度略高的地区可以采用湖沥青改性沥青作为胶结料。德国早期浇筑式沥青混凝土用胶结料一般采用针入度20~50（0.1mm）的直馏沥青（通常采用B45级甚至B25级。近年来德国更倾向于采用聚合物改性沥青PmB45A和PmB25A作为浇筑式沥青混凝土的胶结料，以获得性能更优越且施工更环保和安全的沥青混凝土。相对于天然湖沥青改性沥青，德国聚合物改性沥青老花前的高温性能和低温性能都更为优越，老化后的指标要求相对较为宽松。桥面铺装的温度要高于普通路面5～10℃，高温持续时间延长，极易影响沥青混凝土铺装的抗荷载能力。河北新型钢桥面铺装铺筑

钢桥面铺装与一般的混凝土桥面铺装又存在较大的不同，其所面临的条件更为严峻，在使用中出现的问题也更多。浙江质量钢桥面铺装耐久性

20世纪50年代末，荷兰壳牌石油公司投入了大量的人力物力，研发出一种具有高、强度、耐腐蚀性能好、温度稳定性优良的环氧沥青材料，当时主要用于机场跑道铺装，抵抗飞机燃油和高温气流对飞行区道面造成的侵害，取得了不错的效果。1967年美国粘结剂工程公司征得壳牌石油公司的同意，率先将这种材料应用于旧金山海湾的SanMateo-Hayward正交异性钢桥的铺装层，经过40多年的使用，铺装层性能一直良好，此后该材料在加拿大、澳大利亚等国家进行了大面积的推广与应用，而且以美国的使用较为普遍。当时壳牌环氧沥青使用的固化剂固化时间相对较长，工程应用时，铺装层材料从开始形成强度到完全固化至少需要2-6周的时间，现场封闭的时间相对较长，施工适应性有待提高。浙江质量钢桥面铺装耐久性