上海長江大橋鋼橋面鋪裝維修方案建議45

上海長江大橋鋼橋面鋪裝維修方案建議1項(xiàng)目概況上海長江大橋是上海市區(qū)到崇明縣越江通道南隧北橋的重要組成部分之一，連接長興島和崇明島，全長16.5公里，其中越江橋梁長約10公里，預(yù)留2條軌道交通線。其中，大橋主航道橋?yàn)橹骺?30m的雙塔雙索分離式鋼箱梁斜拉橋，人字形橋塔，其跨徑布置為（92+258+730+258+92）m,橋面寬度為51.5m。全線按雙向6車道設(shè)計(jì)，時(shí)速為每小時(shí)100公里。上海長江大橋主跨鋼箱梁橋面行車道鋪裝采用雙層環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，主橋中央分隔帶采用密水性良好的砂粒式瀝青混凝土，該橋2009年10月建成通車以來，交通量持續(xù)增長，主跨鋼箱梁橋面鋪裝產(chǎn)生了裂縫、坑槽病害，且局部段落病害較為嚴(yán)重。大橋管理部門幾乎每年都要對(duì)顯著病害進(jìn)行了灌縫或局部更換鋪裝的維修。但由于未從根本上解決病害問題，鋪裝病害依然存在，尤其是行車道的病害情況呈不斷發(fā)展趨勢(shì)，并由此帶來了明顯的行車安全和社會(huì)問題，頻繁維修養(yǎng)護(hù)使得工程養(yǎng)護(hù)成本逐年增加。鑒于上海長江大橋鋼橋面鋪裝的現(xiàn)狀，并考慮該項(xiàng)目的重要社會(huì)影響，我們基于對(duì)國內(nèi)鋼橋面鋪裝的充分分析研究，提出最為適合該項(xiàng)目的鋼橋面鋪裝維修方案，希望能夠徹底解決上海長江大橋鋼橋面鋪裝的耐久性問題。2國內(nèi)鋼橋面鋪裝應(yīng)用概況鋼橋面鋪裝材料我國自20世紀(jì)90年代中期開始系統(tǒng)研究鋼橋面鋪裝技術(shù)，逐漸形成了以改性瀝青SMA、環(huán)氧（樹脂）瀝青混凝土、澆注式瀝青混凝土為主要鋪裝材料的技術(shù)體系，三種鋪裝材料的主要性能如表1所示。表1鋼橋面鋪裝材料性能材料類型改性瀝青SMA環(huán)氧（樹脂）瀝青混凝土澆注式瀝青混凝土代表材料高彈SMA美國環(huán)氧瀝青EA聚合物改性GA

空隙率（%）3-4小于3小于160c動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）6000以上無車轍600左右60c貫入度（mm）//4以下-10C極限駕1曲應(yīng)變-34X10-33.6X10-33.8X10疲勞（1000科e、四點(diǎn)加載）大于100萬次50萬次左右大于100萬次上述試驗(yàn)結(jié)果來自于各種文獻(xiàn)和研究報(bào)告，試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有一定的代表性。根據(jù)各種材料的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，可以得到如下結(jié)論：（1）以車轍試驗(yàn)來比較，環(huán)氧瀝青混凝土性能優(yōu)異，SMA性能適中，澆注式瀝青混凝土幾無可用，國內(nèi)外對(duì)澆注式瀝青混凝土的高溫性能評(píng)價(jià)都采用貫入度試驗(yàn)指標(biāo)，這正是技術(shù)人員對(duì)澆注式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性產(chǎn)生質(zhì)疑、對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土產(chǎn)生信任的根源；（2）三種材料的低溫彎曲性能相當(dāng)；（3）以應(yīng)變控制方式的疲勞數(shù)據(jù)比較，環(huán)氧瀝青混凝土的抗疲勞開裂性能較差。實(shí)際上，各種材料在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用效果與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)有較大差距。鋼橋面鋪裝體系典型結(jié)構(gòu)基于三種鋪裝材料，國內(nèi)鋼橋面鋪裝逐漸形成了以澆注式瀝青混凝土鋪裝體系和環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝體系為主體的鋪裝結(jié)構(gòu)方案，主要的鋪裝組合結(jié)構(gòu)如下環(huán)氧瀝青混凝土：2.5~3.0cm環(huán)氧瀝青粘結(jié)劑：0.40~0.50L/m2環(huán)氧瀝青混凝土：2.5~3.0cm環(huán)氧瀝青粘結(jié)劑：0.65~0.70L/m2環(huán)氧富鋅漆底涂層：60~150g/m2鋼板：噴砂除銹，Sa2.5級(jí)，粗糙度50700Mm圖1環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝典型結(jié)構(gòu)鋪裝上層（SMA或GA）:3~4cm改性乳化瀝青粘層w500g/m2,撒布570mm碎石3~6Kg/m2澆注式瀝青混凝土GA：3~4cm反應(yīng)性樹脂類粘結(jié)層：200~400g/m2一層或兩層MMA防水層共：2400~2800g/m2防腐層：100~200g/m2鋼板：噴砂除銹,Sa2.5級(jí)，粗糙度50~100師圖鋼板：噴砂除銹,Sa2.5級(jí)，粗糙度50~100師圖2澆注式瀝青混凝土鋪裝典型結(jié)構(gòu)改性乳化瀝青粘層＜500g/m2SMA瀝青混凝土：3~4cmSMA瀝青混凝土：3~4cm改性瀝青砂膠緩沖層：3~5mm環(huán)氧樹脂撒砂：500~600g/m2,1.18~2.36mm砂500~800g/m2環(huán)氧樹脂撒砂：200~300g/m2,0.3~0.6mm砂300~400g/m2環(huán)氧富鋅漆防腐層：60~150g/m2鋼板：噴砂除銹，Sa2.5級(jí)，粗糙度50700Mm圖3雙層SMA鋪裝典型結(jié)構(gòu)單層或雙層SMA瀝青混凝土：4.0?6.0cm熱噴改性瀝青：0.90?1.10Kg/m2樹脂瀝青?!凝土RA05:2.0?3.0cm樹脂瀝青木^結(jié)齊1J：0.30?0.40Kg/m2EBCL環(huán)氧0.90?1.10L/m2,撒布3?5mm碎石鋼板：噴砂除銹,Sa2.5鋼板：噴砂除銹,Sa2.5級(jí)，粗糙度50?100師圖4ERS鋪裝典型結(jié)構(gòu)鋼橋面鋪裝使用狀況從使用情況來看，鋼橋面鋪裝破壞類型主要有車轍、推擁、層間滑移、脫層、裂縫、鼓包和坑洞等幾中表現(xiàn)形式，我們?cè)?jīng)對(duì)國內(nèi)大量鋼橋面鋪裝使用狀況做過調(diào)研，具體情況如表2-表5所示。對(duì)鋼橋面鋪裝調(diào)研結(jié)果分析總結(jié)如下：(1)澆注式瀝青混凝土鋪裝體系在大量鋼橋上使用穩(wěn)定性最好，并未表現(xiàn)出因車轍試驗(yàn)結(jié)果不好而引起的鋪裝車轍病害；(2)環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝體系的整體使用效果欠佳，雖然從未發(fā)生車轍病害，但普遍存在較多縱向裂縫、網(wǎng)裂、坑槽病害；ERS方案實(shí)際為常溫環(huán)氧瀝青混凝土和SMA的組合，應(yīng)用效果不夠穩(wěn)定，部分橋梁效果較好，而不少橋梁存在嚴(yán)重問題；(4)雙層SMA方案在超大跨徑、重載交通條件下的應(yīng)用效果不佳。序號(hào)鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主跨/m面板厚/mm低溫/C年降雨量/mm交通狀況防水粘結(jié)層通車時(shí)間使用狀況1單層MA香港青馬大橋鋼箱梁13772539/52214輕交通MMA1998~至今良好2江蘇江陰長江大橋鋼箱梁13851239.4/-14.21071重交通、超載GS+RA1999~2000崩潰性破壞3MA+SMA深圳灣大橋鋼箱梁3901836.6/1.41927中交通MMA2007~至今良好4香港昂船洲大橋鋼箱梁101818-2439/52214重交通MMA2009~至今良好5雙層GA江蘇江陰長江大橋鋼箱梁13851239.4/-14.21071重交通、超載MMA2009~至今良好6GA+SMA山東勝利黃河大橋鋼箱梁2881241.5/-23555中交通、超載EA+GS+瀝青砂膠2003~至今大量縱縫7安慶長江大橋鋼箱梁5101436.4/-111400中交通、重載GS2004~至今一條縱縫8天津子牙河大橋鋼箱梁1151639.9/-18.3800重交通環(huán)氧撒碎石處治兩遍+GS2004~至今良好9重慶菜園壩大橋鋼箱拱梁4201643.8/-1.71350輕交通MMA2006~至今良好10重慶石板坡長江大橋T型鋼構(gòu)3301643.8/-1.71350中交通EA+GS劭青砂膠2006~至今2處網(wǎng)裂11長沙三漢磯大橋鋼箱梁3281443/-91450輕交通EA+GS+?W砂膠2006~至今良好12汕頭碧石大橋鋼箱梁PC箱梁5181238/-0.61699重交通、重載GS2006~至今車轍、層間滑移、推擁13江蘇S342互通鋼箱梁322-39/-12.51048重交通MMA2006~至今良好續(xù)上表序號(hào)鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主跨/m面板厚/mm極端高、低溫/c年降雨量/mm交通狀況防水粘結(jié)層通車時(shí)間使用狀況14GA+SMA貴州北盤江大橋鋼箱梁6361435.3/-6.21461中交通MMA2008~至今良好15江西貴溪大橋鋼箱梁209-41/-15.11889輕交通MMA2008~至今良好16贛州飛龍島大橋鋼箱梁1501440/-7.21427輕交通MMA2009~至今良好17南昌洪都大橋鋼箱梁365-38/-191680輕交通MMA2009~至今良好18南昌英雄大橋鋼箱梁385-38/-191680輕交通MMA2009~至今良好19南.京夾江大橋鋼箱梁248-39.7/-91200輕交通MMA2009~至今良好20重慶朝天門長江大橋鋼桁梁5521443.8/-1.71350中交通MMA2009~至今良好21贛江公路大橋鋼箱梁4081440/-7.21427中交通MMA2010~至今2處脫層、裂縫22贛州章江大橋鋼箱梁1581440/-7.21427輕交通MMA2010~至今良好23福建鼓山大橋鋼箱梁PC箱梁235-40/-1.31718中交通MMA2010~至今鋼混段裂縫24上海閔浦二橋鋼桁梁251-39.4/-10.11183中交通MMA2010~至今良好序號(hào)鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主跨/m面板厚/mm低溫/C年降雨量/mm交通狀況防水粘結(jié)層通車時(shí)間使用狀況1EA+EA武漢白沙洲長江大橋鋼箱梁6181242.2/-17.3947重交通、超載雙層環(huán)氧瀝青2009~至今大量環(huán)狀網(wǎng)裂2南'京長江第二大橋鋼箱梁6281443.0/-13.71106中交通、重載雙層環(huán)氧瀝青2001~至今少量裂縫，總體良好3潤揚(yáng)長江大橋南漢橋鋼箱梁14901440.2/-10.11088中交通、超載雙層環(huán)氧瀝青2005~至今縱向裂縫、網(wǎng)裂、沉陷4北漢橋鋼箱梁4061440.2/-10.11088中交通、超載雙層環(huán)氧瀝青2005~至今縱向裂縫、網(wǎng)裂、沉陷5南'京長江第二大橋鋼箱梁64814-1643/-13.71106中交通雙層環(huán)氧瀝青2006~至今縱向裂縫，總體良好6舟山桃天門大橋鋼箱梁5801442.3/-3.61356輕交通雙層環(huán)氧瀝青2003~至今縱向裂縫、網(wǎng)裂、坑槽7廣東佛山平勝大橋鋼箱梁350--39.2/0.31700輕交通雙層環(huán)氧瀝青2006~至今縱向裂縫、網(wǎng)裂、坑槽8湛江海灣大橋鋼箱梁480--38.1/2.81679輕交通雙層環(huán)氧瀝青2006~至今少量環(huán)狀網(wǎng)裂，鼓包9武漢陽邏大橋鋼箱梁12801436.0/-3.9947中交通雙層環(huán)氧瀝青2007~至今中間車道大量修補(bǔ)10杭州灣跨海大橋鋼箱梁318840.8/-12.71500中交通雙層環(huán)氧瀝青2008~至今良好11辦通人橋鋼箱梁10881027.0/3.01100重交通雙層環(huán)氧瀝青2008~至今總體良好12舟山西堪門大橋鋼箱梁1650--42.3/-3.61356輕交通雙層環(huán)氧瀝青2008~至今良好13上海長江大橋鋼箱梁7301639.4/-10.11149輕交通雙層環(huán)氧瀝青2009~至今縱向裂縫、網(wǎng)裂14武漢天興洲大橋鋼箱梁504--36/-3.9947中交通雙層環(huán)氧瀝青2009~至今不規(guī)則裂縫

序號(hào)鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主跨/m面板厚/mm低溫/C年降雨量/mm交通狀況防水粘結(jié)層層通車時(shí)間使用狀況1SMA+SMA廈門海滄大橋99年新建鋼箱梁PC箱梁混合6481240.0/2.01200重交通超載嚴(yán)重高粘改性瀝青1999~2006大里病害，已翻修06年翻修環(huán)氧樹脂（撒碎石）+瀝青膠沙2006~至今車轍嚴(yán)重、劃線扭曲2重慶鵝公巖長江大橋鋼箱梁6001243.8/-1.71350中交通、存在超載高粘改性瀝青2001~至今無損使用5年，現(xiàn)出現(xiàn)少量縱向裂縫、網(wǎng)裂3上海盧浦大橋鋼箱梁550--39.4/-10.11149輕交通環(huán)氧樹脂（撒碎石）+瀝青膠沙2003~至今鋪裝使用完好4上海青浦四大盈港橋鋼箱梁75.61239.4/-10.11149輕交通甲基丙烯酸樹脂防水層2006~至今鋪裝使用完好5山東平陰黃河大橋鋼桁架611--41.6/-22.7578.4輕交通高粘改性瀝青2010~2012脫層、車轍、推擁、裂縫6武漢白沙洲長江大橋鋼箱梁6181242.2/-17.3947重交通、超載-2000~2009多次翻修7虎門大橋鋼箱梁8881237.8/01820重交通、重載、超載嚴(yán)重環(huán)氧樹脂+瀝青膠沙2003~至今多次翻修8汕頭碧石大橋鋼箱梁PC箱梁5181238/-0.61699超載嚴(yán)重高粘度改性瀝青1999~2006鋪裝使用出現(xiàn)大里病害，已翻修9南昌艾西湖大橋鋼箱梁1081438/-191680輕交通高粘度改性瀝青2011~至今少量裂縫、輕微車轍

序號(hào)鋪裝結(jié)構(gòu)橋梁名稱橋梁結(jié)構(gòu)主跨/m面板厚/mm低溫/C年降雨量/mm交通狀況防水粘結(jié)層通車時(shí)間使用狀況1ERS西陵長江大橋鋼箱梁9001244/-61340輕交通EBCL2005?至今少量修補(bǔ)，總體一M2宜昌長江大橋鋼箱梁9601243.9/-14.61243中交通、超載EBCL2010?至今輕微車轍、劃線扭曲、松散、坑槽3江東大橋鋼箱梁260--40.0/-18.11500中交通EBCL2008?至今較大面積修補(bǔ)、松散、坑槽4蕪湖臨江橋鋼箱梁173.5-40.0/-101200輕交通EBCL2008?至今良好5寧波慶豐橋鋼箱梁280--39.4/-101480輕交通EBCL2008?至今良好6廣州獵德橋鋼箱梁2191439.1/01736中交通EBCL2009?至今良好7寧波育林灣大橋鋼箱梁180--39.4/-101480輕交通EBCL2010?至今良好8營口遼河大橋鋼箱梁436--35/-28650中交通EBCL2010?至今良好9寧波外灘橋鋼箱梁225--39.4/-101480輕交通EBCL2010?至今良好10寧波明州大橋鋼箱梁4501639.4/-101480中交通EBCL2011?至今良好11象山港大橋鋼箱梁688--39.4/-101480中交通EBCL2012?至今良好12嘉紹大橋鋼箱梁21401640.0/-18.11600重交通EBCL2013?至今車轍、坑槽13之江大橋鋼箱梁1640.0/-18.11500輕交通EBCL2013?至今良好2.4鋼橋面鋪裝病害分析2.4.1脫層脫層病害是鋼橋面鋪裝最為嚴(yán)重的原生病害形式，也是一種典型的結(jié)構(gòu)型破壞。脫層不但影響鋪裝的使用壽命，還是裂縫、坑洞和其它大面積崩潰性破壞的根源，同時(shí)脫層病害也會(huì)加劇車轍、推擁等變形類病害的出現(xiàn)和擴(kuò)展。脫層病害會(huì)喪失鋪裝與鋼板之間的粘結(jié)力，導(dǎo)致泥水等雜物進(jìn)入鋪裝與鋼板間，加速鋼板生銹和脫層，鋪裝迅速發(fā)生大面積破壞并且難以修復(fù)。在幾種典型鋪裝體系中，環(huán)氧瀝青混凝土較為容易出現(xiàn)脫層病害，其次是雙層SMA瀝青混凝土鋪裝，在澆注式瀝青混凝土鋪裝中也有發(fā)現(xiàn)。(1)澆注式瀝青混凝土鋪裝脫層病害脫層病害并不是澆注式瀝青混凝土鋪裝常見的病害類型。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，脫層主要發(fā)生在鋪裝與鋼板之間的防水粘結(jié)層上。澆注式瀝青混凝土鋪裝所使用的MMA防水粘結(jié)體系一般分為四層：上層膠黏劑、中間兩層MMA和底層防銹漆。病害主要出現(xiàn)在瀝青層與MMA、兩層MMA之間。a)兩層MMA之間b)瀝青層與MMA之間圖5GA鋪裝脫層病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，施工原因是造成MMA防水粘結(jié)體系脫層的主要原因：噴砂除銹的質(zhì)量、鋼板潔凈程度、材料質(zhì)量、兩層MMA之間施工時(shí)間間隔和澆注式瀝青混凝土的流動(dòng)性等因素都會(huì)影響MMA防水粘結(jié)體系的層間粘結(jié)性能。(2)環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝脫層病害脫層病害常見于環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝，這是因?yàn)榄h(huán)氧瀝青混凝土剛度較大，鋪裝層底所受橫向剪應(yīng)力也較其它鋪裝體系大的多，對(duì)防水粘結(jié)層的抗剪和抗拉拔性能要求更高；另外，環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝常采用環(huán)氧瀝青粘結(jié)層，其性質(zhì)和前述澆注式瀝青混凝土反應(yīng)性樹脂防水粘結(jié)層類似，容易受環(huán)境因素影響；環(huán)氧瀝青屬于熱固性材料，強(qiáng)度形成具有不可逆性，鋪裝一旦開裂即完全失去粘結(jié)能力，水分沿裂縫滲入鋪裝與鋼板之間形成鋅鹽和氧化鋅，加劇了脫層病害。(3)其它鋪裝脫層病害ERS和雙層SMA方案脫層病害也比較明顯，ERS方案脫層主要發(fā)生在樹脂瀝青混凝土和SMA之間，雙層SMA方案脫層病害主要發(fā)生在鋼板與SMA之間。2.4.2裂縫裂縫類病害是鋼橋面鋪裝最為常見的破壞形式，主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、不規(guī)則裂縫和施工裂縫四種。其中橫向裂縫和施工裂縫并不常見；縱向裂縫和不規(guī)則裂縫多出現(xiàn)在環(huán)氧瀝青混凝土和雙層SMA鋪裝中，澆注式瀝青混凝土體系有個(gè)別病害案例。(1)澆注式瀝青混凝土鋪裝裂縫200的以前施工的澆注式瀝青混凝土鋪裝有裂縫病害，其中以縱向裂縫為主要表現(xiàn)形式，輔以橫向裂縫。縱向裂縫有單條裂縫，也有多條平行裂縫，平行裂縫間距一般為30cm左右(縱向加勁肋間距的寬度)，隨著使用時(shí)間的延長，裂縫之間一般會(huì)出現(xiàn)另一條裂縫而使間距變窄。這是由防水粘結(jié)層脫層前后的力學(xué)性質(zhì)所決定的b)縱肋導(dǎo)致長平行縱向裂縫c)縱腹板導(dǎo)致長單縱向裂縫圖7澆注式方案的縱向裂縫鋪裝表面橫向彎拉應(yīng)力或應(yīng)變的重復(fù)作用是縱向平行裂縫產(chǎn)生的根本原因，橫向彎拉應(yīng)力的反復(fù)作用首先使縱向加勁肋翼緣板頂部鋪裝出現(xiàn)脫層，進(jìn)一步加大該部位的鋪裝表面橫向拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致縱向平行裂縫?？v向腹板由于剛度更大，所造成的鋪裝表面橫向拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于縱向加勁肋的影響，所以設(shè)置有縱向腹板的鋼橋橋面鋪裝一般會(huì)先從縱向腹板頂部開裂，形成單條縱向裂縫。(2)環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝裂縫雖然環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的受力機(jī)理和其它鋪裝類似，但環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝裂縫呈現(xiàn)出雜亂無章的特征。環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝裂縫和澆注式瀝青混凝土鋪裝裂縫有以下不同：①環(huán)氧瀝青混凝土是一種熱固反應(yīng)性材料，反應(yīng)性材料在固化反應(yīng)過程中，本身就容易產(chǎn)生反應(yīng)性開裂，尤其是當(dāng)鋪裝面積較大時(shí)，反應(yīng)性開裂更為明顯，從環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的裂縫發(fā)生過程也可以推斷，環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝剛開始并不一定沿加勁肋頂部開裂，而是在鋪裝表面較為隨機(jī)出現(xiàn)，然后才逐漸集中于加勁肋頂部。②環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝比澆注式瀝青混凝土鋪裝更容易產(chǎn)生鼓包病害，由此衍生的不規(guī)則裂縫較多，后期會(huì)形成坑洞。

圖8EA鋪裝鼓包衍生的裂縫病害③環(huán)氧瀝青混凝土施工時(shí)由于機(jī)械原因會(huì)產(chǎn)生施工裂縫（或稱短發(fā)絲裂縫），裂縫逐漸擴(kuò)展成大量不規(guī)則裂縫圖9EA鋪裝天然施工裂縫的擴(kuò)展④由于環(huán)氧瀝青屬于熱固性材料，強(qiáng)度形成具有不可逆特征，同時(shí)由于環(huán)氧瀝青混凝土剛度較大，內(nèi)應(yīng)力相較于熱塑性材料更大，因此環(huán)氧瀝青混凝土施工縫和修補(bǔ)面更容易開裂。a）施工縫開裂b）修補(bǔ)面開裂圖10EA鋪裝施工縫和修補(bǔ)面開裂

（3）雙層SMA和ERS鋪裝裂縫雙層SMA瀝青混凝土鋪裝裂縫較多且種類齊全，其受力機(jī)理類似于澆注式瀝青混凝土鋪裝，裂縫的原因除與脫層原因類似外，雙層SMA本身具有較大的空隙率和施工缺陷，混合料的耐疲勞性能也不如澆注式瀝青混凝土和環(huán)氧瀝青混凝土。a）不規(guī)則裂縫b）橫向裂縫圖11雙層SMA鋪裝裂縫ERS鋪裝裂縫病害的表現(xiàn)形式類似于雙層SMA瀝青混凝土，原因與脫層原因類似a）車轍附近縱向疲勞裂縫b）修補(bǔ)面開裂圖12ERS鋪裝裂縫2.4.3層間滑移、車轍和推擁層間滑移、車轍和推擁往往相互伴隨出現(xiàn)，其間存在著緊密聯(lián)系。層間滑移

和車轍是經(jīng)典原生病害，但從實(shí)橋病害情況來，雖然車轍的產(chǎn)生并不一定都是層問問題造成的，但層間滑移或脫層往往導(dǎo)致或加劇車轍病害。（1）澆注式瀝青混凝土永久變形200研之前鋪筑的少量澆注式瀝青混凝土鋪裝出現(xiàn)了永久變形病害，見圖13a）層間滑移導(dǎo)致劃線扭曲b）車轍圖13GA鋪裝永久變形類病害截止調(diào)查時(shí)，該橋澆注式瀝青混凝土鋪裝已使用5年，除在上坡段出現(xiàn)了層間滑移、車轍和推擁外，未見其它明顯病害形式。江陰長江大橋交通量特別繁重，夏季溫度高達(dá)40Co該橋于200處修筑了雙層澆注式瀝青混凝土鋪裝試驗(yàn)段，使用4~5年后并未出現(xiàn)任何永久變形類病害（圖14）。圖14江陰長江大橋澆注式瀝青混凝土鋪裝綜合產(chǎn)生永久變形的2~3座澆注式瀝青混凝土鋪裝鋼橋情況來看，共性點(diǎn)是

都使用了瀝青類防水粘結(jié)層，采用樹脂類防水粘結(jié)層的鋼橋均未出現(xiàn)嚴(yán)重車轍病害。因此澆注式瀝青混凝土鋪裝永久變形產(chǎn)生的主要原因除與混合料高溫穩(wěn)定性不足有關(guān)外，還與防水粘結(jié)層的種類或粘結(jié)性能有關(guān)。(2)雙層SMA與ERS鋪裝永久變形雙層SMA瀝青混凝土鋪裝容易出現(xiàn)永久變形類病害，ERS鋪裝也較為常見a)雙層SMAa)雙層SMA鋪裝車轍b)雙層SMA鋪裝推擁c)ERS鋪裝車轍d)ERS鋪裝推擁圖15鋼橋面鋪裝車轍病害雙層SMA和ERS鋪裝永久變形類病害產(chǎn)生的原因與其脫層及裂縫原因類似2.4.4鼓包和坑洞鼓包病害是環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的常見病害。鼓包是標(biāo)準(zhǔn)的原生病害，會(huì)造成該部位的脫層和塌陷，之后會(huì)形成環(huán)狀或放射狀裂縫，最終形成坑洞?？佣匆话憧烧J(rèn)為是次生病害，是脫層、鼓包和松散的衍生病害形式。a）早期鼓包b）中期塌陷c）末期坑洞圖16EA鋪裝鼓包病害的擴(kuò)展鼓包病害主要始于鋪裝層與鋼板之間，其形成有幾個(gè)條件：①有水分存在：包括防水粘結(jié)層由于低溫施工、雨露天氣而沾附的水汽；②鋪裝層空隙率比較小或者無空隙；③鋪裝層與鋼板之間局部空隙是連通的。環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝一般都采用環(huán)氧瀝青或環(huán)氧樹脂撒碎石防水粘結(jié)層，雖然環(huán)氧瀝青混凝土施工溫度在100c以下，但依然會(huì)使水分汽化。再加上環(huán)氧瀝青混凝土空隙率約為2%?3%,界面空隙率能夠達(dá)到局部連通的程度，從而易形成鼓包。ERS鋪裝的EBCL防水粘結(jié)層及RA05樹脂混凝土是冷拌施工，一般不會(huì)出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。雙層SMA具有足夠大的空隙率也不會(huì)形成鼓包。澆注式瀝青混凝土因施工混合料溫度高達(dá)200c以上，水分存在的可能性很小，所以不易出現(xiàn)鼓包病害?？佣词嵌喾N原生病害的衍生形式，在環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝較普遍。圖17鋼橋面鋪裝坑洞病害3項(xiàng)目維修方案建議根據(jù)前述鋼橋面鋪裝材料和鋪裝結(jié)構(gòu)體系使用效果的分析過程，可以得出如下結(jié)論：(1)澆注式瀝青混凝土雖然在采用車轍試驗(yàn)時(shí)所表現(xiàn)出來的結(jié)果不好，但在鋼橋面鋪裝應(yīng)用過程中卻并未出現(xiàn)普遍的車轍病害，反而是在江陰長江大橋、天津海河大橋復(fù)線橋的超重載交通條件檢驗(yàn)下，仍然表現(xiàn)出了良好的抗車轍性能，這說明采用車轍試驗(yàn)來評(píng)價(jià)澆注式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性并不科學(xué)，也說明澆注式瀝青混凝土能夠滿足鋼橋面鋪裝高溫穩(wěn)定性需求；(2)從整體使用效果來看，澆注式瀝青混凝土鋪裝體系在90%以上的鋼橋上應(yīng)用良好，未出現(xiàn)早期病害現(xiàn)象，是當(dāng)前解決鋼橋面鋪裝耐久性問題的首選方案；(3)反應(yīng)性樹脂瀝青混凝土鋪裝從未發(fā)生過車轍病害，因此對(duì)于這類材料的優(yōu)點(diǎn)可以充分利用，但前提是需要通過技術(shù)手段降低這類鋪裝產(chǎn)生開裂、坑槽的風(fēng)險(xiǎn)。為有效解決上海長江大橋主航道鋼橋面鋪裝的病害問題，結(jié)合橋面實(shí)際情況和鋼橋面鋪裝材料與結(jié)構(gòu)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提出以下三種方案。

3.1單車道處治方案本方案適用于單個(gè)車道局部封閉施工，當(dāng)對(duì)單車道進(jìn)行處治、且鋪裝厚度受限時(shí)可以采用。3.1.1方案介紹針對(duì)大橋橋面鋪裝病害較多、相對(duì)集中的段落，采用灌注式反應(yīng)性樹脂改性瀝青混凝土+改性瀝青瑪蹄脂碎石(PRC+SMA)的方案，進(jìn)行局部段落按車道整體挖除并加鋪處治。具體方案如下：招修高彈或性瀝青肉第脂磔石超圖18單車道局部處治方案結(jié)構(gòu)示意圖(1)鋼箱梁行車道局部段落整體挖除原鋪裝，鋪裝新結(jié)構(gòu)總厚度55mm,具體組成為：33mm高彈改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-10+20mm灌注式反應(yīng)性樹脂改性瀝青混凝土PRC-10+2mm厚MMA招修高彈或性瀝青肉第脂磔石超圖18單車道局部處治方案結(jié)構(gòu)示意圖淚盜注式反應(yīng)柱樹施或性西苛齦8士psc-i。垢輛A甲基丙腿橢嘛蹈層娥醐〔項(xiàng)砂除鼠清柿妁25.fiffi?50-100yi)(2)為確保橋面鋪裝結(jié)構(gòu)有良好的防水效果，瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)下層(保護(hù)層)采用空隙率小于1.0%的灌注式反應(yīng)性樹脂改性瀝青混凝土PRC-10,其在具有較好的高溫穩(wěn)定性的同時(shí)兼具較好的防水性和變形協(xié)調(diào)性。防水粘結(jié)層采用2mm甲基丙烯酸樹脂防水體系。同時(shí)，鋪裝下層灌注式反應(yīng)性樹脂改性瀝青混凝土與甲基丙烯酸樹脂防水體系之間具有較高的層間結(jié)合強(qiáng)度。(3)灌注式PRC-10基體混合料屬于熱拌施工，具基體混合料攤鋪碾壓過后，可立即灌注PRC-10灌注膠；利用基體混合料的余溫，可加速PRC-10灌注膠的固化，減少養(yǎng)護(hù)周期，利于交通的盡早恢復(fù)開放。灌注式PRC-10中的灌注膠形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，使得該材料具有良好的抗疲勞開裂性能，同時(shí)，灌注膠為反應(yīng)性材料，固化反應(yīng)完成后具有較高的強(qiáng)度，該材料綜合了環(huán)氧瀝青混凝土和澆注式瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)，在解決贛江公路大橋病害維修問題中已經(jīng)充分顯示出其優(yōu)勢(shì)。(4)待鋪裝下層灌注式反應(yīng)性樹脂改性瀝青混凝土基本固化后，方可進(jìn)行SMA-10的攤鋪碾壓施工；為保證灌注式與SMA之間的之間粘結(jié)，在SMA攤鋪前,應(yīng)灑布適量的PRC-10灌注膠。(5)為防止挖補(bǔ)鋪裝SMA與原環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝界面因抗壓模量差異過大產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中導(dǎo)致界面開裂，保證新舊鋪裝界面具有較好的粘結(jié)防水性能，在原環(huán)氧瀝青混凝土立面增設(shè)高彈性反應(yīng)性樹脂界面粘結(jié)劑。3.1.2方案的優(yōu)缺點(diǎn)采用上述方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)采用MMA防水體系，同時(shí)，鋪裝下層PRC孔隙率小于1%,整體防水;(2)模量匹配性優(yōu)，鋪裝結(jié)構(gòu)與鋼板追從性好；(3)鋪裝上層SMA具有較好的高低溫性能及抗滑性能，使用效果較好；(4)鋪裝層次不明顯，呈整體結(jié)構(gòu)，使用耐久性好；(5)施工不需要專用設(shè)備，施工便利性好。同時(shí)，該方案還存在以下缺點(diǎn)：(1)該方案僅針對(duì)部分病害集中段落，對(duì)零星病害段落未涉及，不能完全解決大橋目前所面臨的病害狀況；(2)該方案綜合單價(jià)成本較高。3.2全車道或單車道處治本方案適用于全橋半幅全部車道或單個(gè)車道整體翻修處治，當(dāng)全橋整體翻修活單車道翻修、且鋪裝厚度不允許超過6cm時(shí)優(yōu)先考慮采用。方案介紹針對(duì)全橋破壞較嚴(yán)重的車道，采用雙層澆注式瀝青混凝土GA-10方案，進(jìn)行

整車道挖除并加鋪處治，具體方案如下：(1)鋼箱梁行車道局部段落整體挖除加鋪設(shè)計(jì)總厚度60mm,結(jié)構(gòu)組成為:28mm澆注式改性瀝青混凝土GA-10,表面滿撒2.36-4.75mm玄武巖單粒徑小碎石+0.2-0.4L/m2改性乳化瀝青粘層油+30mm澆注式改性瀝青混凝土GA-10,表面撒布2-4kg的5-10mm預(yù)拌玄武巖碎石+2mm厚MMA甲基丙烯酸樹脂防水體系。2ta骷式酬雄新毓?±%斑滿布2ta骷式酬雄新毓?±%斑滿布7細(xì)玄武號(hào)單獨(dú)徑滸石。山片或頗似晴蝸題磨故商粘議性初育幗漫土3颯/崛飾5Tmi線巖洞師石圖19全車道或單車道整體處治方案結(jié)構(gòu)示意圖：鴻號(hào)鹿強(qiáng)5據(jù)峨50-100『口)(2)防水粘結(jié)層采用2mm厚MMA甲基丙烯酸樹脂防水體系，具上采用澆注式瀝青混凝土GA-10;澆注式與防水層之間的粘結(jié)性能穩(wěn)固，且澆注式瀝青混凝土的空隙率小，不滲水，可兼具防水功能；該結(jié)構(gòu)方案在目前國內(nèi)眾多鋼橋面鋪裝方案中所采用，屬技術(shù)成熟型方案，其路用性能穩(wěn)定。(3)雙層澆注式之間應(yīng)撒布5-10mm的預(yù)拌碎石(油石比為0.3-0.5%),并撒布0.4L/m2的改性乳化瀝青；預(yù)拌碎石可增強(qiáng)雙層澆注式之間的層間抗剪能力，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)掌握撒布時(shí)機(jī)；而改性乳化瀝青，則起到層間粘結(jié)作用。(4)本方案對(duì)瀝青品質(zhì)要求較高，應(yīng)采用適合鋼橋面鋪裝用的特種高粘改性瀝青；現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)施工過程中，應(yīng)特別關(guān)注瀝青材料品質(zhì)的變化。(5)對(duì)于相鄰多個(gè)車道均需翻修處治的，應(yīng)考慮同時(shí)挖出老路面后，整體施工防水粘結(jié)層及澆注式瀝青混凝土；盡量不留或少留施工縱縫，以減少質(zhì)量安全隱患；尤其是3個(gè)車道整體翻修的段落，應(yīng)半幅整體施工，澆注式瀝青混合料采用12m寬的澆注式專用攤鋪設(shè)備。(6)表層澆注式瀝青混凝土攤鋪時(shí)，應(yīng)控制好平整度；澆注式表面撒布2.36-4.75mm的玄武巖單粒徑碎石，作抗滑磨耗層，施工時(shí)應(yīng)控制好撒布溫度，必要時(shí)采用小鋼輪進(jìn)行碾壓施工，確保表層小碎石充分嵌擠入澆注式瀝青混凝土中；待表層澆注式混凝土的溫度達(dá)到常溫以后，采用路面清掃機(jī)清除多余的小碎石。(7)為保證新老路面的界面接縫安全及防水可靠性，應(yīng)在原環(huán)氧瀝青混凝土的立面，設(shè)置路面專用高性能貼縫條。3.2.2方案的優(yōu)缺點(diǎn)采用以上方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)可有效解決大橋目前的病害狀態(tài)，改善大橋橋面行車安全性及舒適性，改變大橋整體形象；(2)采用MMA防水層，可有效解決鋼橋面防水防腐的問題，進(jìn)而解決因水”而引起的諸多鋼橋面鋪裝病害；(3)澆注式瀝青混凝土具有優(yōu)良的路用性能，特別適合鋼橋面鋪裝方案，且因其良好的密實(shí)性，而兼具防水隔水功能；(4)澆注式混凝土屬國內(nèi)成熟技術(shù)，國內(nèi)