军山大桥钢桥面铺装大修养护设计及应用

　　2010年，军山大桥原铺装结构已使用8年，病害已十分严重。为提高行车安全舒适性及桥梁耐久性，湖北省京珠高速公路管理处决定对军山大桥钢桥面铺装进行大修养护。湖北省高速公路实业开发有限公司系统总结了前期的研究成果及以往养护经验，制定了2010年军山大桥钢桥面铺装大修设计方案：橡胶环氧砂浆+双层S M A铺装体系。该方案在军山大桥全面应用，成功实施3年后铺装层病害轻微，取得了良好效果。

　　军山大桥钢桥面铺装典型病害及大修养护设计难点

　　军山大桥钢桥面铺装2010年大修养护前，铺装层出现的典型病害主要为推移、裂缝、车辙及坑槽。在车辆荷载和环境综合作用下，这些病害加速了铺装层及桥梁结构的损坏，严重影响了行车安全性和舒适性，也带来了较大的社会负面影响。

　　推移：为军山大桥钢桥面铺装层最严重的病害，大都位于铺装下层与桥面钢板结合面之间，铣刨后可见钢板与下面层粘接完全失效且有水侵蚀迹象，局部钢板已锈蚀。经分析，层间粘接层失效是导致原铺装结构推移病害严重的重要原因。

　　裂缝：分为两类，一类为由于推移而产生的横向或圆弧形裂缝；另一类则为行车道轮迹线位置的纵向裂缝，多为U型肋或加筋肋顶钢板周期性变形导致沥青面层发生疲劳开裂并逐渐扩展形成，主要在低温季节出现。

　　车辙：主要位于行车道，最大车辙深度在10mm～15mm，相对于推移和裂缝，车辙对桥面行驶性能的影响较小一些。

　　坑槽及补块：多发生在行车带、横隔板、加筋肋或补块边缘处，尤其是局部厚度偏薄、空隙率偏大或坑槽修补时接缝处理不当，坑槽更容易发生。

　　综合以上病害的调查与分析，推移是军山大桥桥面铺装最严重病害，发展快且影响大，降低了桥面行驶的舒适性，也带来了较大的安全隐患。因此，桥面铺装大修养护设计应针对以上病害的特点，提出稳定可靠的设计方案。

　　大修养护设计难点

　　军山大桥为京珠、沪渝高速公路共用段的长江大桥，其特殊的地理位置、行车环境和养护工程特性决定了桥面铺装大修养护设计应安全可靠、施工便捷、经济合理、对交通影响小。

　　设计方案须满足桥面铺装严苛的使用要求。军山大桥桥面纵坡大（3%）、环境温差大（夏季高温达70℃、冬季低温达-10℃）、降雨量充足（年均1100mm）、重载车辆多（货车比例达70%）、桥梁钢板顶面厚度薄（12m m）等，这些都是影响桥面铺装使用耐久性的不利因素，对设计方案的适应性和可靠性提出了更高的要求。

　　养护施工不能中断交通。军山大桥的地理位置和行车环境决定了桥面铺装养护施工不能中断交通，只能边通行边施工。这就要求设计方案对材料、施工工艺要求不高，受行车影响干扰小，对施工环境要求不苛刻。

　　施工工期紧。整个桥面铺装养护工程施工工期预定100天。这不仅要求施工速度快，而且施工后养生时间要很短。目前绝大部分的养护方案都无法满足这一要求。

　　大修养护经费有限。2010年为全国高速公路迎“国检年”，湖北省内高速公路养护投入缺口较大，军山大桥桥面铺装养护经费相对不足。这就要求桥面铺装养护方案在保证养护效果的同时，需节约养护成本，造价较低。

　　目前，国内外应用较多的几种桥面铺装材料主要有：浇注式沥青混凝土（G u s s a s p h a l t）、环氧沥青混凝土、SMA等。从路用性能、原材料技术要求、经济性、施工便利性等方面对三种铺装方案进行分析。可以看出，“橡胶环氧砂浆+双层SMA”铺装体系最能满足军山大桥的使用要求。

　　军山大桥桥面铺装设计方案

　　本次对全桥钢箱梁桥面进行彻底翻修，清除原铺装后重新铺筑新的铺装结构，桥面铺装设计总厚度为7.5c m。参考对典型钢桥面铺装方案的分析结果，对“橡胶环氧砂浆+双层S M A”铺装体系进行了进一步优化。

　　中央分隔带左钢缘石开口处封闭防水处理方案

　　为了防止中央分隔带及左缘石雨水渗入沥青面层内，橡胶环氧砂浆过渡层施工完毕后，在边缘设置3mm厚、6cm宽的橡胶沥青压缝带，铺筑面层后对接缝处采用橡塑沥青进行灌缝处理。

　　粘结层及铺装层混合料性能验证

　　参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（J T G E20-2011）的相关试验方法，对铺装层混合料的路用性能、橡胶环氧砂浆的粘结及抗剪性能进行分析。可以看出，铺装层混合料各项路用性能满足设计要求，层间粘结及抗剪性能十分优异。

　　设计方案的特点

　　相对于国内外其他典型方案，本设计方案有以下几个特点：

　　设计方案针对性强、可靠性高、适用养护工程施工。“橡胶环氧砂浆+双层S M A”铺装体系是在总结2006年中修养护方案的基础上经优化后提出的，同时针对军山大桥后期病害特点对关键结构层的材料性能进一步优化，施工材料可就地取材，工艺要求不高，很适合养护工程施工。

　　柔性铺装体系更能适应军山大桥的柔性结构特点。“橡胶环氧砂浆+双层SMA”体系整体柔性好，变形适应性强，与军山大桥结构刚度不大、顶板厚度薄的柔性支撑体系有很强适应性。

　　完善的防水粘结体系。通过设置橡胶环氧砂浆防水粘结体系，一方面防水体系更为完善，另一方面由于设置了过渡层，在解决铺装层与钢板的整体粘接、受力问题的同时，大大改善了铺装层的受力环境（粘接力、抗剪力）。

　　施工对环境要求不高，工艺简单。施工对原材料、施工环境、工艺要求不高，操作简单便捷，通车带来的尘土、污染、振动等对该方案的影响不大，可边通车边施工。

　　工期短，对交通干扰小。“橡胶环氧砂浆+双层SMA”体系几乎不需考虑养生的问题，可大幅缩短工期，减小封闭交通对行车的干扰。

　　军山大桥钢桥面铺装于2010年8月正式完工，本文建立定期跟踪检测及观测机制，对实施效果进行了跟踪检测，2010至2013年桥面各项指标的跟踪检测结果如图所示。

　　从上图可以看出，经过2010年大修养护，军山长江大桥双向桥面破损、平整度、车辙、抗滑各性能指数都得到质的提升。经过近三年的运行，各指标虽存在轻微衰减，但总体良好，仍满足规范技术要求，并有较好的行车舒适性。

　　2 013年5月，设计组又对军山大桥桥面铺装进行了现场调查，军山桥虽经过近三年的重载交通和恶劣环境因素影响，仍具备很好的路面使用性能，目前桥面平整密实，除少量轻微裂缝和轻度车辙外，没有出现大的滑移和破损病害。这进一步证明了本文所提出的养护设计方案可靠性好。