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6 8 桥梁结构 城市道桥 与防洪 2 0 1 1 年 1 月第 1 期 浇注式沥青混凝土在桥 面铺装中的应用研究 方华明 ， 朱伟 。 ( 1 苏州 市交通 工程 检测 中心 ， 江苏 苏州 2 1 5 0 0 7； 2 沿 江高速 公路 养护管 理 中心 ， 江苏 苏州 2 1 5 0 0 7) 摘要 ： 浇注式 沥青混凝 土有 着不透 水 、 整体性 强 、 柔韧性好 和抗 老化性 能优 良的特 点 。近年来 在大 中型桥 梁 ， 特 别是在 钢桥 桥面铺 装 中得到 了较多 的应用 ， 引起 了人们 的关 注 。该 文结合 浇筑 时沥青 混凝 土在工 程实践 中 的应用 ， 对其 基本性 能作 了进 一 步 的 探 讨 。 关键词 ： 浇注 式沥青 混凝 土 ； 桥 面铺装 ； 应用 ； 材 料要求 ； 配 合 比； 试验 中图分 类号 ： T U 5 2 8 4 2 文献标 识码 ： B文章编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 1 ) O l 一 0 0 6 8 0 3 0前 言 浇注式 沥青混凝 土 ( G u s s a s p h a l t ) 是 沥青 混凝 土按照施工工艺作 为分类标准确定的一种沥青混 凝 土。 它属于悬 浮式密实型结构 的沥青混凝土 。 它 的特点是在施 工温度 ( 2 2 0 2 5 0) 下具有较好 的流动性和施工和易性 。由于沥青混合料有一定 的流动性 ， 只需要用摊铺整平机 即可完成施 工( 不 需碾压 ) ， 并能达到规定 的密实度和平整度 。混合 料本身具有细集料含量高 ， 矿粉含量高 ， 沥青含量 高等特点 ，较多的沥青及矿粉含量使骨料处于悬 浮状态。与热碾压沥青混凝土不 同，其空隙率很 小 ， 而且 内部空 隙不连续 ， 因而成型 的浇注式沥青 混凝 土不透水 ， 耐冻融 、 耐油 、 抗 老化 ； 同时 ， 沥青 混凝土变形 能力 强 ， 整体性优 良， 具有优 良的抗低 温开裂与抗疲劳开裂性能。由于浇注式沥青混凝 土这种特殊 的性能 ， 近年来在大 中型桥梁 ， 特别是 在钢桥桥面铺装 中的应用 ， 引起 了人们的关 注。 然 而在我国 ， 浇注式沥青混凝土的研究才 刚刚起步 ， 仅在某些钢桥桥面铺装 中得 以应用 ，例如江 阴长 江大桥 、 山东胜利黄河大桥及安庆长江大桥 。 随着 对 浇注式沥青 混凝 土的优越性能的了解 ，预示 它 在今后具有较 为广泛 的应用前景。 1 工程概 况 1 1 概 述 东海大桥工程位 于杭州湾北部的东海海域 ， 大 桥全长约 3 1 k m( 其桩号为 K 0 + 4 9 5 K 3 1 + 4 7 9 2 9 ) ， 共分为陆上段 、 跨海段 、 开山海堤段 ， 其 中陆上段 ( 芦 潮港新 老大 堤之 间 ) 约 2 2 0 8 k m， 跨 海段 ( 芦 潮港 至 小洋 山之 间 ) 为 2 6 9 8 1 5 k m， 开 山海 堤 段 约 1 8 k m。 大桥 总宽度为 3 1 5 m， 其中沥青混凝土铺 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 0 2 0 作者简介 ： 方华 明( 1 9 8 0 一) ， 男 ， 江西临 川人 ， 工程师 ， 总 经理 助理 ， 试 验检 测科科 长 ， 从 事工程 监测丁 作 。 装宽度为 21 3 7 5 m， 设计为 6车道。 1 1 1东海大桥的交通条件与环境条件 根据洋山深水 港的货运规划 与发展 ，其吞吐 量 2 0 0 5年为 1 6 5万箱 ， 2 0 1 0年增 加到 4 2 0万箱 ， 2 0 2 0年则增加 到 1 0 4 5万箱 。货运 主要经东海大 桥进入上海 ，此外预计还 有进 出港 口途径东海大 桥 的大客车 、 小汽车等客运车辆 。 以此计算东海大 桥 的交通量如表 1 所列 。该交通量 即为东海大桥 桥 面铺装设计时需要考虑 的交通量。 根据表 1 预测的交通流量，计算得出平均年 交通量增 长率为 1 1 。东海大桥设计为双 向 6车 道 ， 依据下式计算得 出在 1 5 a内每车道 累计交通 量为 ： N e = _ 【 l _ x 3 6 51 1 5 7 9 0 4 ：5 8 1 6 U l l l 0 ( 轴次 ) 表 1 东海大桥 设计 交通量 一览 表 一 般高速公路一个车道上设计 的累计标 准轴 次极 限 约( 2 0 3 0 ) 1 0 ， 而东海 大桥 的交 通量 几 乎是一 般高速公路 的 2倍 ， 可见交通量之大。 同时 从交通组成 可见 ， 大桥通行 的车辆 8 5 以上是集 装箱和大中型货车， 交通性质属于特重型交通。 东海大桥位于海洋之 中， 海 洋上 日照时间长 ， 紫外线辐射强烈 ， 同时海洋上风大浪高 ， 海风 中富 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 1 月第 1 期 城 市道桥 与防洪 桥梁结构 6 9 含氯离子 ，积 累的盐分对桥 面铺 装有一定 的侵 蚀 作用 。 桥 面的 E l 常养护维修 比内陆要 困难得多 ， 故 特别希望桥面能具有长久 的使用 寿命而不产生严 重损坏 。 1 1 2 特定 的气候交通条 件下桥面 沥青铺装设 计 的主要要求 ( 1 ) 沥青铺装层要求 良好 的抗 车辙性能 。 由表 1 可见 ， 东海 大桥交通流量非 常大 ， 且 8 5 都是集 装箱等重载车辆 ， 通行交通处于特重交通 。因此 ， 如何保证桥面沥青铺装层具有特别 高 的抗 车辙性 能 ，以期能够有效地 防止或延缓 沥青铺装层 车辙 的出现 ， 是桥面铺 装设计 的技术关键 。 ( 2 ) 沥青铺装层要求 良好 的耐久性 。 东海 大桥 在海洋上 日照时间长 ， 紫外线辐射强烈 ， 沥青铺 面 老化会 比较快 。 同时海风 中富含氯离 子 ， 积累的盐 分对桥面铺装会产生一定 的侵蚀作 用 。试验证 明 沥青混合料经受盐分长期 的侵蚀 ，沥青要产生剥 离 ， 从 而性 能下降。 因此桥面铺装设计应考虑提 高 其抗老化和抗腐蚀能力 。 东海大桥 为连接深水港 与陆地交通 的唯一 通 道 ， 维 修困难 。 铺 装设 计应尽可能考虑铺装层有 良 好的耐久性 以减少维修 。 同时 ， 也应考 虑减少桥 面 铺 装结构 的整体翻修 。 ( 3 ) 铺装层与桥面板要求 良好 的粘接性和抗渗 性 。 重交通条件下 ， 沥青铺装层与水泥混凝 土桥 面 板要 求具有 良好的结合力 ，以防止 脱层或产生剪 切推移 ； 同时又能有效地防止水 的渗人 ， 起到保 护 桥面板的作用 。 ( 4) 沥青铺装层要具有 良好 的抗 滑性 能 。 东海 大桥是跨 海桥梁 ， 海 洋性气 候空气 湿度 大 ， 暴雨 、 阵雨 现象较为常见。在这种气候条 件下 ，桥面湿 滑 ， 抗 滑性 能降低 ， 而集装箱 车辆行 驶时虽然速度 并不 很快 ， 但由于惯 性大 ， 铺装层设 计同样应考虑 保证 良好的抗滑性 能 ， 以保 证交通安全 。 ( 5) 沥青铺装层对桥面板结构要有 良好的保护作 用 。 由于桥面板主要 为现浇高性能混凝土 ， 施工面 积大 ， 工艺较难控制 ， 桥 面板上存在 干缩微裂缝 问 题 ， 如果 富含盐分 的水 渗透进 去 ， 会 侵蚀桥 面钢筋 及箱 梁结构 。因此要 求桥面铺 装层对桥 面板等桥 梁结 构要 有 良好 的保护作用 ，以确保 桥梁结构 的 使用 寿命 。 1 2 桥面铺装结构 针对东 海大桥所处地 区的气候环境 和交 通荷 载对桥 面铺装提 出的特殊要求 ，通过深入 的试验 研究 ，采用 了铺装底层 为浇注式沥青混凝 土的铺 装结构 。桥面铺装结构设计如 下 ： 桥 面沥青铺装 按两层设计 ，总厚度 8 0 m l r l ， 铺 装下层采用 G A1 0浇注式沥青混凝 土 ， 厚度 3 0 m m， 铺装上层 采用改性 沥青 S MA 一 1 3 ， 厚度 5 0 mm。桥 面铺装结 构如图 l所示 。 图 1 桥 面铺 装 结构 示意 圈 2浇 注式 沥 青混 凝 土 界 面 2 1沥青结合料 下层 浇注式沥青混合 料所用结合料 为改性沥 青 与湖沥青 配合 而成 。改性沥青与湖沥青 的 比例 为 8 0 ： 2 0 。 经掺 配用 于拌制浇 注式 沥青 混合原 料 的结合料 ， 其技术要求列 于表 2 。 表 2 浇注式沥青结合料技术要求一览表 2 2 预拌碎石 预 拌 沥青 碎 石 撒 布 于浇 注 式 沥青 混 凝 土表 面 ， 并 嵌入约 1 2， 以增 强浇 注式沥 青混凝 土与改 性沥青 S MA的粘结效果 ，增 强界面的抗剪能力 。 主要采 用 5 1 0 m m 的硬 质 碎石 与 0 3 0 5 的 A H一 7 0 #石油 沥 青 在 1 4 0 1 6 0 温度 下 拌 和而 成 。预拌碎石质量要求 如表 3所列 。 表 3预拌 沥青 碎石 质量 要求 一览 表 指标 要求 沥青含量 ， 粒径 5 1 0mm含量 拌合后状态 集料 针片状 含量 O 3 O 5 8 O 高温及冷却后均不结团 l 5 3设计 配合 比 3 1浇 注式沥青混合料级配要求 浇注式改性沥青 混凝土混合料级 配应满足 的 级配要求见表 4所列 ， 其沥青用量为 7 一 1 0 ， 通 过最终 的配合 比设计进行确定 。 3 2 浇 注式 沥青混合料技术要求 浇注式沥青混合料必须满足表 5 所列的技术要求。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 0 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 1 年 1 月第 1 期 表4 浇注式沥青混合料设计级配范围一览表4 3 浇注式沥青混凝土低温弯 曲试验( 见表 6) 表 5浇注式 沥青 混合料 技术 要求 4 浇注式沥青混合料试验 4 1 浇注式沥青混凝土 的渗水试验 按现行 规范 试验 ， 要求沥青混合料 的渗水系 数不大于 8 0 1 2 0 mL mi n ，所作试验表明浇注式沥 青混凝土的空隙率基本为零 ， 具有较好的水稳性能。 4 2 浇注式沥青混凝土贯入度试验 贯人度试验采用德 国的标准试验方法 ， 即“ 贯 入度及贯人度增量试 验方法 ” 来评 价沥青混凝 土 的力学性能。 浇注式沥青混凝土的贯人度试验主要 是用于评 价浇注式沥青混凝土抵抗 高温变形 的能 力 ， 试验使用室 内制作 的试件 ， 或者是在现场切割 的试件。 在德国试件的试验温度为 4 0， 考虑到我 国的气温比德国高 ， 调整试验温度为 6 0。 该工程 中浇 注式 沥青 混 合料 的贯 入度 技术 标 准 为 l 一 4 m m。贯人度增量是在读取贯入度后 ， 继续稳压 3 0 mi n后 的读数贯人度 的差值 ， 持续 3 0 mi n后 的增量 应小于等于 0 4 m m。按规范要求 ， 所作试验数据均 能满足 ， 说明浇注式沥青混凝土的高温稳定性能满 足要 求 。 表 6 低 温弯 曲试 验 结果表 按现行 规范 试 验 ， 普通 沥青混凝 土的弯拉 强度约 为 2 5 3 5 MP a ，弯拉应 变为 2 x 1 0 - 3 3 x 1 0 。由此可见 ，浇注 式沥青混 凝土 的弯 拉强度 和弯拉 应 变均 高于普 通 沥青混 凝 土 。这表 明浇 注 式沥 青混 凝土 不仅具 有较 高 的强 度 ，而且 还 有较 好 的韧性 。 5 结论 根据以上相关试验的研究 ， 可以得到如下结论 ： ( 1 ) 浇注式沥青混凝土 由于采用 了高粘度的沥 青 结合料 ， 因而具有较好 的低温抗裂性。 ( 2 ) 浇注式沥青混凝土材料配比中由于采用 了 较多的矿粉， 使得结构沥青膜较薄， 从而能基本克 服 由于沥青用量高而产生 的高温泛油 ，具有较好 的高温稳定性。 受 一 一 女 _ 、 受 一 奠 一舅! 奠一 受 一奠 一 生 一史 一 寞 一 奠 一 生 、 一 鱼 一史 一 寞 一唼- 一 新疆未来 5年投 1 2 0 0亿建“ 五横七纵” 公路网 根据未来五年新疆交通运输规划思路 ， 新疆将投 资人 民币 1 2 0 0亿元打造“ 五横七纵” 高速 、 高等级 公路 网。 “ 十二五” 期间( 2 0 1 1 - 2 0 1 5年) ， 新疆规划新建公路里程 6 8万 k m， 其 中建设高速公路 7 1 5 5 k m， 建设 高等级公路 4 4 5 5 k m， 使交通运输条件得到全面改善 ， 以有效支撑经济社会跨越式 发展。同“ 十一五 ” 相 比， 未来 5年新疆 公路建设投资将翻一番。 除“ 五横七纵” 公路 网外 ， 新疆还规划建设乌鲁 木齐 、 伊 宁( 霍 尔果斯) 、 喀什 、 哈密 、 库尔勒 、 石河 子 、 奎屯 7大国家级公路运输枢纽 ， 4条东联 内地通道 和 8条西出中亚 、 南亚 的国际通道。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m