軍山大橋鋼橋面鋪裝大修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

　　2010年，軍山大橋原鋪裝結(jié)構(gòu)已使用8年，病害已十分嚴(yán)重。為提高行車安全舒適性及橋梁耐久性，湖北省京珠高速公路管理處決定對(duì)軍山大橋鋼橋面鋪裝進(jìn)行大修養(yǎng)護(hù)。湖北省高速公路實(shí)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司系統(tǒng)總結(jié)了前期的研究成果及以往養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，制定了2010年軍山大橋鋼橋面鋪裝大修設(shè)計(jì)方案：橡膠環(huán)氧砂漿+雙層S M A鋪裝體系。該方案在軍山大橋全面應(yīng)用，成功實(shí)施3年后鋪裝層病害輕微，取得了良好效果。

　　軍山大橋鋼橋面鋪裝典型病害及大修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

　　軍山大橋鋼橋面鋪裝2010年大修養(yǎng)護(hù)前，鋪裝層出現(xiàn)的典型病害主要為推移、裂縫、車轍及坑槽。在車輛荷載和環(huán)境綜合作用下，這些病害加速了鋪裝層及橋梁結(jié)構(gòu)的損壞，嚴(yán)重影響了行車安全性和舒適性，也帶來(lái)了較大的社會(huì)負(fù)面影響。

　　推移：為軍山大橋鋼橋面鋪裝層最嚴(yán)重的病害，大都位于鋪裝下層與橋面鋼板結(jié)合面之間，銑刨后可見(jiàn)鋼板與下面層粘接完全失效且有水侵蝕跡象，局部鋼板已銹蝕。經(jīng)分析，層間粘接層失效是導(dǎo)致原鋪裝結(jié)構(gòu)推移病害嚴(yán)重的重要原因。

　　裂縫：分為兩類，一類為由于推移而產(chǎn)生的橫向或圓弧形裂縫；另一類則為行車道輪跡線位置的縱向裂縫，多為U型肋或加筋肋頂鋼板周期性變形導(dǎo)致瀝青面層發(fā)生疲勞開(kāi)裂并逐漸擴(kuò)展形成，主要在低溫季節(jié)出現(xiàn)。

　　車轍：主要位于行車道，最大車轍深度在10mm～15mm，相對(duì)于推移和裂縫，車轍對(duì)橋面行駛性能的影響較小一些。

　　坑槽及補(bǔ)塊：多發(fā)生在行車帶、橫隔板、加筋肋或補(bǔ)塊邊緣處，尤其是局部厚度偏薄、空隙率偏大或坑槽修補(bǔ)時(shí)接縫處理不當(dāng)，坑槽更容易發(fā)生。

　　綜合以上病害的調(diào)查與分析，推移是軍山大橋橋面鋪裝最嚴(yán)重病害，發(fā)展快且影響大，降低了橋面行駛的舒適性，也帶來(lái)了較大的安全隱患。因此，橋面鋪裝大修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)以上病害的特點(diǎn)，提出穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)方案。

　　大修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

　　軍山大橋?yàn)榫┲�、滬渝高速公路共用段的長(zhǎng)江大橋，其特殊的地理位置、行車環(huán)境和養(yǎng)護(hù)工程特性決定了橋面鋪裝大修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)安全可靠、施工便捷、經(jīng)濟(jì)合理、對(duì)交通影響小。

　　設(shè)計(jì)方案須滿足橋面鋪裝嚴(yán)苛的使用要求。軍山大橋橋面縱坡大（3%）、環(huán)境溫差大（夏季高溫達(dá)70℃、冬季低溫達(dá)-10℃）、降雨量充足（年均1100mm）、重載車輛多（貨車比例達(dá)70%）、橋梁鋼板頂面厚度薄（12m m）等，這些都是影響橋面鋪裝使用耐久性的不利因素，對(duì)設(shè)計(jì)方案的適應(yīng)性和可靠性提出了更高的要求。

　　養(yǎng)護(hù)施工不能中斷交通。軍山大橋的地理位置和行車環(huán)境決定了橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)施工不能中斷交通，只能邊通行邊施工。這就要求設(shè)計(jì)方案對(duì)材料、施工工藝要求不高，受行車影響干擾小，對(duì)施工環(huán)境要求不苛刻。

　　施工工期緊。整個(gè)橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)工程施工工期預(yù)定100天。這不僅要求施工速度快，而且施工后養(yǎng)生時(shí)間要很短。目前絕大部分的養(yǎng)護(hù)方案都無(wú)法滿足這一要求。

　　大修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)有限。2010年為全國(guó)高速公路迎“國(guó)檢年”，湖北省內(nèi)高速公路養(yǎng)護(hù)投入缺口較大，軍山大橋橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)相對(duì)不足。這就要求橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)方案在保證養(yǎng)護(hù)效果的同時(shí)，需節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本，造價(jià)較低。

　　目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的幾種橋面鋪裝材料主要有：澆注式瀝青混凝土（G u s s a s p h a l t）、環(huán)氧瀝青混凝土、SMA等。從路用性能、原材料技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)性、施工便利性等方面對(duì)三種鋪裝方案進(jìn)行分析�？梢钥闯觯�“橡膠環(huán)氧砂漿+雙層SMA”鋪裝體系最能滿足軍山大橋的使用要求。

　　軍山大橋橋面鋪裝設(shè)計(jì)方案

　　本次對(duì)全橋鋼箱梁橋面進(jìn)行徹底翻修，清除原鋪裝后重新鋪筑新的鋪裝結(jié)構(gòu)，橋面鋪裝設(shè)計(jì)總厚度為7.5c m。參考對(duì)典型鋼橋面鋪裝方案的分析結(jié)果，對(duì)“橡膠環(huán)氧砂漿+雙層S M A”鋪裝體系進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。

　　中央分隔帶左鋼緣石開(kāi)口處封閉防水處理方案

　　為了防止中央分隔帶及左緣石雨水滲入瀝青面層內(nèi)，橡膠環(huán)氧砂漿過(guò)渡層施工完畢后，在邊緣設(shè)置3mm厚、6cm寬的橡膠瀝青壓縫帶，鋪筑面層后對(duì)接縫處采用橡塑瀝青進(jìn)行灌縫處理。

　　粘結(jié)層及鋪裝層混合料性能驗(yàn)證

　　參考《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（J T G E20-2011）的相關(guān)試驗(yàn)方法，對(duì)鋪裝層混合料的路用性能、橡膠環(huán)氧砂漿的粘結(jié)及抗剪性能進(jìn)行分析。可以看出，鋪裝層混合料各項(xiàng)路用性能滿足設(shè)計(jì)要求，層間粘結(jié)及抗剪性能十分優(yōu)異。

　　設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)

　　相對(duì)于國(guó)內(nèi)外其他典型方案，本設(shè)計(jì)方案有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　設(shè)計(jì)方案針對(duì)性強(qiáng)、可靠性高、適用養(yǎng)護(hù)工程施工。“橡膠環(huán)氧砂漿+雙層S M A”鋪裝體系是在總結(jié)2006年中修養(yǎng)護(hù)方案的基礎(chǔ)上經(jīng)優(yōu)化后提出的，同時(shí)針對(duì)軍山大橋后期病害特點(diǎn)對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)層的材料性能進(jìn)一步優(yōu)化，施工材料可就地取材，工藝要求不高，很適合養(yǎng)護(hù)工程施工。

　　柔性鋪裝體系更能適應(yīng)軍山大橋的柔性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。“橡膠環(huán)氧砂漿+雙層SMA”體系整體柔性好，變形適應(yīng)性強(qiáng)，與軍山大橋結(jié)構(gòu)剛度不大、頂板厚度薄的柔性支撐體系有很強(qiáng)適應(yīng)性。

　　完善的防水粘結(jié)體系。通過(guò)設(shè)置橡膠環(huán)氧砂漿防水粘結(jié)體系，一方面防水體系更為完善，另一方面由于設(shè)置了過(guò)渡層，在解決鋪裝層與鋼板的整體粘接、受力問(wèn)題的同時(shí)，大大改善了鋪裝層的受力環(huán)境（粘接力、抗剪力）。

　　施工對(duì)環(huán)境要求不高，工藝簡(jiǎn)單。施工對(duì)原材料、施工環(huán)境、工藝要求不高，操作簡(jiǎn)單便捷，通車帶來(lái)的塵土、污染、振動(dòng)等對(duì)該方案的影響不大，可邊通車邊施工。

　　工期短，對(duì)交通干擾小。“橡膠環(huán)氧砂漿+雙層SMA”體系幾乎不需考慮養(yǎng)生的問(wèn)題，可大幅縮短工期，減小封閉交通對(duì)行車的干擾。

　　軍山大橋鋼橋面鋪裝于2010年8月正式完工，本文建立定期跟蹤檢測(cè)及觀測(cè)機(jī)制，對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行了跟蹤檢測(cè)，2010至2013年橋面各項(xiàng)指標(biāo)的跟蹤檢測(cè)結(jié)果如圖所示。

　　從上圖可以看出，經(jīng)過(guò)2010年大修養(yǎng)護(hù)，軍山長(zhǎng)江大橋雙向橋面破損、平整度、車轍、抗滑各性能指數(shù)都得到質(zhì)的提升。經(jīng)過(guò)近三年的運(yùn)行，各指標(biāo)雖存在輕微衰減，但總體良好，仍滿足規(guī)范技術(shù)要求，并有較好的行車舒適性。

　　2 013年5月，設(shè)計(jì)組又對(duì)軍山大橋橋面鋪裝進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，軍山橋雖經(jīng)過(guò)近三年的重載交通和惡劣環(huán)境因素影響，仍具備很好的路面使用性能，目前橋面平整密實(shí)，除少量輕微裂縫和輕度車轍外，沒(méi)有出現(xiàn)大的滑移和破損病害。這進(jìn)一步證明了本文所提出的養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)方案可靠性好。