黄超1 王冬2
西安航天动力试验技术研究所 陕西省 西安市710000
摘要：钢桥面铺装材料需要具备抗磨耗、抗滑以及防水防腐的特点，才能起到保护钢桥面的作用，而目前国内常用的钢桥面铺装材料主要以高分子聚合物材料为主，除此之外，还包括浇筑沥青混凝土材料、环氧沥青混凝土材料以及沥青玛蹄脂碎石材料，这些铺装材料的使用寿命长短不一，因此为了确保钢桥的使用，就需要对这些高分子聚合物混凝土铺装材料进行技术性分析，才能提高铺装材料的使用寿命。
关键词：高分子聚合物；钢桥面铺装材料；技术分析
引言：在交通运输事业的发展过程中，公路是交通运输的主要交通枢纽，而公路大跨径的钢桥越来越多，钢桥面铺装层是桥梁的重要组成部分，因此在保护钢桥面作用的同时，对钢桥面铺装材料使用高分子聚合物混凝土材料时，需要用到的高分子聚合物材料以沥青玛蹄脂碎石、沥青混凝土和环氧沥青混凝土为主。
1.影响钢桥面铺装的因素
1.1钢材导热系数高
在钢桥面材料铺装的使用中，钢桥面经常会出现高温或者低温的情况，无论是高温还是低温，都会影响到钢桥面材料铺装的性能，如果温度过高或者过低，使得钢材导热系数发生变化，从而无法满足钢桥面铺筑的整体需求。
1.2钢桥路面变形量大
由于正交异性钢桥面板通常应用于大跨径桥梁，使得钢桥面铺装的刚度偏小且形变量变大[1]。而铺装层由于会直接铺设在桥面板上，从而导致相关形变量非常复杂，因此在钢桥面铺装材料的应用中，只能使用变形能力较大的材料，而变形能力较弱的材料则不宜使用。
1.3耐久性问题
钢桥面铺装材料的耐久性不足，会导致大跨径桥梁在铺装层发生破坏时需要封路维修，从而造成巨大的经济损失，给人们的出行造成很大的不便，使得路面出现表面裂缝、车辙破坏、推移破坏以及坑槽破坏等现象，如图1所示。
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2.常用的高分子聚合物混凝土钢桥面铺装材料
2.1浇筑沥青混凝土材料
浇筑沥青混凝土铺装材料是一种依靠混合材料自身流动的特性摊铺成型，并具有无须碾压且孔隙率小于1%的沥青与矿料混合物[2]。当混合物的搅拌温度保持在220-260℃之间时，浇筑沥青混凝土材料会拥有高沥青含量和高矿粉含量的特点，使得该铺装材料的空隙率变得非常小，由于浇筑沥青混凝土材料内的空隙通常并不是链接在一起的，所以作为铺装材料往往具有非常好的密水性优点，所以沥青含量的高低可以使铺装材料具有良好的柔韧性，同时也可以使变形追随能力提升。自从我国引进浇筑沥青混凝土铺装技术后，在各大公路铺装施工后，发现该方法导致公路中出现了严重的车辙、推移等问题。经过分析后发现，浇筑沥青混凝土在高温与重载的交通路面，由于钢桥面板厚度较薄，所以使得浇筑沥青混凝土的高温稳定性变得比较差。因此在后续的钢桥面铺装中，将浇筑沥青混凝土铺装材料主要应用于桥面铺装的下层面。浇筑沥青混凝土作为钢桥面铺装材料的优势是具有良好的防水和防腐效果，但在高温、寒冷条件下，很容易出现路面车辙等问题，因此在摊铺施工中，并不建议将浇筑沥青混凝土应用于路面，而主要应用于路面下层。
2.2环氧沥青混凝土材料
环氧沥青混凝土铺装材料主要是由环氧树脂和固化剂等物质共同组成，再经过复杂的化学方法形成的一种铺装材料，所以环氧沥青混凝土材料具有不同的物理性质以及化学性质。同时环氧沥青混凝土材料和普通的铺装材料相比，最大的特点就是可以产出不可逆的固化反应，具有高强度、高刚度以及耐腐蚀的特点。我国在使用环氧沥青作为钢桥面的铺装材料中发现，环氧沥青在高温路面中具有良好的表现，通常很少出现车辙和堆积的病害，使得路面具有极强的抗侵蚀能力。当然环氧沥青混凝土也有一定的缺陷，那就在固化后的脆性较大，受到外力后，很容易出现开裂的情况，导致铺装层会出现推移以及早期病害。同时环氧沥青混凝土强度形成受固化剂和温度的影响，给施工会造成较大的困难，同时由于在施工中，对施工设备要求较高，且影响交通开放，导致环氧沥青混凝土的使用寿命一般不会超过十五年，一旦超过使用寿命，就会对桥面造成较大的损害。
2.3沥青玛蹄脂碎石材料
沥青玛蹄脂碎石主要是由含量比例较高的粗集料、矿粉和沥青组成的一种骨架实密型沥青混合料。但由于该混合料被广泛应用于钢桥面，所以在钢桥面的铺装中，使用高含量沥青和纤维稳定剂将骨架胶结在一起，可以有效填充骨架空隙，从而使钢桥面混合料具有较好的柔性，最终可以适应钢桥面的变形。我国应用沥青玛蹄脂碎石技术比较成熟，采取调增级配，提高原材料要求，可以使改性沥青以及添加木质纤维或矿物质等手段，可以使沥青玛蹄脂碎石性能技术得到全面提高，从而当路面在高温情况下，可以抵抗车辙和开裂[3]。沥青玛蹄脂碎石技术导致路面产生病害一般是由于钢板面的黏性性能差或者桥面铺装层恶劣环境导致的，因此在施工中，一定要注意这些问题，同时沥青玛蹄脂碎石作为铺装材料，使用寿命只有十年，相对于其他铺装材料，使用寿命非常短，远远不能满足人们对钢桥面铺装材料的使用预期需求。
2.4高分子聚合物混凝土材料
在钢桥面铺装材料中，高分子聚合物混凝土铺装材料主要是由键重复连接的高分子量化合物组成，同时配备不同的矿料进行搅拌，最终形成高分子聚合物混凝土铺装材料。因此具有非常良好的特性，受温度影响远远小于其他铺装材料，同时还具有防水性和抗腐蚀性等特点，所以被广泛应用于钢桥面铺装中，除过以上特点外，高分子聚合物还具有保温、隔热、隔音等功能特点，也被广泛应用于建筑行业当中。高分子聚合物同时也具有一定的缺陷，那就是刚性有余而脆性不足，在钢桥面铺装材料中使用高分子聚合物作为铺装材料，当路面在炎热季节或者严寒季节中，长时间处于高温或寒冷的状况下，会导致铺装材料的敏感性变强，容易出现车辙和开裂等现象。在对钢桥面铺装工程的调查中，将沥青作为胶材料结构，可以实现钢桥面的铺装材料，由于开发温度敏感性低、耐水性强，使得高分子聚合物混凝土桥面铺装材料被广泛接受。
高分子聚合物混凝土铺装材料采用传统的设备进行生产，往往不需要加热，只需要在常温状态下，就可以实现搅拌、摊铺以及碾压，最终在钢桥面的铺装中，确保铺装厚度达到4厘米。高分子聚合物混凝土性能和其他铺装材料相比，价格低于环氧沥青混凝土铺装材料、浇筑沥青混凝土材料、沥青玛蹄脂碎石材料，同时强度可以形成可灵活性调整，铺装层厚度也要比其他铺装材料小[4]。在施工中不但可以节约材料，还能减轻重量，因此高分子聚合物混凝土铺装材料具有非常广阔的应用前景。
结束语：我国对桥面铺装施工的研究技术较晚，因此在钢桥面铺装施工中，主要是借鉴西方国家的技术，但由于各个国家的气候、温度、湿度、地质等不同，所以在钢桥面铺装施工中，存在很大的差异，虽然高分子聚合物混凝土铺装材料具备很多优点，也是钢桥面铺装推广的主要铺装材料，但如果在施工铺装时，不能及时把握交通条件等影响因素，那么就会导致桥梁结构使用寿命大幅度缩短，因此在施工中，需要将高分子聚合物混凝土铺装材料的特点和施工地区的环境相结合，才能保证路面的质量。
参考文献：
[1]王体宏, 时敬涛, 李纯,等. 钢桥面铺装技术现状与发展[J]. 石油沥青, 2020, v.34;No.163(01):50-53.
[2]付信根. 聚合物改性砼铺装体系对钢箱梁桥面板局部受力改善的试验研究[J]. 公路与汽运, 2019, 192(03):142-147.
[3]吴念. 铁路钢桥面铺装材料现状和前景分析[J]. 云南水力发电, 2019, 035(006):84-86.
[4]蔡鑫. 浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用[J]. 城市道桥与防洪, 2019, 000(010):123-126.