浇注式沥青混合料特点及发展动态

钢桥面铺装作为桥梁工程的一个组成部分，对桥梁结构保护和区域交通畅通具有非常重要的影响。目前，国内外大多数国家对钢桥桥面铺装设计(包括铺装材料与厚度设计)主要采用基于材料试验的经验设计法。从减轻桥梁自重，提高行车舒适性及适应钢桥面板的大变形等方面考虑，大多数国家倾向于采用薄层沥青混合料作为钢桥面铺装层。从选用材料和施工工艺来看，目前国内外桥面铺装方案主要有浇注式沥青混合料(Gussasphalt)方案(包括英国的Mastic asphalt)、改性沥青SMA方案(Stone Mastic Asphalt)以及环氧沥青(Epoxy asphalt)混凝土方案。此外，国内还出现了一些其他类型的铺装方案，如树脂沥青混凝土方案(ERS)、超高性能混凝土方案(STC)等。

浇注式沥青混合料(GussAsphalt，GA)原名Guβ，原是“河流”之意，引申为“浇筑流淌”。浇注式沥青混合料具有流动性，采用浇注式摊铺，一般不需碾压，只需简单的摊铺整平即可完成施工。

浇注式沥青混合料最早起源于欧洲，1917年德国开始研究、开发浇注式沥青混合料，并将其用于Cologne－mulheimrhine、Oberkasseler、Mulheim、Zoo等桥面铺装工程。随后，浇注式沥青混合料在英国、波兰、丹麦、日本、美国等发达国家也得到了较为广泛的应用。

我国于2000年引进德国浇注式沥青混合料铺装技术及配套设备，2003年其在山东胜利黄河公路大桥中得到应用，之后在多项桥面铺装等特殊铺装工程中得到应用。

浇注式沥青混合料组成特点及性能差异

浇注式沥青混合料GA10具有沥青用量高(7%～10%)、矿粉含量高(20%～30%)、拌和温度高(220～240℃)的“三高”特点，与传统的沥青玛蹄脂碎石SMA10、密级配沥青混合料AC10相比，在级配构成上具有较大差异。

可以看出，浇注式沥青混合料在各筛孔的通过率要远大于其他2种沥青混合料，其内部较多的沥青及细集料含量使粗骨料处于悬浮状态，致使其内部空隙率很小且不连通。

浇注式沥青混合料所具有的结构特点使其内部空隙率接近零，且所铺筑的浇注式沥青混合料结构层具有非常好的抗渗性，水分和其他物质都无法渗入到混合料内部，可避免沥青混合料在使用过程中因接触空气(水)而老化、脆化，产生性能衰变。较高的沥青含量使得铺装层在气候和交通条件作用下具有很好的柔韧性，可适应反复弯曲变形及与结构层的同步变形，且不会出现开裂等破坏现象。同时，高温拌和可采用浇注自流成型的摊铺工艺，避免摊铺碾压埋下质量隐患，如温度离析、骨料离析等。冷却后其自然形成强度，具有非常强的整体性。

浇注式沥青混合料所具有的结构特点决定了其除拥有沥青混凝土的性能外，还具有不同于普通碾压沥青混凝土的特性，而这些性能优势恰恰适应了桥面铺装等一些特殊铺装工程的使用要求。

浇注式沥青混合料发展历程

欧洲是世界上浇注式沥青混合料铺装技术研究和应用最早、最为成熟的地区。其中德国首先将浇注式沥青混合料应用于钢桥面铺装。随后，浇注式沥青混合料铺装技术被加拿大、美国等北美国家引进并成功应用于桥面铺装，如美国曼哈顿大桥、加拿大摩瑞玛坎大桥等。

日本对引进的浇注式沥青混合料的材料组成及相应的技术标准作了较大调整，逐步形成了符合日本国情的一整套铺装技术，并在近70%的工程中采用了该种材料。

20世纪90年代，浇注式沥青混合料引入我国后，历经了不断改进和完善，形成了适应我国使用条件的成套技术。浇注式沥青混合料铺装在国内发展历程可分为3个阶段:第1阶段，纯粹引进国外技术;第2阶段，结合我国使用条件改进优化;第3阶段，创新优化趋于完善。

第1阶段:浇注式沥青铺装技术于20世纪90年代引入国内，并在江阴长江大桥、香港青马大桥及台湾省新东大桥和高屏大桥上应用。江阴长江大桥和青马大桥均采用了英国铺装技术(MA)，即将由天然湖沥青TLA(70%)与基质沥青(30%)复合形成的沥青作为胶结料，铺装结构为单层浇注式;台湾则采用了日本铺装技术，铺装结构下层为GA，上层为密级配沥青混合料。

第2阶段:由于受内陆苛刻交通、气候条件影响，单层浇注式铺装结构应用效果不理想。因此，后来国内钢桥面铺装工程基本采用浇注式沥青混合料双层铺装结构，即铺装下层为GA，上层多采用改性沥青SMA。下层GA采用由天然沥青与SBS改性沥青混配形成的复合改性沥青，上层SMA采用高粘改性沥青，以提高沥青铺装层的高温稳定性。防水粘结层采用多层结构的双层环氧撒碎石+溶剂型粘结剂+橡胶沥青砂胶防水体系，如东营胜利黄河大桥(2003年)、长沙三汊矶大桥(2006年)、重庆石板坡大桥复线桥(2006年)。同时，有些防水粘结层也有直接采用溶剂型粘结剂，如安庆长江公路大桥(2004年)、汕头礐石大桥(2006年)。

第3阶段:根据钢桥面铺装疲劳耐久性、抗开裂性能、协同变形能力等的高要求，钢桥面铺装技术发生了革命性的转变。上层SMA用高弹改性沥青逐渐取代了高粘改性沥青，从而提高了钢桥面铺装的疲劳耐久性和抗开裂性能;防水粘结层也采用防水且随从变形性能更加优异的甲基丙烯酸树脂防水体系，如重庆菜园坝长江大桥(2007年)、南昌英雄－洪都大桥(2008年)、贵州北盘江大桥(2008年)等。下层GA用聚合物复合改性沥青代替了天然沥青复合改性沥青，从而提高了浇注式沥青混合料的低温抗变形能力和随从变形性，降低了混合料拌和温度，减轻了沥青结合料的老化程度和降低了能源消耗，如重庆朝天门长江大桥(2009年)、广西南宁大桥(2009年)、福州鼓山大桥(2010年)等。

针对浇注式沥青混合料铺装技术在国内钢桥面铺装领域的瓶颈问题，研究人员攻克了关键材料、设备、工艺及标准等难题，开发出高温定向自收缩加筋浇注式沥青混合料等新技术，实现了浇注式沥青碎石撒布及碾压的自动化施工，使浇注式沥青混合料的高温性能得到提高，工程成本降低，如广西柳州广雅大桥(2013年)、安徽马鞍山长江公路大桥(2013年)、重庆鹅公岩长江大桥(2013年)等。

此外，由日本引进的浇注式铺装技术在我国部分桥梁也得到应用，如泰州长江大桥(2012年)、南京长江四桥(2012年)等。该方法中，GA采用的沥青结合料为30#基质沥青与湖沥青复合而成的硬质改性沥青，且上层采用环氧沥青混凝土或高弹改性AC。

世纪工程港珠澳大桥是目前国内钢桥面铺装面积最大的单体工程，达到50万m2。该桥采用浇注式+改性沥青SMA铺装结构。该桥施工采用了独创的GMA工艺，即在采用英国MasticAsphalt技术的同时，为了提高施工效率而采用GA的拌和工艺，在国内尚属首次应用。

钢桥面浇注式沥青混合料应用

目前，国内应用比较广泛和成熟的铺装技术主要是双层SMA技术、浇注式沥青混合料技术和环氧沥青混凝土技术。对近15年应用面积的统计表明，3种铺装方案在不同时期呈现出不同的应用状态。

浇注式沥青混合料早期在国内钢桥面铺装中推广较缓慢，后来，随着不断完善和改性优化，整体使用情况表现良好。目前，在建与待建的多座大跨径桥梁中，浇注式沥青混合料的应用呈现明显增长趋势。浇注式沥青混合料已经构成国内目前应用数量最多、面积最大的主流铺装体系。

经过多年的发展，浇注式沥青混合料已经形成了以其为主的多种铺装方案。

1)浇注式混合料+改性沥青SMA。

铺装上层采用高弹体改性沥青SMA10，其从根本上改变了传统SMA结构疲劳抗裂能力不强的缺点，大幅度提高了其疲劳抗裂性能，遏制了裂缝等病害的出现。防水粘结层采用甲基丙烯酸树脂防水材料体系，其能很好地适应正交异型钢桥面板的结构特性，在荷载反复作用下性能不衰变。该铺装结构应用广泛、成熟，国内已应用工程超过60个，铺装面积超过150万m2。

2)浇注式沥青混合料+环氧沥青混凝土。

铺装上层采用环氧沥青混凝土EA10，其具有很好的耐疲劳性能、良好的耐腐蚀性、热稳定性、防水性能。其优良的密水性和高强度可以提高钢桥面铺装的整体密水性能，同时可以增加整体的刚度。目前该铺装结构在泰州长江大桥及一些小型钢桥上得到应用，效果较理想。

3)浇注式沥青混合料+开级配抗滑磨耗层OGFC。

铺装上层采用开级配抗滑磨耗层OGFC，降雨量较大时，其可迅速排出铺装表面的积水，降低雨水对交通安全的影响，避免沥青混合料遭受水损坏。同时，开级配抗滑磨耗层OGFC的骨架嵌挤结构具有非常好的高温稳定性，高温时不易发生车辙等热稳性病害。目前，该铺装方案已在重庆嘉华大桥得到应用，效果理想。

结语

随着我国钢桥面铺装技术的持续改进和完善，浇注式沥青混合料的性能得到了很大提高，其所具有的性能优势是其他类型混凝土无法媲美的，在道路或其他工程特别是桥面铺装工程中，具有很强的适用性。目前，浇注式沥青混合料在国内钢桥面铺装领域所占的比重接近50%。另外，基于我国地域的气候和交通特点，已开发了以浇注式沥青混合料为主的多种铺装方案，其已成为我国钢桥面铺装领域的主流铺装材料。