新型人行天橋鋼橋面鋪裝體系的應用研究

文/孫 倩 王冬梅

人行天橋作為一種重要的過街設施越來越多的出現在城市道路系統(tǒng)中，由于外觀設計力求簡單、輕便，變截面鋼結構箱形橋體被廣泛應用[1]。人行天橋的橋面鋪裝層，應具有保護橋體結構、耐磨防滑等作用并盡量為行人提供舒適的步行體驗，同時其材質、色調也要與周邊環(huán)境協調[2～3]?，F有人行天橋鋼橋面鋪裝體系大致可分為3 類[4]：以石材、防滑面磚為代表的剛性鋪裝系統(tǒng)，使用壽命長、耐磨損、造價低廉，但是質量大、防滑性較差且容易出現局部脫落；以橡膠板、PU 板、塑膠板為代表的柔性鋪裝系統(tǒng)，整體性好、質量小、施工方便，可以做成彩色及各種圖案，但是抗滑性較弱、耐候性較差、易老化破損；以環(huán)氧類、丙烯酸類、聚脲類等為代表的薄層彩色面層鋪裝，厚度薄、質量輕、色彩鮮艷，但施工工序較為復雜，造價較高，由于防水性能較好，雨雪天氣極易造成表面水分的聚集，尤其是冬天，嚴重影響行人的通行安全。

為此，本文介紹一種橋面鋪裝體系，采用粉末狀瀝青材料，遇水可再還原成乳化瀝青。這一技術使瀝青材料和水泥材料實現干粉化的工廠化混合成為可能且賦予水泥體系優(yōu)異的防水、防潮、防腐性能和一定的彈性。

1 瀝青水泥砂漿鋪裝體系

主要由防腐防水層、黏接層、防護層、面層四部分組成。見圖1。

圖1 鋪裝體系結構

1）面層：根據需要可采用仿石面砂、彩色砂漿等。

2）防護層：瀝青水泥砂漿（干混砂漿）。

3）加強筋：耐堿玻纖布。

4）黏接層：改性瀝青橡膠黏接劑。

5）防腐防水層：環(huán)氧瀝青。

6）鋼橋面：鋼材。

2 瀝青水泥砂漿鋪裝體系性能驗證

該鋪裝體系的特色在于瀝青水泥砂漿防護層加入了特種瀝青粉末，大大提高了砂漿層的防水、防腐性能。見表1。

表1 瀝青水泥砂漿防護層性能指標

由表1 可以看出：砂漿試件的抗?jié)B壓力達到2.3 MPa，可有效防止外界水分的侵入，保證體系的穩(wěn)定；氯離子滲透深度測試結果為1.6 mm，具有優(yōu)異的抗氯離子滲透性能，可有效阻止氯離子滲透進鋼板結構引起其銹蝕損害，進而起到保護鋼結構的作用；壓折比＜3.0，具有較好的柔韌性；彈性模量＜25 GPa，在一定程度上起到減震、防開裂的作用。

人行天橋橋面鋪裝材料的抗沖擊性反映了天橋鋪裝體系在行人、非機動車及其他外力作用下的抗損壞性能，參考JC/T 985—2017《地面用水泥基自流平砂漿》中抗沖擊性試驗方法，在混凝土板上制作厚（30±3）mm 的鋪裝層（不含面層），在標準試驗環(huán)境下養(yǎng)護28 d，整個鋪裝體系受落體沖擊后，表面未出現開裂和脫離底板現象，抗沖擊性良好。

3 施工工藝

1）基底處理：先對鋼橋面板上的油污、不光滑焊縫、切割邊緣等缺陷部位進行處理，然后進行除銹，要求清潔度達到Sa2.5級；及時對除銹后的鋼板進行封閉保護。

2）防腐防水層：采用噴涂或刷涂的方式進行環(huán)氧瀝青防腐防水層的施工，漆膜厚度為0.5～1 mm。

3）黏接層：采用人工刮涂的方式進行改性瀝青橡膠黏接劑的施工，刮涂厚度為0.8～1 mm。

4）瀝青水泥砂漿防護層：采用工廠預制的干混砂漿，在現場加水攪拌后直接施作于黏接層上，機械攤鋪、振搗使其表面平整。

5）面層：根據要求，施作各種表觀面層。

4 瀝青水泥砂漿鋪裝體系的優(yōu)勢

根據人行天橋通道路面使用要求，鋼橋面鋪裝應滿足以下基本原則[5～6]：

1）由鋼結構長期處于自然環(huán)境下，容易受到水等介質的侵蝕而銹蝕，進而導致整個結構被破壞，影響其安全性；因此鋼橋面鋪裝體系應具有較好的防水性和排水性，以起到保護橋面的作用。

該體系采用環(huán)氧瀝青材料對鋼材進行保護，同時瀝青水泥砂漿防護層具有的防水防潮的性能，防止外界水的侵入引起鋼材的銹蝕。另外，瀝青水泥砂漿防護層具有優(yōu)異的抗氯離子滲透性能，阻止氯離子滲透進鋼板結構引起其銹蝕損害，進而起到保護鋼結構的作用。瀝青水泥砂漿中的核心組份瀝青粉末遇水可再還原，在水泥砂漿中硬化后形成相互交織的網狀膠膜結構，提高了砂漿的密實度，其摻量越大形成的膠膜結構越完善，進而使砂漿結構更為密實，從而達到防水防腐的目的。

2）在外力荷載反復作用下，鋼橋面鋪裝受力情況復雜，不同部位產生不同的變形，極易出現脫層和開裂問題，進而導致鋪裝體系失效，引發(fā)大面積損壞。因此鋪裝體系應具備良好的韌性及抗裂性，以適應結構變形。

該體系防腐、防水層上施作改性瀝青橡膠黏接劑，保證了環(huán)氧瀝青層與上層瀝青砂漿層的黏接性能。同時，改性瀝青橡膠黏接層是一種彈性材料，可以緩沖基層鋼材正交異性及鋼材和瀝青水泥砂漿層因熱脹冷縮差異導致的應力問題，保證整個鋪裝體系穩(wěn)定。

3）鋼橋面鋪裝體系一旦產生裂縫，裂縫處正好是鋪裝釋放應力集中變形的部位，反復作用下，裂縫會再次出現，因此要求鋼橋面鋪裝具有更高的耐久性，以減少后期維修養(yǎng)護的次數。

該體系中的瀝青水泥砂漿防護層具有較好的柔韌性，在一定程度上起到減震、防開裂的作用；而改性瀝青橡膠黏接劑層的彈性，也可以防止出現錯臺、面層開裂的現象。

4）人行天橋鋼橋面的表觀效果要可調節(jié)且必須具有一定的抗滑性及行走舒適性，以滿足不同的設計和需求。

該體系面層施作于瀝青水泥砂漿防護層上，可根據客戶需要選擇仿石面砂，彩色砂漿等材料。

5 結語

瀝青水泥砂漿的鋪裝體系是具有優(yōu)異的防水、防腐、耐磨、黏接、柔韌性，同時有一定的裝飾性；與現有鋪裝體系相比，性能優(yōu)異、耐久性佳，行走舒適性高、施工便捷、色彩豐富，在鋼結構人行天橋橋面鋪裝中值得大力推廣應用。