技术详细介绍
特大钢桥面聚氨酯铺装复合材料
技术简介
国外对钢桥铺装技术研究起步较早，各个国家根据本国国情，形成适应其国情的典型桥面铺装技术，具有丰硕的研究成果，目前技术比较成熟的为欧洲和日本的浇注式沥青混凝土（MA）、美国的双层环氧沥青混凝土等，使用寿命均超过 20年。随着国外技术引进，国内桥面铺装材料及结构也呈多元化发展态势，目前主要分为 SMA类铺装体系、浇注式铺装体系及环氧类铺装体系：①SMA类铺装体系已经用于虎门大桥、厦门海沧大桥、武汉白沙洲大桥、重庆鹅公岩长江大桥等，该类铺装方式优点为高温稳定性好、抗湿滑性好，但突出缺点为耐疲劳特性差，防水粘结层与沥青铺装层层间缺陷难以控制，因而在复杂应力应变情况下耐久性难以得到保障，SMA类铺装钢桥最长翻修寿命不超过 3年，有的甚至在 1年之内就开始进行全桥二次翻修；②浇注式铺装体系最早用于江阴长江大桥、香港青马大桥及台湾的新东大桥和高屏溪大桥，该铺装方式是 2001年从德国引进、结合日本铺装成功经验进行改进，对德国防水层环氧树脂进行增韧改进，采用高粘性改性沥青的双层结构形式，以适应我国国情；③国内对环氧类铺装体系研究起步较晚，东南大学等科研院校引进美国环氧沥青混凝土，目前铺装的大桥有南京第二长江大桥、第三长江大桥、苏州长江大桥等，但该技术受地域气候限制较多，在一些特殊的使用环境下仍旧“力不从心”。
在分析国内目前的钢桥铺装技术的优缺点的基础上，设计出钢桥面聚氨酯铺装复合材料，具有常温施工、超韧耐久、绿色环保等特点，在该领域具有自主知识产权。
钢桥面聚氨酯复合材料铺装体系摒弃了传统的沥青材料，采用双层铺装结构体系，首先在经过环氧漆处理的钢桥表面涂刷一层 0.5~1mm厚的底涂粘结层，与下层钢板及上层聚氨酯铺装材料均能牢固粘接，具有防水防腐耐剪切的特性；聚氨酯混凝土中聚氨酯复合粘合剂在室温下粘度较低，经过拌合机与骨料拌合之后，在底涂粘结层表干与实干之间时使用铺路机平铺30~50mm厚聚氨酯沥青混凝土层，最后再使用钢轮、脚轮压路机进行均匀碾压，待其完全固化后即可开放交通。通过钢板-----底涂粘结层----聚氨酯复合材料体系，实现材料极性由强到弱的过渡，解决了传统铺装工艺中的脱层问题，以及环氧树脂脆性大的问题，可大大增加使用寿命。
技术指标
表 1 聚氨酯复合材料性能指标
表 2 聚氨酯沥青路面取样性能测试
应用范围
目前国内三种钢桥面铺装方式中，SMA类铺装体系、浇注式铺装体系由于仍旧使用传统沥青材料为主，国内铺装的大桥基本都出现早期破坏，使用寿命平均未超过 3年，而环氧树脂与钢桥面粘接性较强，但由于其自身脆性结构，加之钢桥面独特的大振幅的交通特点，使得环氧树脂---钢板界面层无法承受长期动态疲劳；聚氨酯复合材料沥青则是借鉴传统沥青材料及环氧沥青的性能优点，从根本上解决传统沥青热塑性及环氧沥青脆性特点，具有热固高强度、界面防水，韧性好等优势，相信在短时间内聚氨酯复合材料沥青会具有广泛的国内外市场。