柏 平，刘振清，李淑娥，徐 刚，郭银涛

（1.江苏省南通市公路管理处，江苏 南通，226001；2.公路养护技术国家工程研究中心(筹)，北京市 100029）

1 工程概况

南通市九圩港大桥为204国道改线跨越九圩港河直接进入南通市区的一条重要通道，工程总长度1 058 m，其中桥梁长462 m，荷载标准为公路-I级，同时满足城－A级。主桥长50m+80m+50m为连续钢箱梁，路幅全宽采用双幅变高度连续钢箱梁，单幅主梁采用单箱双室截面，宽度为18.3m，中支点处梁高3.2 m，设2 m长的等高段，跨中梁高2.0 m。

九圩港大桥连续钢箱梁桥面铺装结构见图1。其中，保护层HRA-13为热压沥青混凝土，面层为SMA-13，HRA-13与钢板间采用环氧沥青碎石粘结层，环氧沥青用量为0.8 kg/m2，碎石规格为5～10mm，用量为6 kg/m2。

图1 九圩港大桥连续钢箱梁桥面铺装结构

2 原材料性能检测

2.1 高粘度改性沥青

为有效提高桥面铺装路用性能，避免桥面铺装过早出现车辙、拥包、水损害等早期病害，九圩港大桥桥面铺装面层与保护层均采用高粘度改性沥青，其性能检测结果见表1[1]。

2.2 矿料

九圩港大桥用粗集料为10～15mm及5～10mm的玄武岩，细集料为0～3 mm的石灰岩，填料为石灰岩磨细的矿粉，其各项性能指标测试结果见表2～表5[2]。

表1 面层用高粘度沥青测试结果及技术要求

表2 粗集料试验结果及技术要求

表3 细集料试验结果及技术要求

表4 填料试验结果及技术要求

表5 矿料筛分结果及规格要求

由表2～表4可以看出，九圩港大桥用粗细集料及矿粉均满足设计要求。由表5知，仅10～15 mm和0～3 mm矿料筛分结果不满足相应的规格要求，这可以通过矿料级配合成加以调整。

2.3 木质素纤维

面层SMA-13用木质素纤维的各项性能指标测试结果见表6。由表6可以看出，所用木质素纤维各项指标均满足设计要求。

表6 SMA-13用木质纤维技术要求

3 HRA-13目标配合比设计

3.1 矿料级配范围研究

研究对英国嵌入式抗滑表层矿料级配[3]进行了初步的性能试验，结果表明嵌入式抗滑表层矿料级配范围直接用作钢箱梁桥面铺装结构保护层热压沥青混凝土（HRA）需要进行改进，故研究在借鉴英国嵌入式抗滑表层矿料级配范围、浇注式沥青混凝土和南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装等的矿料级配范围基础上，初拟了保护层热压沥青混凝土（HRA-13）的矿料级配范围，并选取初拟矿料级配范围中包括上限、下限在内的六条矿料级配进行试验，见图2、表7。

图2 保护层HRA-13六条矿料级配曲线

由于级配对车辙动稳定度影响较大，且车辙又是钢桥面铺装的主要病害之一，因此通过马歇尔稳定度和车辙动稳定度对筛孔通过率进行多元线性回归，结合保护层热压沥青混凝土的技术要求即马歇尔稳定度不小于12 kN，动稳定度位于3 000～6 000次/mm，得出新的级配范围，见表8。

对表8中的级配范围上限、中值及下限进行性能验证，结果表明得出的级配范围可以满足钢桥面铺装结构保护层矿料级配要求。

3.2 保护层HRA-13目标配合比设计

按比例合成符合表8的两条矿料级配，记为HRA-1和 HRA-2，见图 3。其中 HRA-1级配：10～15：5～10：0～3：矿粉 =25：18.5：50：6.5；HRA-2级配：10～15：5～10：0～3：矿粉 =22：21.5：50：6.5。

通过变换不同的油石比，并按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTJF40-2004）[4]确定 HRA-1和HRA-2的最佳油石比分别为5.5%和5.4%。对最佳油石比下的混合料进行性能验证，结果见表9。由结果可以看出，HRA-1和HRA-2各项性能测试结果满足要求。

4 面层SMA-13目标配合比设计

按比例合成两条级配SMA-1和SMA-2，使之满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中关于SMA-13的级配范围要求，见图4。其中，SMA-1级配：10～15：5～10：0～3：矿粉 =43.2：35.0：11.8：10.0；SMA-2级 配 ：10～15：5～10：0～3： 矿 粉=42：32.8：15.2：10.0。

通过变换不同的油石比，确定SMA-1和SMA-2的最佳油石比分别为6.6%和6.8%。对最佳油石比下的混合料进行性能验证，结果见表10。

表7 六条矿料级配试验结果

表8 保护层HRA-13矿料级配合理范围

图3 保护层HRA-13矿料级配范围及试验级配

表9 保护层HRA-13混合料性能验证结果

图4 面层SMA-13矿料级配范围及两条试验级配

由结果可以看出目标配合比SMA-1的水稳定性、高低温性能均能满足相应的技术要求，而目标配合比SMA-2的水稳定性、低温性能满足技术要求，但其高温稳定性不满足相应的技术要求。

表10 面层SMA-13混合料性能验证结果

5 结论

根据HRA-13和SMA-13目标配合比设计结果，得出九圩港大桥连续钢箱梁桥面铺装结构组合为HRA-1+SMA-1。复合结构性能试验结果表明该铺装结构具有优良的高温抗车辙、低温抗开裂、抗疲劳性能以及变形协调性。九圩港大桥于2009年10月建成通车以来，桥面铺装尚未出现任何病害，表现出良好的使用性能，然通车时日尚短，需进一步的跟踪观测。

[1]JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].2000.

[2]JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].2005.

[3]BS 594-1:2005,Specification for constituent materials and asphalt mixtures[S].Authority of the Standards Policy and Strategy Committee,2005.

[4]JTJF40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].2005.