环氧沥青桥面铺装施工技术

环氧沥青桥面铺装施工技术

摘要: 粘结层材料和施工技术是大跨径钢桥面铺装的关键技术之一。合理的选择粘结层材料对于保证钢桥面铺装的使用性能具有重要意义。本文详细介绍了环氧沥青这一新型桥面铺装材料的特点及试件配制, 阐述了钢桥面环氧沥青铺装施工中对防锈层、粘接层、环氧沥青铺装施工的工艺和质量控制措施，提出环氧沥青粘结层的设计方法，并通相关粘结层材料的对比试验，进一步证明环氧沥青粘结层的优异性能，为大跨径钢桥面粘结层设计提供了借鉴和依据。

关键字: 大跨度桥梁; 环氧沥青; 钢桥面; 桥面铺装 一、前言

随着我国经济的快速增长, 大跨径钢结构桥梁日见增加。其中, 正交异性钢桥面板体系由于其自重轻、经济性好而得到越来越多的应用，而铺装层是钢桥面的重要组成部分。由于铺装所处的特殊位置, 在使用性能上又提出重量轻、粘结性高、不透水等特殊要求。桥面铺装是桥梁行车系的重要组成部分, 它的好坏直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性及投资效益和社会效益。

二、环氧沥青特点及配合比的设计

环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中, 经与固化剂发生固化反应, 形成不可逆的固化物, 这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质, 而赋予沥青完全新的优良物理力学性质。用环氧沥青拌制的沥青混合料, 其路用性能比普通沥青混合料优异得多。环氧沥青混合料作为高性料,在桥的施工中是由设计人确定矿料的级配, 采用马歇尔试验方法确定其最佳沥青用量, 综合考虑其疲劳性能、低温抗裂性、高温稳定性、水稳定性等使沥青混合料的各项指标满足设计要求。但要注意的是, 在进行马歇尔试验时, 试件制作应分为两组, 一组为固化试件, 一组为不固化试件。固化试件为成型后不脱模即放入120℃ 的恒温箱, 保温4 h 的试件； 不固化试件为成型后的常温养护试件。两者的试验目的不同, 因为环氧沥青属热固化性材料, 其性质近似混凝土, 强度随养护时间的延长而增加。不固化试件是对早期开放交通后混合料铺装层受力和使用状况的模拟; 固化试件是对养护期后混合料铺装层受力和使用状况的模拟, 只有进行两组对比试验才能够准确的确定最佳沥青用量。

三、粘结层材料的技术要求

如何保证铺装层和钢板之间牢固耐久的粘结力，铺装层能否适应钢板复杂的应力应变状态，一方面取决于铺装材料自身的强度与韧性，另一方面还取决于铺装层与钢板以及铺装上下层间的粘结作用。铺装层和钢板之间粘结力丧失而脱层是桥面铺装损坏的一种主要表现。铺装层和钢板之间的脱层可认为是桥面铺装的完全破坏。一旦出现脱层现象，铺装层本身将很快发生破坏，铺装层在荷载作用下对钢板的摩擦冲击会破坏钢板防锈层，在空气和水分作用下会使桥面钢板表面发生锈蚀。因此，铺装与钢板之间的良好结合是桥面铺装与钢桥面板协同工作的

关键，它直接影响到铺装的耐久性。从国内外钢桥面铺装的破坏情况看，粘结层的设计不当被认为是铺装层破坏的主要原因之一，如澳大利亚的西门桥及国内较早修建的北江马房大桥（广东肇庆）、虎门大桥等都因此而进行了修复。

由此可见，铺装与钢桥面板、铺装上下层之间的粘结是钢桥面铺装技术中需要研究解决的关键技术之一。针对粘结层的以上作用，要求粘结层材料，首先应具有较强的粘结力以及较强的变形适应能力，并且与铺装材料及防腐涂装材料有较好的相容性，保证铺装与钢板以及铺装上下层能够共同承受各种荷载作用。其次粘结层材料应致密不透水。同时粘结层材料也应具备良好的高温抗流动性，并且考虑到施工条件的影响，要求在240℃的短暂高温下不产生老化。

四、环氧沥青铺装施工过程控制

1.防锈层和粘接层的施工控制

防锈层是保证钢桥面防腐蚀和耐久性的重要部分, 其施工质量的好坏对钢桥面在运行期间的状态有很大的影响, 在施工中必须严格控制该层的质量。其主要施工工序包括: 钢桥面表面清理, 喷砂或抛丸除锈, 喷洒环氧富锌漆。在喷涂粘结层之前，桥面钢板上应先进行喷砂除锈和防锈漆的涂装。防锈漆一般选用无机硅酸锌漆或环氧富锌漆，粘结层材料采用环氧沥青。采用特殊的撒布设备喷涂。为了利于环氧沥青粘结层的喷涂施工并加速粘结层的化学反应，组分A（环氧树脂）加热至82℃~93℃，组分B（固化剂和沥青）加热至150℃，通过计量系统按规定比例混合后，经混合器( 反应器和喷涂杆喷到桥面钢板上。为防止桥面上凝聚的水分破坏粘结层和钢板间的粘结力，施工时桥面温度和气温必须高于10℃。

2. 混合料拌和

混合料在拌和前应将A 成分( 提纯沥青) 与B成分（ 相应的专用凝固剂）提前加热脱筒，分别泵入储存罐中，保持A 成分温度为85±5℃，B 成分温度为128±5℃。矿料按生产配合比流量加热后进入热料仓，拌和后测量出料温度，如此反复进行3 ~5 遍，直到混合矿料的温度稳定在110 ~ 120℃范围内，然后按照生产配合比中确定的油石比，喷入环氧沥青进行拌和，拌和均匀后的出料温度应严格控制在110~ 120℃。环氧沥青为热固化材料，其化学特征决定从拌和到碾压完成有严格的工作时间控制，也就是容留时间，否则，将影响混合料的和易性及技术性能。在施工过程中必须予以重视。

3.混合料摊铺

混合料摊铺应采用先进、适宜的设备。由于环氧沥青铺装分层较薄（ 一般为25 m m ），混合料粒径小（ 一般最大粒径为10 m m ），所以，摊铺机的夯锤宜选用行程短的，并应适当降低击实频率，以保证整机能够均匀、稳定前进。对于钢桥面，桥面板的表面平整度对铺装层平整度有很大影响，应尽量选用非接触式平衡梁，以减小熨平板侧臂长度和重力惯性所带来的调整滞后影响，保证平

整度满足规范要求。

4.环氧沥青混和料压实

环氧沥青混和料对压实后的空隙率要求很高( 空隙率≤3% ）。混合料的压实过程就是固态颗粒在弹性介质中的填实定位，形成更密实和有效的颗粒排列形式。因压实质量对铺装层的耐久性影响非常大，环氧沥青铺装施工要注意压实速度的选择。为保证压实温度，在初压时应采用约2.5 km /h 的速度；复压时应使碾压机械成阶梯队列进行。复压速度控制在5 km /h 以下，碾压长度控制在40 m 左右。对轮胎压路机，必须检查每个轮胎的磨耗和胎压，避免影响铺装层的横向平整度。由于桥面宽度大, 必须分幅施工时, 对桥面铺装施工缝的处理必须严格要求。纵向施工缝应严禁设置在纵横肋和U 型肋与顶板的焊缝处，上、下层分缝间距应大于10 cm ，并尽量不设置横缝，必须设置时，应留在横隔板的中间附近。上、下层施工缝应采用45° 的斜缝，并在摊铺施工时预留切割量，应在铺装碾压完成2 h 后进行切割时间测定试验，先在预留切割量部位进行试切，如果切缝平整、光滑、无掉料，即可开始正式切割。下层铺装切割深度应略小于铺装厚度， 以避免破坏粘接层、防腐层和钢桥面； 上层切割可以按实际厚度进行。

5.注意事项

由于环氧沥青的高度不透水性,在铺装过程中任何时候都要避免将水洒在正在施工的铺装层上, 以免日后造成桥面脱层、空鼓现象, 降低铺装的使用寿命。所有施工人员都应在指定区域内饮水休息, 施工中必须严格遵守这一要求。为防止粘轴现象, 在碾压过程中压路机的钢轮和轮胎均应由人工随时用植物油进行涂刷。在铺筑过程中, 由于粘接层的存在, 料车和摊铺机容易出现打滑现象, 可以使用新鲜的混合料进行覆盖处理, 但不能超过铺装操作的预定长度。如在摊铺过程中出现“死料”现象, 应及时剔除和修补, 如在终压完成后发现该情况, 应凿除“死料”后涂刷粘接沥青并用新鲜的热混合料进行修补。

五、结语

1.环氧沥青作为粘结层材料完全符合各项指标，性能优良，可以作为大跨径桥面铺装粘结剂。

2.钢桥面铺装粘结层是桥面铺装工程的关键技术之一，在设计、施工过程中必须建立严格的质量控制体系，并不断完善施工工艺。

3.钢桥面铺装粘结层在不同的环境和使用条件下，表现出不同的物理力学指标，因此必须对所应用桥梁的桥面系进行整体研究，而不能照搬使用。

参考文献：

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[ 2] 闵召辉, 黄卫, 王晓. 环氧沥青混凝土钢桥面铺装层温度应

力研究[ J] . 公路交通科技, 2003, 8: 12- 16.