环氧沥青混凝土在桥面铺装工程中的应用

2013-02-28高国刚

山西建筑 2013年7期

高国刚

(山西晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中 030600)

0 引言

随着我国经济的发展，对桥梁的建设要求不断提高。正交异性钢桥面板具有跨度大、自重轻，且架设方便，施工周期短，节省工程造价等特性，在我国得到了大规模应用。桥面直接铺筑在正交异性钢板上，在行车荷载、温度、环境等因素的影响下，其受力和变形远比公路路面复杂得多，因而对其强度、收缩变形、温度稳定性、疲劳耐久性等均有较高要求。桥面铺装作为桥梁的重要组成部分，直接影响到路面的行车安全性、舒适性、耐久性以及经济性。为解决在桥梁设计及运营中桥面沥青铺装层的耐久性问题，因此，环氧沥青材料得到了重视并广泛应用。

环氧沥青混凝土是一种耐久性钢桥面铺装材料，具有强度高、温度稳定性和耐久性优异的特性，且与钢板的热胀冷缩系数接近，能很好的满足钢桥面铺装的要求，具有良好的工程应用性能。

1 环氧沥青混凝土的工程性能

环氧沥青混凝土是在沥青中加入橡胶粉、环氧树脂、固化剂，经固化反应形成不可逆的固化物，使沥青由热塑性转为热固性，然后与粗、细集料及矿粉通过搅拌形成。具有以下性能:

1)优异的防水性能。

混合料中，沥青含量高，环氧沥青粘结性好，集料较细，能阻止水分渗入到钢桥面板，防止钢板锈蚀。

2)优异的粘结性能。

实验数据表明，在23℃下，以500 mm/min的延伸率对环氧沥青材料进行拉伸试验，其拉伸强度可以达到81 MPa，断裂延伸率为230%。

3)温度稳定性。

环氧沥青是一种热固性材料，在高温下会变软但不会流动;低温下也不过分脆硬，强度反而低于普通混凝土，抗裂性能优越。

4)优异的耐久性。

将环氧沥青材料浸泡在柴油中，经过两周的浸泡，材料棱角无任何脱粒、松散等现象，其稳定度仍是普通沥青混凝土的3倍。

5)线性收缩性能。

桥面铺装层与桥面钢板热变形会相互影响和制约。当两者的收缩系数相差过大，会导致铺装开裂或层间滑移，而环氧沥青混凝土的收缩系数与钢板相差不大，特别在低温情况下，两者几乎相等，故由温度引起的铺装层和钢板之间收缩不协调导致开裂的可能性较小。

6)性价比高。

随着国产环氧沥青的问世，打破了国外的高价垄断，且建成后的路面使用寿命延长，降低了维修养护费用，其经济性将逐步体现出来。

环氧沥青混凝土具有良好的工程应用性能，广泛的应用于条件恶劣的地区，在国内钢桥路面铺装中取得了良好的效果。

2 环氧沥青混凝土桥面铺装工艺

我国的交通荷载和气候环境情况复杂，环氧沥青混凝土适宜于我国绝大多数大跨径桥梁钢桥面的铺装。

2.1 铺装流程

环氧沥青混凝土桥面铺装流程见图1。

图1 环氧沥青混凝土桥面铺装流程

2.2 铺装工艺

2.2.1 施工准备

主要有桥面清洁作业，原材料及施工机械准备等。

1)原材料准备，主要包括:a.粗、细集料均应洁净、干燥、无风化、无杂质，并将环氧沥青A，B组料存放在阴凉通风处，防止日光直接照射，并隔绝火源，远离热源的库房内。b.填料宜采用憎水性石料，可采用石灰岩矿粉，但其用量不宜超过总量的2%。

2)施工机械准备。环氧沥青混凝土铺装与常规沥青混凝土施工所需设备基本相同，但环氧沥青属于双组分热固性材料，须使用一些专用设备。如:将环氧沥青加入拌合楼须使用专用对接设备，拌合楼、摊铺机、压路机须做相应改造。

3)桥面清洁作业(见图2)，在桥面铺装作业中，桥面除锈标准为Sa2.5级，可用手工除锈，也可用化学除锈，要求达到无油、无锈、无异物，表面干燥清洁。主要包括:a.表面清理。作业前，先用高压水枪、毛刷等对桥面进行全面清理、冲洗;对油污严重的地方，先使用化油剂进行清理后再冲洗;将钢板表面凸出的焊瘤、焊疤等打磨清除，清理后的钢板表面平整、洁净。b.抛丸除锈(见图3)，使用抛丸机将钢板表面的锈迹清除。不适合进行抛丸处理的部位可使用机械打磨。钢铁表面的焊缝须达到表面无棱角、光滑、无焊瘤、无毛刺。如果焊缝高于2 mm，则用底漆和滑石粉调成粘度适宜的腻子，在底漆表面干后抹在焊缝两侧并刮平成为过渡曲面。

要点:进行钢板表面抛丸作业时，每一幅工作都要有50 mm～100 mm的搭接宽度;抛丸作业完成后，当粗糙度在60 μm～80 μm范围内，光洁度达到2.5以上时，用空压机清理钢板表面浮尘至干燥清洁，并在4 h内喷涂粘结层，当因故未能及时作业的，要采取适当的保护措施，以阻止空气中的水分对钢板的再次氧化。

图2 桥面清洁作业

图3 路面抛丸处理

2.2.2 粘结层喷洒

粘结层喷洒包括:1)拌合作业，为了施工的方便，可将胶粘剂分成A，B两个组分，A组分为单纯的环氧树脂，B组分为固化剂和其他组分的混合物。将B组分倒入事先备好的容器中进行搅拌，然后再加入与之相匹配的A组分拌合。2)洒布作业，通过专用的环氧沥青粘结剂洒布车完成，以保证喷洒的均匀性和连续性(见图4)。

2.2.3 混合料生产

组分A(环氧树脂)加热至85℃～90℃，组分B(固化剂和沥青)加热至150℃～155℃，通过计量系统按规定比例混合;A，B组分现用现兑，A，B组分配比用量为100∶760(质量比)。胶粘剂的粘度会随时间的增长而逐渐增大，且不同温度下粘度随时间增长的速率不同，温度越高，增长越快;反之，温度过低，粘度增长十分缓慢。因此，根据施工场地的实际情况，合理确定不同温度下适宜的拌合时间是必要的。

要点:正式拌合前先进行试拌并进行马歇尔试验，检验温度、矿料级配及沥青含量的合格性，如不符合要求须进行调整，直到合格为止;运输过程中采取严格的保温措施。为保证运输时间，施工前进行实地考察，合理安排运输时间;环氧沥青拌合温度应保持在115℃±5℃范围内或者根据运距和环境温度做适当调整。

2.2.4 碎石撒布

预裹覆沥青碎石封层技术具有较强的防水性，极高的防滑性，较好的粗糙度，并具有处理层间裂缝的良好性能，可为桥面提供一层牢固耐用的抗滑表面，能够使每一块钢板不受磨损和腐蚀，为铺设的环氧沥青混凝土提供了一层长期的耐磨损面(见图5)。