环氧沥青混凝土加热养护设备研制与应用

2013-05-12□文/刘卓

天津建设科技 2013年2期

□文/刘卓

环氧沥青混凝土加热养护设备研制与应用

□文/刘卓

环氧沥青混凝土强度高，与钢板有良好的追随变形性和延展性，是目前钢桥面铺装的理想材料，但桥面成品的自然养护期较长，严重制约了钢桥面环氧沥青铺装施工技术的发展和进一步推广应用。文章以天津海河大桥维修加固工程为载体，介绍了环氧沥青加热养护施工技术的试验研究和设备制作方案，缩短了环氧沥青混凝土养护期，确保及时通车，大大缓解交通压力。

环氧沥青；混凝土；养护；设备；研制

钢桥面环氧沥青混凝土铺装工程施工周期较短，但桥面成品的自然养护期较长，一般为45d，这就形成了矛盾，严重制约了钢桥面环氧沥青铺装施工技术的发展和进一步推广应用。为此，在不断提高施工效率的同时，需要探索和创新养护工艺，缩短环氧沥青钢桥面成品的养护期。

1 工程概况

天津海河大桥是跨海河的钢箱梁斜拉桥，位于天津市塘沽区海河入海口，是贯通天津滨海新区南北交通的主要干道，于2002年建成通车，由于重载车辆较多，致使桥面铺装层严重损坏，需要对其进行维修加固。依据设计对主跨290m钢箱梁桥面进行铣刨处理，后采用进口环氧沥青混凝土铺装，铺装总厚度为6.5～7cm，分2层摊铺。

2 加热养护方式的确定

进行了电加热、红外线加热和导热油炉加热等多种加热方案设计并详细的分析了方案可行性，从加热养护效果、经济性、安全性及可操作性等方面进行综合考虑分析，找出较好地钢桥面环氧沥青混凝土铺装层的加热养护方式。经过分析研究，采用导热油炉加热养护是缩短桥面养护工期比较可行的办法。

3 加热养护参数的确定

3.1 加热设备养护温度的确定

首先室内成型马歇尔试件，烘箱养护，研究试件在不同温度、不同养护时间下的稳定度，试验结果见表1。

表1 不同养护温度和养护时间下的稳定度

续表1

试验研究表明，在80℃条件下养护8h，环氧沥青未完全固化，还需继续加热，实际工程中养护时间过长，不能满足工期要求；120℃条件下养护5h即可满足要求，但是实际工程中加热面达到高温度存在一定安全隐患；100℃条件下养护8h即可满足要求，现场达到这一温度更易控制，故在现场加热施工时，铺装层表面温度的确定为100℃，导热油加热温度根据现场情况确定。

3.2 加热管与环氧沥青铺装层垂直距离的确定

排管距离环氧沥青铺装层垂直距离为12～15cm时，即可达到加热的均匀性和连续性，高度太低容易使试件局部升温过快，出现环氧沥青混合料老化的现象，而大于这个距离升温过慢，浪费热源。

3.3 加热养护时间的确定

模拟现场实际情况，在试验室制作小型导热油炉加热养护设备，分别制作高度为30、40、50、60mm的环氧沥青混凝土试件若干组，将试件放置在小型加热养护设备中，由温度探头控制试件表面温度保持在100℃左右，然后按养护时间分别测定试件的马歇尔稳定度和流值，来确定不同高度的环氧沥青混合料在加热条件下养护达到开放交通条件所需的养护时间，试验结果见表2。

表2 不同高度试件养护试验结果

根据不同高度的环氧沥青混凝土试件指标参考标准（见表 3），最终确定高度为 30、40、50、60mm的环氧沥青混凝土现场加热养护时间分别为5、5、6、6h。加热养护的过程中会出现环氧沥青混合料老化的现象，使得混合料的稳定度随着养护时间的增加先增加后下降，在施工的过程中要严格控制养护时间，避免出现过养护，不但浪费资源更对混合料的使用性能不利。

表3 不同高度的环氧沥青混凝土试件指标参考标准

4 加热养护设备制作

根据试验结果，制作了轨道式自动行走环氧沥青养护设备，该设备主要由轨道系统、导热油炉加热系统和多组加热单元组成，见图1。

轨道系统由轨道、电动机、减速机、主动槽轮、被动槽轮和链条传动系统等结构组成，由电源开关控制移动装置的启动和停止。

导热油炉加热系统由导热油炉、发电机、柴油油箱和防止滴漏的接油槽等装置组成，上述装置均焊接固定在由方管焊接成的网格形状托架上。

加热单元由方管焊接成长方形框架，底部均布无缝钢管且首尾相连，钢管上部满铺镀锌铁板、保温岩棉，然后固定密封镀锌铁板。在长度方向上的两侧各焊接有2根方管作为吊点和运输与存放时的叠放支撑点，见图2。

导热油炉加热系统和与其相邻的加热单元之间、相邻两组加热单元之间均设有连接板，组成设备的各装置可以拆卸、组装、重复使用。

5 加热养护设备应用

采用环氧沥青加热养护设备对海河大桥环氧沥青铺装层进行了6h的加热养护，在加热养护后5d即开放交通，迄今为止未发现质量问题。为加快环氧粘结层固化，采用环氧沥青加热养护设备对粘结层进行了2.5 h的加热养护，达到了预期的固化效果，缩短了环氧粘结层的养护时间，比预计工期提前了近40d，减少工程人员和仪器设备的等待费用。