钢桥面环氧沥青铺装施工工艺及质量控制

郑军涛，杨明，李鹏飞，邓波

（1.深圳中铁二局工程有限公司，广东 深圳518000；2.深圳市鲁班建设监理有限公司，广东 深圳518000）

1 工程概况

前海11 号景观桥位于梦海大道上，桥梁采用主跨80m 的梁拱组合体系，主拱采用钢箱拱，主梁采用双幅式钢纵横梁体系。本桥按照城市主干道设计，双向8 车道，桥梁总宽度为53m。桥梁建成后承受一定的重载过境交通车辆。主桥钢箱梁行车道采用双层环氧沥青混凝土铺装方案，铺装层总厚度为50mm，采用25mm 厚环氧沥青混凝土（EA10）上面层+25mm厚环氧沥青混凝土（EA10）+防水黏结层，桥面铺装结构见图1。

图1 钢桥面铺装结构示意图

2 原材料和混合料配合比设计

2.1 原材料选择和试验

原材料保证铺装层混合料性能的先决条件。为满足钢桥面铺装设计性能要求，保证钢桥面铺装质量，必须选择性能优良、相容性好的集料、矿粉和结合料。

1）集料：环氧沥青混凝土选用集料为辉绿岩，集料坚硬、干燥、洁净、表面100%的破碎面，形状良好，无风化表面[1]。

2）矿粉： 环氧沥青混凝土选用石灰岩矿粉，材料干净无团结。

3）结合料：热拌环氧沥青结合料是一种三组分材料，其中，由基质沥青、环氧树脂（主剂+固化剂）混合组成。基质沥青为A 级70 号沥青，环氧树脂为日本株式会社近代化成KD-BEP环氧树脂混合料。

4）黏结材料：铺装层与铺装层以及铺装层与钢板之间的良好结合，是保证钢桥面铺装与钢桥面板之间协同工作的关键，直接影响铺装层的耐久性。根据设计要求，本项目选用日本株式会社近代化成KD-HYP 环氧沥青黏结剂作为黏结材料。

2.2 配合比设计

环氧沥青混合料配合比严格按照JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》、JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》等规范要求方法进行。环氧沥青配合比设计委托有关单位完成，根据矿料级配，综合考虑空隙率、弯曲极限应变、冻融劈裂强度比等指标，采用马歇尔试验方法确定最佳沥青用量，保证环氧沥青混合料的各项性能指标达到规范要求。

3 环氧沥青混凝土施工工艺及质量控制

3.1 施工工艺流程

环氧沥青混凝土的施工工艺主要包括：钢桥面除锈、涂刷防腐层、黏结层、环氧沥青混合料拌和、摊铺、碾压等，具体工艺流程如图2 所示[2]。

图2 环氧沥青混凝土施工工艺流程图

3.2 钢桥面板喷砂除锈及防腐层施工

钢桥面的喷砂除锈是钢桥面环氧沥青铺装前的一道重要工序，洁净度和粗糙度要求极高，喷砂除锈后的钢板清洁度达到Sa3.0 级，粗糙度达到80μm～150μm，防腐油漆与钢板结合力不小于6MPa。

1）喷砂除锈：桥面喷砂施工机械为回收式真空喷砂抛丸机，每次的最大前进距离控制在20m 左右，直至所有的除锈区域喷砂完毕。抛丸时，相邻两幅应搭接一定宽度，搭接宽度应不小于5～10cm。对于局部区域，如桥面边缘，打砂机无法进行施工，应由施工人员采用手提式磨光机进行施工，保证该区域清洁度、粗糙度满足要求。

2）粗糙度检测：桥面板喷砂后采用塑胶帖纸法或粗糙度仪器进行粗糙度检测。

3）防腐底漆：钢桥面板喷砂处理完成且经检验合格后，应在4h 以内进行防腐层涂装环氧富锌底漆，控制喷涂厚度，油漆厚度控制在80μm～85μm。油漆附着力采用Posi Test AT-M数字显示拉拔式附着力测试仪进行检测。

4）养护：环氧富锌漆喷涂后，至少自然养护7d 后方可进行桥面铺装施工，宜在环氧富锌漆喷涂后20d 内完成下层环氧沥青混凝土铺装施工，期间必须保持环氧富锌漆表面清洁。只有当漆膜和钢板之间的附着力大于6MPa 时，才能开始环氧树脂黏结层的施工。

3.3 环氧树脂黏结剂

3.3.1 环氧树脂黏结剂施工

环氧树脂黏结剂由固化剂和主剂组成，将2 种溶剂按照1∶1 的比例加入到搅拌桶内，人工持搅拌器拌和3min,使其充分混合，以备涂布。

黏结剂采用滚筒刷进行人工涂布，施工过程中通过划方格网对环氧树脂黏结涂刷用量进行控制。黏结剂主剂和固化剂从混合到喷涂结束控制在25min 内完成。作业人员应佩戴口罩和防护手套、脚套等用品，以保证作业质量。

3.3.2 环氧树脂黏结剂施工注意事项

1）施工环境温度低于10℃、风速大于10m/s、有雾、露水、下雨或相对湿度大于90%时不得施工。

2）环氧树脂黏结剂施工前用软扫帚或湿拖把清洁防腐油漆涂层上的尘埃，再用空压机清洁灰尘、吹干桥面，保证环氧富锌底漆的表面无积水和尘埃。3）环氧树脂黏结层涂刷完毕采用自然养护，黏结层涂刷完毕对桥面进行封闭，在25℃±5℃的环境温度条件下，养护天数控制在2d 左右，直至环氧树脂黏结层达到基本固化，达到指定状态，方可进行环氧沥青施工。

3.4 环氧沥青混合料生产及运输

环氧沥青混合料对温度控制要求非常严格，混合料从拌和机出料温度一般控制在170℃～185℃，现场摊铺温度控制在160℃～165℃，且日本环氧沥青混凝土从后场拌和生产、运输过程复压结束的时间必须控制在2h 以内，混合料的生产和运输环节至关重要。

3.4.1 混合料的生产流程

热拌环氧沥青混合料生产工艺流程如图3 所示[3]。

图3 热板环氧沥青混合料生产工艺流程图

3.4.2 环氧沥青混合料生产

1）严格控制矿料的加热温度，冷料进入拌和机的料仓要提前加热，按照生产配合比的设计用量进行投放。

2）拌和机的出料温度控制在175℃～185℃范围内，若热料温度超过190℃须弃料。

3）严格控制拌和料的搅拌时间，集料干拌时间10s～15s，环氧树脂及沥青投入后拌和时间为45s～50s。

4）在基质沥青投入到拌缸里的同时投入环氧树脂，环氧树脂由主剂和固化剂按重量比配合，其中主剂占56%、固化剂占44%。

5）混合料的用量按试验确定的油石比控制，其中，基质沥青和环氧树脂各占50%。

3.4.3 环氧沥青混凝土的运输

施工前应根据运距、工程量、运输能力确定运输车数量。材料运输前要对运输车进行车况检查，杜绝车辆漏油和漏水现象发生。环氧沥青混合料应与车厢结合紧密、内表面干净、光滑的运料车从拌和楼运至施工现场。混合料装车前应在运料车车厢表面涂刷一薄层植物油，以防止混合料黏在运料车车厢上。

为了防止混合料热量损失，每一车料都应使用帆布或棉被对混合料进行覆盖。每辆运输车装载环氧沥青混合料不宜超过15t。每车料运至现场设专人测量混合料温度，不符合要求的混合料坚决废弃。

3.5 混合料的摊铺

本次施工段桥面分为左右两幅，左右幅采用2 台摊铺机呈阶梯形联合摊铺, 前后2 台摊铺机的纵向熨平板相距4m～6m 为宜，摊铺系数按试验分析数据1.2 进行控制。混合料摊铺注意事项：

1）混合料卸料温度应控制在160℃～165℃。

2）摊铺机熨平板应在喂料前提前加热至150℃，加热温度应均匀一致。

3）摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、料车料单容许卸料时间确定，计算控制好摊铺速度，以匀速摊铺为原则，并尽可能减少摊铺过程中的拉料与鱼尾纹等现象的产生，做到缓慢匀速连续不间断摊铺，非特殊情况不得随意变换摊铺速度。对于摊铺机无法摊铺到的部位，应随摊铺机用人工摊铺。

4）运输车辆进入摊铺现场必须对车身及轮胎进行检查、清理，防止对桥面产生污染，整个施工过程中要做好控油控水工作。

图4 桥面铺装施工顺序

5）摊铺机设专人用专用工具负责不间断翻动螺旋布料器两端和中间部分易产生“死料”的地方，有效预防“死料”的产生。

6）摊铺机料斗两翼合拢后，要人工协助将进料全部推至送料刮板上，不得有“死料”，对于因温度降低产生的“死料”，应及时清理。

3.6 混合料压实及成型

3.6.1 压路机组合及碾压遍数

沥青混合料的压实是保证沥青表层质量的重要环节。压实与摊铺机紧密结合，每层的轧制过程分3 个阶段进行控制：初始压力、二次压力和最终压力。轧制顺序、轧制时间、轧制速度、轧制温度、轧辊组合等应由专人进行管理、检查和记录，防止压力泄漏。初始压实应采用双钢辊，压实应进行3 次，再压实应由轮胎滚筒进行3 次，最后压实应在重新压实完成后进行，最后的压实应用钢轮滚筒进行3 次。对于在初始压力下的第一次轧制，辊子只能在靠近摊铺机时才能后退。第一次轧制的控制速度基于不产生横向裂纹和变速的原理[4]。

3.6.2 压路机碾压路线

压路机碾压按阶梯形路线进行作业，初压时压路机驱动轮面向摊铺机，由低到高，依次连续均匀碾压，相邻碾压带重叠1/3 轮宽。不允许压路机在沥青混合料突然转向或调头。压路机起动、停止必须减速缓行，不准紧急刹车、制动。

3.6.3 碾压温度及时间控制要求

热拌环氧沥青混凝土初压开始时混合料的内部温度为155℃以上，复压开始时混合料的表面温度为110℃以上，终压开始时混合料的表面温度为90℃以上。因为混合料在拌和的同时进行固化反应，环氧沥青混合料从生产到终压结束的时间必须控制在2h 之内。

3.7 切缝

环氧沥青摊铺完毕3h 后，方可对自由边切缝处理。正式切缝前要预先画好线，铺设宽约1m 的彩条布，沿线切割。切割过程中，大功率吸尘器紧跟切割机吸尘，并用扫帚辅助清理，防止切割的灰尘污染作业面。

3.8 养护

环氧沥青混凝土为热反应性材料，其强度的形成与养护时间和温度有关，一般情况下采用自然条件进行养护5d～7d，直至马歇尔稳定度达到50kN 后开放交通，具体时间应根据现场试验结果确定。

4 结语

结合前海11 号景观桥钢工程桥面铺装结构特点和性能要求，进行了原材料的选择、配合比设计，对施工工艺进行了详细阐述，并针对各工序的施工提出了质量控制措施。通过精心组织施工，使本项目钢桥面铺装工程顺利进行。目前，本工程钢桥面铺装工程按照该施工工艺和质量控制措施顺利完成，经过抽检检测，铺装效果良好，希望对钢桥面环氧沥青铺装施工有一定的参考与借鉴作用。