摘要：桥面铺装是钢桥行车体系中的重要组成部分，它对桥梁使用的耐久性、行车舒适度、经济和社会效益都有着重要的作用。但是钢桥面铺装体系在使用年限内发生破坏的情况也时有发生。对于大跨径钢桥桥面铺装来说，材料与结构的研究是重点和关键。钢桥桥面铺装的破坏会影响通行，需要投入大量的人力物力进行维修。所以对于钢桥面铺装材料和工艺研究成为一项重要课题。
关键词：环氧沥青技术；市政钢桥面项目；应用
1环氧沥青混凝土施工控制参数
1.1环氧沥青混合料容留时间及出料温度
由于M-11环氧沥青混合料出料温度在110℃以下时，混合料运至摊铺现场温度会偏低，难以摊铺碾压，而且成型后需要很长的养护期；而温度在125℃以上时，会因为固化反应太快无法满足施工要求，所以试验温度选定在110℃~125℃。在温度110℃、115℃、120℃、125℃下拌制混合料，并分别在该温度下保温30min、60min、90min、120min、150min，然后制作马歇尔试件，在试件固化后测定马歇尔体积指标，并以马歇尔稳定度和空隙率为主要控制指标。
1.2环氧沥青混凝土养护时间
环氧沥青混合料的强度随养护时间的延长而增加，养护温度越高，需要的养护期限越短。为了确定M-11环氧沥青混凝土需要的养护时间，在室内制作多组马歇尔试件，分别在20℃和25℃的温度下养护不同天数，然后检测马歇尔稳定度增长情况，并以此来确定不同气温下的养护期限。
2目前常用的钢桥面铺装方案
2.1浇筑式沥青混凝土（GA）
浇筑式沥青混凝土源于德国，主要用于道路路面、屋面防水及大坝防渗等工程。我国在20世纪90年代中后期开始浇筑式沥青混凝土研究。浇筑式沥青混凝土是采用粘度较高的沥青与集料在高温条件下长时间拌和而成的沥青混凝土材料，它具有高沥青含量、高矿粉含量、高流动性等特点。目前，国内的浇筑式沥青混凝土主要采用高粘度改性沥青做胶结材料，可提高浇筑式沥青混凝土的耐高温性能及抗疲劳性能。由于有较高沥青矿粉含量，浇筑式沥青混凝土的空隙率非常小，具有良好的水稳定性能及抗冻融破坏能力，并且可以减少水分浸入沥青铺装层与钢桥面之间的界面而导致的界面层脱粘等病害。除此之外，较高的沥青含量使之有较好的柔性，从而具有较好的低温抗裂性及与钢板的协同变形能力。但是浇筑式沥青混凝土最大的缺点就是高温稳定性能差。对于我国南方地区来说，浇筑式沥青混凝土无法适应我国南方高温多雨的气候条件，极易出现由此造成的车辙及横向推移的病害。
2.2沥青玛蹄脂混凝土（SMA）
沥青玛蹄脂混凝土采用了骨架密实型级配设计方法，粗集料采取间断骨架设计，集料之间通过嵌挤形成骨架，沥青材料、纤维稳定剂、矿粉及细集料填充于SMA的骨架之间，胶结成为一体的路面材料。它具有较好的强度及耐久性。尽管SMA作为高速公路面层材料时具备良好的水稳定性能，但是作为钢桥面铺装层使用，它还是易出现水损害。笔者曾在2005年左右从事过虎门大桥钢桥面的沥青面层维修工作，就是采用的这种设计结构图。当时在笔者去做这个沥青面层维修工作之前，已经因为病害原因，其他单位已经做个几个不同的方案去维修过。应该说当时在施工过程中控制质量的各个环节都是比较到位的。在大修后的较长一段时间内，这种双层SMA的沥青面层的使用情况还算良好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，这种设计在行车作用下，在钢桥面局部出现下挠，这时SMA铺装层也随之下挠，在这个过程中扩大了表面孔隙，此时，动水压力除了自身向铺装层内部分散以外，还使铺装层的一些微裂纹沿着钢桥面与铺装层之间的界面处扩散发展。长期的动水压力会侵蚀集料表面的沥青膜从而造成水损害；微裂纹的发展导致钢板与铺装层的粘结力下降，从而出现铺装层的滑移、坑槽等病害。所以，虎门大桥的钢桥面沥青在维修过后的后来还是出现了一些病害。
2.3环氧沥青混凝土（EA）
环氧沥青混凝土是一种采用环氧树脂作为改性剂加入沥青中，在固化剂的作用下，环氧基发生开环反应逐步开始固化，与沥青材料一起为骨料提供粘结力，形成的胶结材料。环氧沥青及环氧沥青混凝土早在20世纪60年代便已经在国外开展研究，较具有代表性的系统研究是美国的及日本的公司。目前，国内在使用沥青玛蹄脂混凝土及浇筑式沥青混凝土作为我国钢桥面铺装层材料时都出现了不同程度破坏。环氧沥青混凝土是一种较理想的材料，但成本较高，是一般路面的几十倍。从其发展应用来看，成功和不成功的例子都有。不成功的例子主要有以下几个原因：首先，环氧沥青混凝土的制备工艺较复杂，除需要专业的技术人员和设备外，其性能还受到很多外在因素（如钢板表面状况、施工环境温度及湿度、成型温度等）的影响，施工条件极其苛刻，其中任何一个环节的控制不好都会造成环氧沥青混凝土的性能受到较大影响；此外，环氧树脂是一种热固性材料，固化时间快，可操作时间很短，沥青材料需要加热至150℃才能操作施工，这时环氧树脂的固化反应发展迅速，固化时间短，操作不当除影响混凝土的性能以外，甚至会出现大量的废料，从而造成严重的经济损失。所以，环氧沥青混凝土的施工条件苛刻，施工中对其质量要求严格，需从选材、混合料配比、生产拌和设备改造及现场摊铺施工等一系列过程进行研究，形成整体的成套技术工艺及工法，并指导实际工程。
3现场施工
3.1防水粘层油
对钢桥面铺装来说，铺装结构和钢板、上面层和下面层之间的粘结效果直接影响环氧沥青混合料路面的疲劳性能。如果粘结效果好的话，铺装和钢板成为一体结构，能够延长铺装本身的疲劳寿命。防水粘结层采用环氧粘层油，建议撒布量为0.4kg/m2左右，确保较强的粘结力，能提高铺面的使用寿命。
3.2摊铺和碾压
环氧沥青混凝土路面的摊铺和碾压与一般的沥青路面施工在机械配备上并无很大的差别，但要注意两点：①环氧沥青对温度的控制要求很高，必须在规定的温度完成摊铺和碾压才能保证工程的质量。而通常市政桥面的施工现场离拌和厂距离都不会很近，这就要在施工组织上考虑好，考虑好材料的运输线路，并且要着重避开由于城市道路特有的上下班时间可能在运输途中的塞车现象，避免在过程中温降过大影响质量。②环氧沥青材料在施工过程中不能和水接触。所以在本项目上，由于广州地区的气象变化较快，特别是施工现场所在的广州市南沙区，处于珠江的一个出海口区域附近，气候复杂多变，经常市区还天气晴朗艳阳高照，而南沙的施工现场就飘来一片阴云下起雨来。而这种雨对钢桥面的环氧沥青施工来说，它的破坏是毁灭性的。为了避免天气对施工的影响，在施工阶段向气象部门定制了详细的特殊气象服务。通过特殊定制，在生产施工过程中，即时气象情况的掌握覆盖了整个沥青生产拌和厂、运输路线及施工现场，防止施工过程可能的降雨影响，确保了不会因为雨水而影响施工质量。其次，在摊铺机械和碾压机械下部都进行了加装防止水掉到施工路面的防水布，工人着装也进行了特别防护，防止施工机械用水的洒落及施工人员汗水的掉落，进行精细施工。
4结论
通过环氧沥青技术在市政钢桥面工程项目实践的应用，在环氧沥青材料、拌和及现场施工各环节找到适合市政工程钢桥面环氧沥青施工的一系列方法，以期为类似的市政项目钢桥面环氧沥青工程施工提供借鉴。
参考文献：
[1]李兴龙，黄卫.环氧沥青混凝土钢桥面铺装的施工质量控制[J].施工技术，2005（5）：59-61
[2]陈先华，匡建军，程刚等.苏通大桥环氧沥青混凝土铺装施工关键技术[J].公路交通科技，2008（4）：15-18.
论文作者:叶聪茂
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：沥青论文; 混凝土论文; 环氧论文; 钢桥论文; 材料论文; 温度论文; 面层论文; 《基层建设》2016年第33期论文;