鋼橋面環氧瀝青混凝土鋪裝層性能研究

朱 峰，鄧振波

（1.宜興市建設工程質量監督站,江蘇宜興214200;2.北京路橋中咨科技有限公司,北京市100176）

0 引言

我國對鋼橋面鋪裝技術的研究始于20世紀80年代末，通過不斷消化吸收國外的技術與經驗，逐步形成了目前澆注式瀝青混凝土、環氧瀝青混凝土與SMA瀝青混凝土等多種鋪裝材料及鋪裝結構并存的鋪裝局面。從鋼橋面鋪裝的使用狀況看，環氧瀝青混凝土是一種性能優異的鋪裝材料，但其性能受施工的影響大。因此，完善的施工工藝設計、嚴格的施工技術標準要求與健全的質量保證體系是確保環氧瀝青混凝土鋪裝成功的關鍵。

我國自南京長江第二大橋開始大跨徑鋼箱梁環氧瀝青混凝土鋪裝技術的研究，隨著潤揚長江大橋、南京長江第三大橋、杭州灣跨海大橋、武漢天興州長江公鐵兩用橋、上海長江隧橋、上海閔浦大橋等大跨徑鋼橋的建設與投入使用，在大跨度鋼橋面鋪裝技術特別是環氧瀝青混凝土鋪裝應用技術方面取得重大突破，總體達到國際領先水平，并且初步形成了基于抗疲勞設計的鋼橋面鋪裝設計方法與環氧瀝青混凝土鋪裝施工的成套技術，取得較好的工程效果。本文筆者主要探討鋼橋面環氧瀝青混凝土鋪裝層的性能。

1 環氧瀝青用于鋪裝工程的優勢

（1）綠色環保

環氧瀝青混合料的拌和溫度一般在115℃左右，屬于典型的溫拌材料。傳統瀝青混合料拌和溫度通常在160℃～180℃。據測算，瀝青混合料生產溫度下降40℃～50℃時，可以節省30%左右的燃油。環氧瀝青混合料在拌和、運輸、施工過程中，能顯著減少瀝青煙及其它揮發物對周邊環境的影響，實現人與自然的和諧相處。如二氧化碳、煙塵或可懸浮物的排放降低50%左右，氮氧化合物(NOx)、二氧化硫（SO2）減少 67%以上。

（2）熱固性

環氧瀝青A、B兩組分混合后，隨時間推移，體系的粘度逐漸增大，并且最終成為三維立體互穿網絡結構的熱固性材料。環氧瀝青的固化是一種化學反應，固化過程是不可逆的，即使溫度達到300℃，材料仍呈固態形式。環氧瀝青的熱固性特點使其應用于路面下封層、應力吸收層和橋面防水粘結層具有卓越的優勢。環氧瀝青低的初始粘度有利于對半剛性基層的滲透和密閉。在夏季高溫季節，固化后的環氧瀝青具有良好層間結合穩定性，可有效避免薄弱夾層的產生。

（3）半剛性

環氧瀝青混凝土的MARSHELL穩定度可以高達40～80 kN，是普通瀝青混凝土的5～8倍，而流值卻大致相同，環氧瀝青混凝土不僅具有高的強度，而且具有好的柔韌性。環氧瀝青混凝土鋪裝層不僅有接近剛性路面的強度（抗壓強度可超過40 MPa），而且有柔性路面的變形性能和行駛舒適性。在夏季高溫季節，不會出現車轍、推擠、擁包等病害。在冬季寒冷季節或溫度驟降時，有良好的變形隨從性和柔韌性，不會開裂。

（4）長壽命

環氧瀝青混凝土具有優異的耐疲勞性能，是普通瀝青混凝土疲勞壽命的10～30倍。試驗表明，環氧瀝青鋪裝材料經過相當于15 a荷載作用的試驗后，仍保持良好的抗裂性能。具有很好耐化學藥品性和耐油性。在酸、堿、鹽、油等溶液浸泡15 d后，材料性能基本沒有變化。能有效防止汽車漏油導致鋪裝層出現松散、坑槽等病害。能有效防止冬季除雪撒鹽對路面造成的鹽破壞。

（5）薄層

環氧瀝青混凝土具有強度高、耐疲勞性能優越等特點，只需3～6 cm即可達到鋪裝層對強度和耐久性的要求（傳統瀝青的鋪裝層設計厚度要求不小于9 cm），使綜合造價明顯降低。環氧鋪裝層厚度的減薄一定程度上降低了橋梁的恒載，增加了橋梁的承載能力，并且可延長橋梁的使用壽命。用于隧道路面，環保、阻燃、耐久，并可有效增加凈空，降低造價。用于高速公路加鋪罩面工程，由于鋪裝厚度薄，路緣石及排水設施等無須改動，不僅滿足了經濟性的要求，而且可以大大加快施工進度。

2 常見鋼橋面鋪裝結構

（1）雙層環氧瀝青混凝土鋪裝結構

雙層環氧瀝青混凝土鋪裝結構適用于大跨度鋼橋面鋪裝（見圖1）。

（2）環氧瀝青混凝土（下層）＋改性瀝青SMA（上層）鋪裝結構

該結構適用于中小跨度鋼橋或水泥混凝土橋面鋪裝（見圖2）。

3 鋪裝混合料的性能

不同鋪裝混合料的性能比較見表1。

4 鋪裝結構的性能

不同鋪裝結構的性能綜合分析見表2。

表1 鋪裝混合料的性能比較

5 結論

本文通過環氧瀝青鋪裝結合料的特性描述，結合常見鋼橋面鋪裝典型結構，對不同鋪裝混合料的性能進行比較，并對不同鋪裝結構的性能做了綜合分析。經過分析認為：環氧瀝青復合材料具有的優良特性和良好路用性能，環氧瀝青復合材料必將在我國公路橋梁工程建設領域得到廣泛應用。

[1]黃衛.高等瀝青路面設計理論與方法［M］.北京:科學出版社，2001.

[2]王曉，黃衛，程剛.環氧瀝青混合料研究[J］.東南大學學報，2001，（6）：21-24.

表2 鋪裝結構的性能綜合分析