鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層性能研究

朱 峰，鄧振波

（1.宜興市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)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(duì)鋼橋面鋪裝技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代末，通過不斷消化吸收國外的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，逐步形成了目前澆注式瀝青混凝土、環(huán)氧瀝青混凝土與SMA瀝青混凝土等多種鋪裝材料及鋪裝結(jié)構(gòu)并存的鋪裝局面。從鋼橋面鋪裝的使用狀況看，環(huán)氧瀝青混凝土是一種性能優(yōu)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(shè)計(jì)、嚴(yán)格的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求與健全的質(zhì)量保證體系是確保環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝成功的關(guān)鍵。

我國自南京長江第二大橋開始大跨徑鋼箱梁環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)的研究，隨著潤揚(yáng)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(shè)與投入使用，在大跨度鋼橋面鋪裝技術(shù)特別是環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝應(yīng)用技術(shù)方面取得重大突破，總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并且初步形成了基于抗疲勞設(shè)計(jì)的鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)方法與環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝施工的成套技術(shù)，取得較好的工程效果。本文筆者主要探討鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層的性能。

1 環(huán)氧瀝青用于鋪裝工程的優(yōu)勢(shì)

（1）綠色環(huán)保

環(huán)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(tǒng)瀝青混合料拌和溫度通常在160℃～180℃。據(jù)測(cè)算，瀝青混合料生產(chǎn)溫度下降40℃～50℃時(shí)，可以節(jié)省30%左右的燃油。環(huán)氧瀝青混合料在拌和、運(yùn)輸、施工過程中，能顯著減少瀝青煙及其它揮發(fā)物對(duì)周邊環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)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(huán)氧瀝青A、B兩組分混合后，隨時(shí)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的熱固性材料。環(huán)氧瀝青的固化是一種化學(xué)反應(yīng)，固化過程是不可逆的，即使溫度達(dá)到300℃，材料仍呈固態(tài)形式。環(huán)氧瀝青的熱固性特點(diǎn)使其應(yīng)用于路面下封層、應(yīng)力吸收層和橋面防水粘結(jié)層具有卓越的優(yōu)勢(shì)。環(huán)氧瀝青低的初始粘度有利于對(duì)半剛性基層的滲透和密閉。在夏季高溫季節(jié)，固化后的環(huán)氧瀝青具有良好層間結(jié)合穩(wěn)定性，可有效避免薄弱夾層的產(chǎn)生。

（3）半剛性

環(huán)氧瀝青混凝土的MARSHELL穩(wěn)定度可以高達(dá)40～80 kN，是普通瀝青混凝土的5～8倍，而流值卻大致相同，環(huán)氧瀝青混凝土不僅具有高的強(qiáng)度，而且具有好的柔韌性。環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層不僅有接近剛性路面的強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)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(jié)，不會(huì)出現(xiàn)車轍、推擠、擁包等病害。在冬季寒冷季節(jié)或溫度驟降時(shí)，有良好的變形隨從性和柔韌性，不會(huì)開裂。

（4）長壽命

環(huán)氧瀝青混凝土具有優(yōu)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(yàn)表明，環(huán)氧瀝青鋪裝材料經(jīng)過相當(dāng)于15 a荷載作用的試驗(yàn)后，仍保持良好的抗裂性能。具有很好耐化學(xué)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(dǎo)致鋪裝層出現(xiàn)松散、坑槽等病害。能有效防止冬季除雪撒鹽對(duì)路面造成的鹽破壞。

（5）薄層

環(huán)氧瀝青混凝土具有強(qiáng)度高、耐疲勞性能優(yōu)越等特點(diǎn)，只需3～6 cm即可達(dá)到鋪裝層對(duì)強(qiáng)度和耐久性的要求（傳統(tǒng)瀝青的鋪裝層設(shè)計(jì)厚度要求不小于9 cm），使綜合造價(jià)明顯降低。環(huán)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(huán)保、阻燃、耐久，并可有效增加凈空，降低造價(jià)。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(shè)施等無須改動(dòng)，不僅滿足了經(jīng)濟(jì)性的要求，而且可以大大加快施工進(jìn)度。

2 常見鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)

（1）雙層環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)

雙層環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)適用于大跨度鋼橋面鋪裝（見圖1）。

（2）環(huán)氧瀝青混凝土（下層）＋改性瀝青SMA（上層）鋪裝結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的性能

不同鋪裝結(jié)構(gòu)的性能綜合分析見表2。

表1 鋪裝混合料的性能比較

5 結(jié)論

本文通過環(huán)氧瀝青鋪裝結(jié)合料的特性描述，結(jié)合常見鋼橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)，對(duì)不同鋪裝混合料的性能進(jìn)行比較，并對(duì)不同鋪裝結(jié)構(gòu)的性能做了綜合分析。經(jīng)過分析認(rèn)為：環(huán)氧瀝青復(fù)合材料具有的優(yōu)良特性和良好路用性能，環(huán)氧瀝青復(fù)合材料必將在我國公路橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

[1]黃衛(wèi).高等瀝青路面設(shè)計(jì)理論與方法［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.

[2]王曉，黃衛(wèi)，程剛.環(huán)氧瀝青混合料研究[J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，（6）：21-24.

表2 鋪裝結(jié)構(gòu)的性能綜合分析