澆筑式瀝青混凝土與環(huán)氧瀝青混凝土的比較

賈大波

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西太原 030006)

澆筑式瀝青混凝土與環(huán)氧瀝青混凝土的比較

賈大波

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西太原 030006)

從路用性能、鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)、施工工藝等方面入手，對(duì)比分析了澆筑式瀝青混凝土與環(huán)氧瀝青混凝土的性能特點(diǎn)和施工特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性，以指導(dǎo)實(shí)際施工中根據(jù)不同情況及施工要求合理選用相應(yīng)的瀝青混凝土。

澆筑式瀝青混凝土，環(huán)氧瀝青混凝土，路用性能，橋面鋪裝

1 概念

1．1 澆筑式瀝青混凝土

通常按施工工藝為分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行分類，澆筑式瀝青混凝土是其中一種，其使用的瀝青是通過(guò)對(duì)高性能的改性瀝青與天然瀝青進(jìn)行復(fù)合改性而成，結(jié)構(gòu)屬于懸浮式密實(shí)型，空隙率小，成型后不透水，抗冷凍、抗油、耐老化、不容易變形、整體優(yōu)良。在較高施工溫度(220℃～250℃)下澆筑式瀝青混凝土仍然具有比較理想的流動(dòng)性與和易性，用攤鋪整平機(jī)施工便可完成而且可以達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度和平整度。通常用作橋面鋪裝一般有兩種形式，一種是以英聯(lián)邦為代表設(shè)計(jì)使用的單層澆筑式瀝青混凝土——瀝青瑪脂MA(Mstic Asphalt)及以德國(guó)、日本等國(guó)家為代表的澆筑式瀝青混凝土GA(Guss Asphalt)。澆筑式瀝青混凝土在國(guó)外應(yīng)用于橋面鋪裝已經(jīng)有70年的歷史，世界上最早采用特立尼達(dá)湖瀝青修筑澆筑式瀝青混凝土橋面鋪裝的是1929年修建的蘇丹尼羅河大橋。

1．2 環(huán)氧瀝青混凝土

環(huán)氧瀝青膠結(jié)料和級(jí)配集料拌合后便可形成環(huán)氧瀝青混凝土，具有強(qiáng)度高、剛性大、耐腐蝕性、高溫穩(wěn)定性、抗水損害性、抗疲勞的特征，由于具備這些特征所以被廣泛應(yīng)用在鋼橋面鋪裝和重交通道路上。

2 路用性能比較

2．1 強(qiáng)度形成原理

澆筑式瀝青混凝土的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)且小于1%的空隙率造就了澆筑式瀝青混凝土的高密實(shí)度、高強(qiáng)度、優(yōu)良的水穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性。

而造就環(huán)氧瀝青優(yōu)異性能的是環(huán)氧樹(shù)脂、瀝青、固化劑發(fā)生的固化反應(yīng)，主要表現(xiàn)為在固化劑的官能團(tuán)作用下，環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生了開(kāi)環(huán)反應(yīng)，并形成一種不熔的空間網(wǎng)絡(luò)體系。

2．2 路用性能

兩種瀝青混合料的路用性能比較見(jiàn)表1。

表1 GA與EA的路用性能比較

2．3環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝體系須改進(jìn)之處

環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝體系中缺乏防水層，鋪裝層一旦開(kāi)裂，很快發(fā)展到鋼板。使環(huán)氧富鋅漆被氧化，形成粉末狀的氧化鋅或鋅鹽，導(dǎo)致鋪裝脫層。因此加強(qiáng)對(duì)鋪裝結(jié)構(gòu)防水層的改善，在鋼橋面板上加鋪2 mm～3 mm的復(fù)合反應(yīng)性防水層，以增強(qiáng)鋪裝層的抗裂性是很有必要的。

2．4 環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝體系破壞形式

環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝體系破壞形式見(jiàn)表2。

表2 環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝病害劃分

3 兩種混凝土鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)說(shuō)明

3．1 澆筑式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)說(shuō)明

澆筑式瀝青混凝土(GA)作為鋪裝下層的方案見(jiàn)表3。

表3 GA作為鋪裝下層的方案

由于鋼板材料與鋪裝材料特性不一致，模量差異大，這就要求結(jié)合材料不僅須有高結(jié)合力而且要有良好韌性，以適應(yīng)荷載的反復(fù)作用。因此該鋪裝結(jié)構(gòu)采用了高結(jié)合力和高韌性的Eliminotor防水粘結(jié)體系。此方案適用氣候區(qū)域廣，對(duì)重載交通有良好的承載能力，并且成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外大量鋼橋面鋪裝工程，如美國(guó)華盛頓大橋、中國(guó)香港青馬大橋、上海閔浦二橋等。

3．2 環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)說(shuō)明

環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝方案見(jiàn)表4。

表4 EA鋼橋面鋪裝方案

4 兩種混凝土的施工工藝及質(zhì)量控制比較

4．1 施工設(shè)備

澆筑式瀝青混凝土施工須采用Cooker運(yùn)輸設(shè)備及專用攤鋪機(jī)，其余與普通瀝青混凝土相同。環(huán)氧瀝青混凝土所需要的特殊設(shè)備包括環(huán)氧瀝青添加設(shè)備的瀝青混凝土拌合樓、環(huán)氧瀝青儲(chǔ)存罐、環(huán)氧瀝青灑布機(jī)、環(huán)氧瀝青混合機(jī)等。

4．2 環(huán)境要求

澆筑式瀝青混合料對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求。環(huán)氧瀝青混合料的施工環(huán)境，氣溫不低于10℃、風(fēng)速不大于10 m/s、相對(duì)濕度不大于90%。

4．3 質(zhì)量控制

澆筑式瀝青混凝土在國(guó)內(nèi)數(shù)十座橋梁橋面鋪裝的應(yīng)用，除江陰大橋外(該橋橋面鋪裝采用的是MA，橋面系剛度小，且重載，夏季高溫，各種方案均出問(wèn)題)，尚無(wú)失敗案例。因此，施工過(guò)程的質(zhì)量控制對(duì)澆筑式瀝青混凝土的使用性能影響較小。

固化劑改性瀝青、環(huán)氧樹(shù)脂與集料拌制過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)決定了環(huán)氧瀝青的性能。因此，環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝過(guò)程必須注意以下事項(xiàng)：

1)溫度、時(shí)間控制要求嚴(yán)格，否則易出現(xiàn)廢料和碾壓不實(shí)的情況。

2)施工期間必須完全隔離水，否則會(huì)導(dǎo)致使用過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)狀裂紋。

4．4 開(kāi)放交通要求

4．4．1 澆筑式瀝青混凝土開(kāi)放交通要求

1)GA(鋪裝下層)+SMA(鋪裝面層)結(jié)構(gòu)：GA冷卻至環(huán)境溫度后，即可進(jìn)行粘層的施工，開(kāi)放交通主要根據(jù)面層SMA的要求。

2)雙層GA結(jié)構(gòu)：面層GA施工完畢后約3 d～5 d可正式開(kāi)放交通。

4．4．2 環(huán)氧瀝青混凝土開(kāi)放交通要求

環(huán)氧瀝青混合料是一種熱固性材料，其強(qiáng)度增長(zhǎng)表現(xiàn)為一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，在拌和初始階段，強(qiáng)度較低，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，強(qiáng)度也逐漸增長(zhǎng)。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)定強(qiáng)度，環(huán)氧瀝青混合料必須經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的固化養(yǎng)生，必須經(jīng)過(guò)30 d～50 d的封閉養(yǎng)護(hù)后方可開(kāi)放交通。因此，環(huán)氧瀝青混合料不適用于工期緊張的橋面鋪裝工程。

5 兩種混凝土的經(jīng)濟(jì)性比較

1)鋪裝體系造價(jià)分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 鋪裝方案造價(jià)比較

2)橋面鋪裝的后期維護(hù)要求。環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝體系一旦出現(xiàn)病害，目前，難以有效進(jìn)行維修處理。環(huán)氧瀝青混凝土養(yǎng)護(hù)需要很長(zhǎng)的時(shí)間，所以澆筑式瀝青混凝土與之相比更有利于后期的維護(hù)，且維護(hù)成本投入較低。

On comparison of pouring asphalt concrete and epoxy asphalt concrete

JIA Da-bo

(Shanxi Road Engineering Inspection Technique Consultant Co．，Ltd，Taiyuan 030006，China)

From the road performance，the steel deck pavement structure，and the construction craft，the paper compares and analyzes the performance features，the construction features and the economical features of the pouring asphalt concrete and epoxy asphalt concrete，so as to direct the factual construction to select respective asphalt concrete respectively according to the factual construction．

pouring asphalt concrete，epoxy asphalt concrete，road performance，deck pavement

文章編號(hào)：1009-6825(2012)25-0145-02

TU528．42

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.25.032

1009-6825(2012)25-0136-02

2012-06-28

賈大波(1980-)，男，工程師

DOI：10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.25.090