基于环氧沥青砼铺装施工技术的探析

杨瑞华　谢庆伟

摘要：该桥梁工程建设全长2 785 m，采用斜拉式桥结构体系，跨径组合为60 m（水泥砼桥面）+120 m（钢桥面）+480 m（钢桥面）+120 m（钢桥面）+60 m（水泥砼桥面）。大桥桥面宽25.9 m，其中单幅的行车道宽12.96 m、检修辅道宽1.7 m，中央分隔带宽0.7 m。文中结合此次路面沥青砼铺装工程，从材料准备与机械配备、人员培训、配合比设计以及施工注意事项等方面，介绍了环氧沥青砼铺装施工过程中关键技术的难点与对策。

关键词：桥梁；钢桥面铺装；环氧沥青砼

现阶段，我国道桥路面铺装施工重点采用的方案有SMA沥青砼方案、浇注式沥青砼方案、环氧沥青砼方案。在国内桥面铺装施工中，以前主要采用SMA沥青砼铺装方案，但通车后不久均出现了车辙、开裂、脱层等病害，甚至进行了多次重铺桥面沥青砼。浇注式沥青砼在国内首次应用于江阴大桥，但现在此桥的桥面也已进行了多次重修工作。环氧沥青砼在南京长江二桥首次使用，目前通车已5年，还没出现大的病害。因此，此大桥主桥钢桥面原设计为双层SMA铺装方案，经过多方调查论证，认为双层SMA铺装方案在抗变形、抗高温和防水损害方面都不适合钢桥面铺装要求；而浇注式沥青砼在抗高温稳定性方面满足不了当地气候和交通量要求。因此，将双层SMA铺装方案变更为铺筑环氧沥青砼。环氧沥青砼在抗变形、抗高温和防水损害方面具有良好的性能。本项目需铺筑环氧沥青砼的钢桥面及过渡段共740 m，铺装单幅宽度为12 m，上、下铺装层各为2.5cm厚，上、下粘结层采用环氧沥青。

1 关键技术难点与对策

1）集料加工

为了保证碎石加工质量，采用集料加工标准化技术，将碎石加工为S10、S12、S14、S16四档碎石。

2）防污染

为减少料车对粘结层的污染，自行设计了侧喂料机。

3）环氧沥青混合料出料温度的精确控制

施工时混合料温度须在110-121℃（112-116℃更佳）。为保证出料温度，采取以下措施：热料仓加装金属温度计精确、动态监控温度；正式施工前，进行大量试验，总结温度控制的经验曲线，控制燃烧器喷油工作压力。

2 施工准备

2.1 材料准备

1）环氧沥青

环氧沥青采用美国ChemCo System公司生产的桶装环氧沥青产品，分别装在不同颜色的圆柱形铁桶内，每桶约180 kg。环氧沥青组分（A、BId、Bv）按批次取样送有相应资质的检测部门进行性能检测，结果满足相关技术文件要求。

2） 集料

为了保证碎石加工质量，项目部采用广东省长大公路工程有限公司开发的“集料加工标准化技术”，将购买的深圳平湖芙蓉石场半成品碎石加工为S10、S12、S14、S16四档碎石。配备了水洗设备，对粗集料进行水洗处理，控制其粉尘含量。进场前对集料质量进行检验，确保其满足技术要求，并按规格分别堆放（按粒径由大到小），设明显标志牌，搭建雨棚进行防潮。

2.2 机械准备

自行设计并委托加工了侧喂料机，购买了进口的粘结层洒布计量设备与拌和楼混合计量设备，以及全新的J-2000型沥青拌和楼，改造ABG423摊铺机；碾压主要采用2台BW轮胎压路机、2台BW双轮双振压路机、2台振动夯以及1台小型压路机。

2.3 人员培训

试验段施工前，项目部聘请东南大学及美国ChemCo System公司的有关专家对相关施工人员进行技术培训。

3 配合比设计

3.1 设计流程

在试验段施工前，进行目标配合比、生产配合比设计和生产配合比验证三阶段的环氧沥青混合料的配合比设计。矿料级配确定后，环氧沥青混合料最佳沥青用量的确定采用马歇尔试验方法进行，并综合考虑其抗疲劳性能、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能。通过试验确定沥青混合料的相关参数，如沥青用量、空隙率等，使环氧沥青混合料具有良好的结构特点，以达到设计所要求的性能指标。通过马歇尔试验，确定混合料中沥青最佳用量，试件分为两组，一组固化后进行试验，另一组未经固化进行试验。未固化的试件模拟环氧沥青混合料铺装层早期性能；因为环氧沥青混合料的强度随养护时间增长而增加，所以固化试件可反映一定养护时间后混合料的力学性能。

3.2 具体试验过程

1）制备试件

按设计规定的级配中值，计算各规格矿料的用量。试验采用的油石比为5.5% - 7.5%，以0.5%的增量递增。

2）测定物理、力学指标

测定各试件的物理指标（直径、高度、视密度）后，将试件放入60℃的水浴中保温40 min，用马歇尔仪测定其稳定度和流值。

3）马歇尔试验结果分析

由试验结果绘制各项指标（稳定度、流值、空隙率、饱和度、密度）与油石比的关系曲线，根据试验结果，确定最佳油石比。环氧沥青砼的矿料级配与沥青用量应在相关技术规定的范围内，并尽可能接近其中值。经试验，确定环氧沥青混合料目标配合比矿料级配为1#：2#： 3#： 4#： 矿粉= 4： 21： 10： 56： 9。为慎重起见，目标配合比委托华南理工大学道路工程研究所进行设计。

3.3 生产配合比设计

配合比设计过程与常规沥青混合料设计过程相同，分为目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。矿料级配确定后，环氧沥青混合料最佳沥青用量的确定采用马歇尔试验方法进行，并综合考虑其抗疲劳性能、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能。马歇尔击实采用每面50次。环氧沥青混合料的生产配合比为： 0 - 3.0 mm矿料B3.0 - 6.0 mm矿料：6.0 - 9.0 mm矿料： 9.0 - 14.0 mm矿料：矿粉=62 ： 10 ： 14 ： 7 ： 7；最终确定生产配比最佳含油量为6.5%（油石比）。以此配合比和油石比配制的环氧沥青混合料的马歇尔稳定度试验和车辙实验结果可以看出，残留稳定度=58.3/54.8=106.2%>85%，满足规范要求；并且车辙试验结果满足5公路沥青路面施工技术规范6（JTG F40-2004）和设计文件中关于I-4区改性沥青混合料车辙试验动稳定度不小于2 800次/mm的要求。

4 结语

环氧沥青砼铺装密实不透水，耐久性好，同时又有极好的粘韧性，适应变形能力强，施工质量容易控制，因此不会产生因压实度不足而产生的病害，且不會产生因碾压作用对桥梁结构造成的威胁，是一种值得推广应用的钢桥面铺装结构。本文主要介绍了此次桥面工程使用的环氧沥青砼铺装施工过程中所涉及的主要技术，可为同类桥面铺装施工提供借鉴。

参考文献：

[1]李亚宁， 张磊， 卢九章. 低温环境下环氧沥青混凝土铺装施工工艺[J]. 施工技术， 2013， 42：41-45.

[2]张文升， 黄明， 谢京. 桥面铺装环氧沥青混凝土施工技术的探讨[J]. 江西建材， 2010， 04期：47-50.