摆脱制约 便捷铺装 ——大连星海湾大桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装技术

热拌环氧沥青混凝土是一种特殊的热固性材料，固化后具有高强度、优良抗疲劳性及密水性等优点，是一种性能优异的钢桥面铺装材料。近10年来相继成功应用于江阴长江大桥、虎门大桥的铺装修复工程以及黄埔大桥、泰州大桥、江顺大桥的铺装新建工程中。

KD-HYP环氧树脂防水粘结剂

KD-HYP环氧树脂粘结剂是由主剂和固化剂混合而成。主剂和固化剂的基本物理性能和技术指标见表1～2。将主剂和固化剂分别加热到30℃,以1:1的质量比例混合后搅拌两分钟使其充分混合养生固化后的环氧树脂粘结剂性能见表3。

表1 KD-HYP主剂的物理性能和技术指标

表2 KD-HYP固化剂的物理性能和技术指标

表3 KD-HYP环氧树脂粘结剂养生后的物理性能和技术指标

KD-BEP热拌环氧沥青结合料

KD-BEP热拌环氧沥青结合料是一种三组分材料，由基质沥青、环氧树脂主剂、固化剂组成。主剂和固化剂按照56:44的质量比例混合后形成的混合物，再与基质沥青按照50:50的质量比例混合，在一定温度条件下固化成型，形成环氧沥青。基质沥青为70号沥青，需满足表4所要求的各项技术指标；环氧树脂主剂、固化剂以及按比例混合固化后的环氧树脂的基本物理性能和技术指标见表5～6。

表4 70号基质沥青检测结果

表5 养生后的环氧树脂改性剂检测结果

表6 养生后的热拌环氧沥青检测结果

集料及填料

大连星海湾大桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装所用粗、细集料为玄武岩破碎料。集料主要技术要求见表7。

表7 集料技术要求

填料采用石灰岩矿粉，其主要技术要求见表8。

表8 矿粉技术要求

配合比设计

根据矿料筛分结果和推荐级配范围，，级配曲线如图1～2所示，确定了大连星海湾大桥钢桥面铺装工程环氧沥青混合料的最佳油石比为6.5%，.2kN，60℃烘箱固化4天， .1kN，空隙率为1.3%。

图1 热拌环氧沥青混合料目标配比设计矿料级配图

图2 热拌环氧沥青混合料生产配比设计矿料级配图

路用性能评价

依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）的相关要求，采用60℃车辙试验、-15℃小梁弯曲试验以及冻融劈裂试验对采用最佳油石比6.5%成型的热拌环氧沥青混凝土固化试件进行高温抗变形、低温性能以及水稳定性试验研究，试验结果见表9。

表9 热拌环氧沥青混凝土路用性能试验结果

由表9试验数据可以看出，热拌环氧沥青混凝土60℃动稳定达到19,250次/mm，远远大于改性沥青SMA混凝土的动稳定度，表现出优异的高温抗变形能力。此外-15℃下的极限弯曲强度达到24.18MPa，表明热拌环氧沥青混凝土具有良好的低温抗开裂性能。

大连星海湾大桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装的正式实施流程为：备料→清理桥面→涂布防水粘结层→热拌环氧沥青混合料的拌合→摊铺→碾压→养生开发交通。

环氧树脂粘结层涂布

钢桥面板可喷涂防锈漆,也可喷砂除锈后直接涂布环氧树脂粘结层。如采用喷砂除锈后直接涂布环氧树脂粘结层, 在喷砂除锈后4小时内必须进行环氧树脂粘结层的施工。

钢桥面板、已摊铺铺装层、施工接缝的垂直面以及其他会接触到铺装材料的部位均应涂覆粘结层，粘结层涂布量一般为0.4kg/m2，粘结层用量也可根据需要进行设计。按分区面积进行用量控制，可采用滚筒刷进行涂布粘结层。环氧树脂粘结层涂覆前应根据每组环氧树脂质量、洒布量、路幅宽度计算出涂覆范围并做好划线标记，确保涂覆施工的快速、均匀。

环氧树脂粘结层的主剂和固化剂从混合到施工结束， 须在表10的容许时间范围内完成。夏季高温施工时，主剂和固化剂的储存和运输过程中应注意遮光降温，防止因混合液温度过高，固化时间过快，造成施工困难。

表10 环氧树脂粘结层施工容许时间

环氧树脂粘结层养生期间，应定时进行触按检测，根据指干状态进行环氧沥青混凝料摊铺，环氧树脂粘结层一般需要等待12～36h可达到指干状态。环氧树脂粘结层涂布后，也可直接进行混合料摊铺施工，但需要采取措施避免粘轮、滑移等问题。

混合料拌合

大连星海湾大桥热拌环氧沥青混凝土铺装工程采用的是4000型拌和楼，在生产前对拌合楼加装了自动式泵送拌合缸，用于环氧树脂的投入。拌合其他过程与普通热拌混合料生产基本相似，干拌时间5～10s，湿拌时间45～50s， 混合料出料温度应控制在165～190℃，超出温度范围应当废弃处理。拌合施工流程如图3所示。

图3 KD热拌环氧沥青混合料拌合流程

混合料摊铺

KD环氧沥青铺装可采用整幅或分幅摊铺碾压方式，环氧沥青混合料的摊铺宜采用非接触式找平仪按厚度控制。摊铺机摊铺前应提前预热到165℃以上，设专人计算并控制摊铺速度，以不停机、不超时、力求匀速摊铺为原则，摊铺速度控制在2-3m/min。摊铺方向及顺序的设置应能保证摊铺的顺利进行，并尽可能的减少料车及机械在已铺的环氧沥青面层或粘结层上行驶。摊铺机若有打滑现象，可沿轮迹带撒一层热拌混合料。摊铺机无法摊铺的部位，应随摊铺机采用人工摊铺。摊铺过程中设专人对螺旋布料器及料斗中的“死料”进行清理。

混合料碾压

混合料的碾压直接关系到环氧沥青混合料的路用性能，是热拌环氧沥青混凝土施工的重要环节。除了保证混合料的密实之外，碾压还需要保证路面表面的平整、无轮迹以及在接缝处的平顺。碾压分为初压、复压和终压，铺装下层按照“胶轮-钢轮-胶轮”的顺序进行碾压，铺装上层按照“钢轮-胶轮-钢轮”的顺序进行碾压，每台压路机的碾压遍数为三次。在施工过程中碾压组合可以根据实际的“粘轮”情况进行调整。碾压过程中对温度进行了严格控制，保证了初压终了温度不小于150℃、终压终了温度不小于90℃的要求。

养生开放交通

环氧沥青混合料采用自然养护方式，养生期间禁止车辆通行。铺装层养护期一般为3～7天，温度越高铺装环氧沥青混合料养生速度越快。。

图4

施工工艺优势

目前在国内市场上，钢桥面铺装采用的环氧沥青材料有两大类型：热拌环氧沥青与温拌环氧沥青。两种不同类型环氧沥青的铺装施工工艺差别见表11。

表11 热、温拌环氧沥青混凝土铺装施工工艺对比

随着我国交通运输工程的进一步发展，越来越多的钢桥面采用环氧沥青混凝土作为其铺装材料，其中，热拌环氧沥青材料的最大优势在于改变了温拌环氧沥青混凝土施工中受温度、时间等因素的制约，只需要采用与普通热拌沥青路面施工工艺相近的方式进行施工即可。此外，热拌环氧沥青混凝土所规定的165～190℃拌合温度高于温拌环氧沥青混凝土110～130℃拌合温度，有利于集料的选择。通过对大连星海湾大桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装工程实例的研究，不难发现热拌环氧沥青材料具有极强的强度性能、出色的高温稳定性、优秀的柔变性能以及便捷的施工可操作性，为以后类似的钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装工程提供参考。