周金霞

（中铁十五局集团有限公司，江苏南京 210000）

南京铁心桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装技术

周金霞

（中铁十五局集团有限公司，江苏南京 210000）

结合南京铁心桥钢桥面环氧铺装实体工程，对热拌环氧沥青混凝土铺装结构形式、热拌环氧沥青性能与混合料配合比设计、路用性能评价以及施工工艺进行了系统研究，全面比较了热、温拌环氧沥青铺装施工工艺的区别，研究得出热拌环氧沥青混凝土具有高强度、出色的高温稳定性以及便捷的施工可操作性，非常适用于大跨钢桥铺装工程。研究内容为热拌环氧沥青材料性能研究、铺装结构设计以及工程应用提供参考与支撑。

热拌环氧沥青；钢桥面铺装；性能评价、施工工艺

0　引言

铁心桥采用三跨变截面连续钢箱梁，跨径布置为39 m+75 m+39 m，全长153 m，最外侧两幅桥宽8.0 m，内侧两幅桥梁宽13.0 m。桥梁分四幅建造，分别为左左幅、左幅、右幅、右右幅，单幅主梁采用单箱单室截面，桥面纵坡3.0%,横坡2.0%，钢桥采用正交异性钢箱梁，面层钢板厚度为16 mm。作为宁丹公路的重要跨河通道，2014年日高峰交通量为48 728辆/d。钢桥面采用“下层热拌环氧沥青混凝土+上层高粘SMA”铺装结构，总厚度为8.0 cm（下面层3.0 cm，上面层5.0 cm）。铺装下层与钢板之间以及铺装上下层均使用环氧树脂粘层油材料作为粘结层，涂布量为0.4 kg/m2。

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[1～5]。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[6]，有利于集料的选择。本文结合南京铁心桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装工程，对原材料性能、配合比设计以及施工工艺等铺装技术予以介绍。

1　原材料

1.1KD-HYP热拌环氧沥青结合料

KD-HYP环氧树脂粘结剂是由主剂和硬化剂混合而成。主剂和硬化剂的基本物理性能和技术指标见表1、表2。将主剂和硬化剂分别加热到50℃～60℃，以1:1的质量比例混合后搅拌5 min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硬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

1.2KD-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、硬化剂组成。主剂和硬化剂按照56:44的质量比例混合后形成的混合物，再与基质沥青按照45:55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、硬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、表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

1.3集料及填料

铁心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，填料采用石灰岩矿粉，其性能与主要技术要求见表7。

2　环氧沥青混合料配合比设计及性能评价

2.1配合比设计

根据矿料筛分结果和推荐级配范围，先后通过马歇尔试验进行环氧沥青混合料目标配合比设计和生产配合比设计，级配曲线见图1、图2，确定了铁心桥钢桥面铺装工程环氧沥青混合料的最佳油石比为6.5%，24 h自然固化试件马歇尔稳定度为14.6 kN，60℃烘箱固化4 d试件的马歇尔稳定度为76.1 kN，空隙率为1.3%。

2.2热拌环氧沥青混凝土路用性能评价

表7　各种矿料检测结果

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8。

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

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18 278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-10℃下的极限弯曲应变达到6506微应变，表明热拌环氧沥青混凝土具有良好的低温抗开裂性能。

3　钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装施工工艺

铁心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。

3.1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 h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0.4 kg/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24～36 h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。

3.2热拌环氧沥青混合料拌合

铁心桥热拌环氧沥青混凝土铺装工程采用的斯贝柯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5～10 s，湿拌时间45～50 s，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。

3.3热拌环氧沥青混合料摊铺

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，以达到不停机、不超时、力求匀速摊铺为原则，摊铺速度控制在2～3 m/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。

3.4热拌环氧沥青混合料碾压

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3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。

3.5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 d，温度越高铺装环氧沥青混合料养生速度越快。

3.6热拌环氧沥青混合料施工工艺优势

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9。

4　结语

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。本文结合南京铁心桥钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装工程，对热拌环氧沥青材料的铺装结构形式、材料性能以及施工工艺进行了系统研究，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。

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U448.22

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1009-7716（2016）02-0137-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.038

2015-10-15

周金霞（1981-），女，江苏仪征人，工程师，从事桥梁工程施工工作。