环氧树脂与高黏高弹复合改性沥青钢桥面铺装施工技术研究.pdf

313江西建材2023年5月工程技术与应用环氧树脂与高黏高弹复合改性沥青钢桥面铺装施工技术研究吴青松四川路航建设工程有限责任公司，四川成都610045摘要：文中结合实际工程实践，对环氧树脂结构层+高黏高弹改性SMA10钢桥面组合铺装施工关键技术进行分析，详细介绍了环氧树脂与高黏高弹复合改性沥青、混合料的技术要求，以及环氧树脂结构层和高黏高弹改性SMA10结构层施工过程中需要关注的技术要点。通过对施工环节的把控，施工结束后的钢桥面铺装结构层具有优良的使用性能，有助于延长钢桥面铺装材料的使用寿命。关键词：钢桥面；环氧树脂；高黏高弹改性沥青；施工技术中图分类号：U414;TU99文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 90（2 0 2 3）0 5-0 313-0 3Study on Pavement Construction Technology of Epoxy Resin and HighViscosity and High Elasticity Composite Modified Asphalt Steel Bridge DeckWu QingsongSichuan Road and Waterway Onstruction Engineering Co.Ltd.,Chengdu,Sichuan 610045Abstract:Combining with the practical engineering practice,the key technologies of epoxy resin structural layer+high viscosity and highelasticity modified SMA10 steel bridge deck composite pavement construction were analyzed,and the technical requirements of epoxy resinand high viscosity and high elasticity composite modified asphalt,as well as the technical points that need to be paid attention to in theconstruction process of epoxy resin structural layer and high viscosity and high elasticity modified SMA10 structural layer were introducedin detail.Through the control of the construction link,the steel bridge deck pavement structure layer after the construction has excellentperformance,which is helpful to prolong the service life of steel bridge deck pavement materials.Key words:Steel deck;Epoxy resin;Modified asphalt with high viscosity and high elasticity;Construction technology0引言目前，国内常用的钢桥面铺装材料包括双层浇注式材料、环氧树脂材料、SMA、高强混凝土和组合类等 1-2 。对上述材料进行长期的追踪检测发现，上述钢桥面铺装结构材料均会出现不同程度的病害。浇筑式和改性SMA钢桥面铺装体系容易出现车辙和疲劳等病害；环氧树脂材料钢桥面铺装结构体系，价格较贵、施工周期短、养护维修成本较高；高强混凝土钢桥面铺装材料容易出现收缩裂缝的问题，而且混凝土中的剪力钉会对钢板产生应力集中，影响钢板的使用寿命 3-4。为了提高桥面铺装结构层的使用寿命，满足高质量工程的建设需求，学者们开始研究性能更高且更为全面的钢桥面铺装层材料。环氧树脂与高黏高弹类混合式混凝土作为一种新兴的高韧、降噪型薄层铺装结构，其在钢桥面铺装中的应用还处于初级阶段，相关研究尚未系统阐述原材料与混合料性能要求及施工过程中的关键控制点。本文结合实际工程，介绍了钢桥面铺装施工关键技术，详细描述了高性能钢桥面铺装材料的技术要求、施工工艺及施工过程中需要注意的关键点，以期为高性能钢桥面铺装材料的研发及应用提供参考。作者简介：吴青松（198 9-），男，四川巴中人，本科，工程师，主要研究方向为工程项目管理。1钢桥面铺装层设计方案四川省某大桥的铺装结构层材料采用高黏高弹沥青作为胶结料，混合料级配类型为SMA10，且增加一层环氧树脂薄层结构。为了提高与钢板之间的粘结性，采用环氧树脂粘层油，即该桥的钢桥面铺装层采用环氧树脂结构层+高黏高弹改性SMA10组合铺装结构体系。该体系是一种新的钢桥面铺装体系，主要由环氧树脂薄层、环氧树脂粘结层和高黏高弹改性沥青SMA10沥青混合料组成，其结构示意图如图1所示。高黏高弹SMA10环氧树脂黏弹层环氧树脂薄层钢板图1钢桥面铺装结构示意图2钢桥面铺装材料基本性能2.1液体材料性能文中的铺装层液体材料主要包括高黏高弹沥青和环氧树脂固粘结剂。与基质沥青相比，高黏高弹改性沥青具有显著的3142023年5月工程技术与应用江西建材抗高温性能和抗疲劳性能，可对集料骨架提供更强的约束力，限制混合料中颗粒的移动，进而提高混合料的使用性能。根据JTGE202011公路工程沥青及沥青混合料试验规程对高黏高弹沥青进行技术指标测试，根据JTG/T3364-02一2 0 19公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南和GB/T528一1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定对环氧树脂粘结剂自身拉伸性能和与钢板的粘结性能进行测试。高黏高弹改性沥青与环氧树脂粘结剂的相关技术指标如表1所示。表1高高黏高弹改性沥青与环氧树脂粘结剂的相关技术指标材料类型测试项目单位测试结果技术要求针人度2 5,10 0 g，5s0.1mm37.33050软化点100.290弹性恢复,2 5%99.598高黏高弹改性沥青60动力粘度Pa s35万15万短期老化残留物质量变化%0.061短期老化残留物延度5，cm80155cm/min拉伸强度MPa5.43环氧树脂粘锻炼延伸率（2 3）%120.4100结剂与钢板粘结强度（2 3）MPa5.832.2集料性能铺装结构层的粗集料和细集料均采用玄武岩，粗集料表观相对密度2.8 5g/cm，压碎值达到10.5%，磨光值为47%，针片状颗粒含量为4%，吸水率仅为0.6%；细集料表观相对密度2.65g/cm，砂当量为6 8%；矿粉采用石灰岩，密度为2.6 2 g/cm，3含水率仅为0.2%，无结块现象。上述集料技术指标均满足规范要求。2.3混合料参考骨架密实型沥青混合料的优点与设计方法，为满足铺装层的协同变形、抗疲劳性能及抗滑性能，高黏高弹SMA10沥青混合料的矿料级配设计图如图2 所示，按照规范要求进行，确定最终的高黏高弹改性SMA10的最佳油石比为5.9%。参照规范，对最终的SMA混合料进行相关物理及力学性能检测，其空隙率、矿料间隙率、饱和度均满足规范要求，动稳定度、残留稳定度及冻融劈裂强度比如图3所示，其高温稳定性及水稳定性均满足要求。一级配上限100一级配下限80一设计级配%/率604020013.29.54.752.361.180.60.30.15 0.075筛孔尺寸/mm图2 配合比级配设计图9012000%/(.)/8000X80XX4000X700残留冻融劈动稳定度稳定度裂强度图3高黏高弹SMA10沥青混合料性能3钢桥面铺装层施工控制技术钢桥面复合铺装体系的施工工艺主要包括钢桥面预处理、环氧树脂防水粘结层施工过程及高黏高弹改性沥青结构层施工过程，具体施工流程 5-6 1如图4所示。清除残留物钢桥面表面预处理表面喷砂环氧树脂粘结层环氧树脂防水粘结层施工集料撒布混合料拌合混合料运输高黏高弹改性沥青结构层施工混合料铺摊混合料碾压图4施工流程图3.1钢桥面表面预处理对钢板表面进行预处理是进行钢桥面铺装的第一步，施工人员通常采用表面喷砂的处理方法对钢桥面表面钢板进行抛丸处理，可以得到表面粗糙的桥面板。该处理方式可以更好地粘结环氧树脂粘结层与钢桥面板，避免造成下面层材料与钢板脱落。进行表面抛丸之前，必须对钢桥面板进行残留物清除工作，保证钢桥面表面清洁、干燥及无污染。在大部分位置，利用喷砂机对钢桥面表面进行粗糙面处理，对于无法用大型设备处理的位置，使用手提式打磨机进行补充处理。3.2环氧树脂薄层施工钢板经过抛丸处理后半小时，喷涂环氧树脂粘结剂，再立即将粒径为3 6 mm玄武岩碎石撒布到粘结层上，直至表面看不到流动的环氧树脂粘结剂，待固化2 h后，去除表面多余集料，固化过程中不能污染喷涂表面，然后重复上述过程。固化结束后，再喷涂一层环氧树脂粘结剂。上述施工过程形成3层环氧树脂+2 层碎石的环氧树脂薄层结构，该结构可以保证桥面与铺装层形成良好的粘结性，水分及氯离子溶液无法渗人到钢桥面表面，防止腐蚀钢材。3.3高黏高弹混合料施工环氧树脂薄层施工结束后，开始进行高黏高弹SMA沥青混合料施工，主要包括混合料的拌合、混合料的运输以及混合料的摊铺和碾压。与普通沥青混合料的施工过程相比，高黏高弹315上接第312 页）2023年5月江西建材工程技术与应用SMA沥青混合料施工过程有更多需要注意的技术要点。3.3.1高黏高弹SMA沥料拌合过程由于高黏高弹沥青6 0 动力黏度远远大于普通SBS改性沥青，为了满足混合料质量要求，需对拌合楼增设转速为50 rpm的搅拌装置，使沥青可以受热均匀。如果转速太高，改性剂将会分解，影响改性沥青的使用性能。拌合过程中，操作人员应及时观察沥青混合料的出料情况，如果出现结团或者花白料，及时调整拌合楼转速及温度等参数。3.3.2高黏高弹SMA沥料运输过程合理的保温措施是高黏高弹SMA沥青混合料运输过程中需要关注的重点。为了确保混合料从拌合楼到施工现场的温差相差不大，需尽量缩短混合料的运输时间。此外，在运输车上铺设保温毯并尾部加焊侧板，减少卸料时离析现象的发生。为了避免运输车轮胎对环氧树脂粘结层表面的破坏，运输车轮胎胎面花纹要清晰，严禁使用光轮或磨耗严重的轮胎，保证环氧树脂粘结层表面粗糙带有一定纹理。3.3.3高黏高弹SMA沥青混合料摊铺及碾压过程本工程碾压的组合方式为：初压采用双钢轮压路机静压1遍+复压采用双钢轮压路机震荡1遍+终压采用双钢轮压路机再静压1遍。在摊铺过程中，必须要保证混合料的温度。摊铺碾压过程中，应该安排工作人员实时检测摊铺料和碾压面的温度，当温度未达到要求时，及时降低摊铺车的速度，对混合料进行升温，保证摊铺料的问题满足施工要求。碾压结束后，当铺装层温度降至50 以下，便可开放交通。3.4质量控制及检测结合上述整个钢桥面铺装层的各个环节，温度控制是保证钢桥面铺装结构层施工质量的关键。各个施工环节，必须及时检测控制要点，上一工序检验合格后才能进行下一工序的施工。施工结束后，需要对钢桥面铺装层进行平整度、摩擦系数、构造深度、渗水系数、压实度等路用性能指标的检测。经测试，钢桥面铺装层的平整度为1.2 1mm、摩擦系数为7 8 BPN、构造深度为0.93mm、渗水系数为35ml/min、压实度为96.2%，满足标准要求。该钢桥面铺装层具有良好的平整度和抗滑性能，行车舒适性和安全性良好。房屋建筑施工中，地基基础是结构物的重要组成部分。若地基固结性、稳定性不好，会对建筑物的安全性产生不利影响。采用静力观测法评价软土地基的力学特性，该方法具有非破坏性测试、实时监测、数据可靠性等优点，采用该方法可积累大量数据，提高数据的可靠性和准确性，并为后续的分析和设计提供依据。运用振动传感器技术对深厚软土地基处理进行后续监测，振动传感器灵敏度较高，能够感知微小的振动信号，并将其转化为可量化数据，有效监测地基的振动和变形情况。本文结合工程实例，验证该技术的应用效果，结果表明，其有效降低了土压力，且地基沉降量明显降低，说明该技术具备实际应用价值。4优势（1）利用环氧树脂液体材料，钢桥面铺装各层之间的粘结效果更好。在车辆加减速的过程中，桥面具有较强的抗剪能力。此外，其还具有较高的抗渗性，使得水及氯离子液体难以渗入钢桥面，避免钢桥面腐蚀。高黏高弹改性沥青的使用，极大提高了SMA混合料的耐高温及抗疲劳性能，提高了钢桥面铺装层的耐久性能，延长了桥梁的使用寿命。（2）本工程在钢板和高黏高弹SAM结构层中间加了环氧树脂薄层结构，不仅可以有效连接两种结构，还起到应力吸收层的作用，有效缓解了铺装层与桥面板之间的相对滑移，减少了裂缝及鼓包等病害产生。（3）与传统环氧沥青混凝土相比，其成本低，不需要专用设备，有利于施工组织，施工速度较快，开放交通时间快，有效缓解交通压力。5结语沥青铺装层作为桥梁体系中最薄弱的结构，是保障桥梁开放和安全运行的核心环节。桥面铺装层优质材料及高质量施工控制与桥梁铺装层的耐久性密切相关。通过各个施工环节的严格把控，施工结束后的钢桥面铺装结构层具有优良的使用性能，有助于延长钢桥面铺装材料的使用寿命，为建设高品质、长寿命桥梁工程奠定基础。参考文献1】杨波，何兆益，刘攀，等.钢桥面铺装聚合物合金制备与性能评价J】.应用化工，2 0 2 0，49（12）：30 95-30 98，310 2.2张顺先，张肖宁，徐伟，等，基于冲击韧性的钢桥面铺装环氧沥青混凝土疲劳性能设计研究J】.振动与冲击，2 0 13，32（2 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