日本TAF环氧沥青混凝土在桥面铺装中的应用.pdf

Br i d g e a n dT u n n e Ma c h i n e 桥 r y爨 C机o n械stru c&tio n施 T e工chn技o lo术g y RM CM l ＆ ■ ■ ● ■ ● ● — ● ■ ■ 一 日本T AF 环氧沥青混凝土在桥面铺装中的应用 App l i c a t i on o f J a pa ne s e TAF Epox y As pha l t Conc r e t e i n De c k Pa v e m e nt 刘晓 文 ， 张 肖宁 Ll U Xi a o— wen．ZHANG Xi ao— ning 华 南 理 工 大 学土 木 与 交 通 学 院 ， 广 东 广 州 5 1 0 6 4 0 Scho ol of Civi t Engineer i n g and Tr an spor t at i on，Sou t h Chi na Univer sit y of Te chnology，Gu angz hou 51 06 40，Guan gdong Chi n a 【 摘耍 】 结合 虎 门 大桥 桥 面铺 装 大修 工程 的施 工 实践 ， 介绍 了 日本T AF 环氧 沥 青 混 凝 土桥 面铺 装 的施 工 工 艺和 质 量 控 制 ， 并 与 美 国 C h e mCo 环 氧 沥 青 混 凝 土 进 行 对 比 ， 结 果 表 明 ：日本 T AF环 氧 沥 青 混 凝 土 在 要 求 交 通 开 放 快 、 交 通 影 响 ／ J 、 的 桥 面 铺 装 工 程 中 具 有 独 特 的优 势 和 适 应 性 。 【 Ab s t r a c t】 Ac c o r d i n g t o t h e H u me n d e c k p a v e me n t r e p a i r p r o j e c t ， c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y a n d q u a li t y c o n t r o l o f Japanese TAF epoxy asphalt concr et e i n deck pavem en t a r e i nt r oduced． Thr ough cont r a st i ng t o Am er i c an Chem— Co epoxy a sphal t concr et e． t he r esult s show t hat Japanese TAF ep ox y asphalt c oncr et e has uni que adv ant ages and adap t abi l i t y i n deck pavem ent engi neer i ng w hich needs t o be opened qui ckly and af f ec t ed sl i ght ly． 【 关键 词 】 环 氧沥 青 混凝 土 ； 桥 面铺 装 ； 施 工工 艺 ； 质量 控 制 【 K e y wo r d s】 e p o x y a s p h a l t c o n c r e t e ； d e c k p a v e me n t ； c o n s t r u c t io n t e c h n o l o g y ； q u a l i t y c o n t r o 中 图 分 类 号 ： U4 4 3 ． 3 3 文 献 标 志 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 —0 3 3 X( 2 0 1 0 ) 01 — 0 0 6 9 一 O 3 0 引言 环 氧 沥 青 混 凝 土 具 有 许 多 材 料 无 法 比拟 的 优 越 性 能 ，中国 以往 绝 大多数 环氧 沥 青混凝 土桥 面铺 装 采用 的 是 美 国的环氧 沥 青和 铺装 工艺 ． 日本 环氧 沥 青混凝 土 应 用 得 很 少 。 本 文 结 合 虎 门 大 桥 桥 面 铺 装 大 修 工 程 的 实 践 ． 介 绍 日本 T AF 环 氧 沥 青 混 凝 土 桥 面 铺 装 的 施 工 工 艺 和 质 量 控 制 ， 并 与 美 国 C h e mCo 环 氧 沥 青 混 凝 土 进 行 对 比 1 工程 概 况 虎 门 大 桥 全 长 1 5 ． 7 8 k m， 主 跨 8 8 8 n l ， 行 车 道 单 幅 宽 l 4 ． 2 5 I 1 1 ， 设 计 为 双 向 六 车 道 。大 桥 地 处 珠 江 口 ． 气 候 潮 湿 炎 热 ， 夏 天 铺 装 层 温 度 最 高 可 达 7 0 ℃， 加 之 交 通 量 巨 大 、 超 载车 比例 很高 ， 铺 装 的工作 环境 非 常恶 劣。 自1 9 9 7 年 铺 装S MA体 系至 今 ， 大 桥铺 装 曾进 行 过 两 次大 修 l l l ， 中小 修 不 断 ， 但 都 无法根 治 铺装 层 的推移 、 开 裂等 病害 ， 与 新 建大 桥桥 面 铺 装 不同 ， 虎 门大 桥 与广 深 高 速 和 京 珠 高 速 广珠 段 相 接 ， 是 沟通 东莞 、 广 州 、 香 港 和 深 圳 、 珠 海 的 交 通 大 动 脉 ， 交 通 一 刻 不 容 中 断 ， 要 求 尽 可 能 少 地交 通封 闭。美 国环 氧 沥青 混凝 土 虽然 具有 非 常优 越 的 路 用 性 能 ， 且 曾 多 次 用 于 大 跨 度 钢 桥 的 桥 面 铺 装 中 ． 但 是 由于 需 要 长达4 5 d 的 养 生期 和 至 少2 条车 道 的 交通 封 闭 [ 2 j ， 无 法 满 足 此 次 维 修 工 程 的 要 求 ， 而 日 本 T AF环 氧 沥 青 混 凝土 养 生期 短 ，施 工 中只 需 封 闭 当前 维修 车 道 ． 对 温 度 、 时 间 的 控 制 和 施 工 机 械 的 要 求 也 较 为 宽 松 ， 因 此 符 合 虎 门 大 桥 桥 面 铺 装 维 修 施 工 的 需 要 2 日本 T AF 环 氧 沥 青 混 合 料 虎 门 大 桥 铺 装 维 修 施 工 流 程 如 图 1 所 示 ， 铺 装 设 计 总 厚 度7 0 i n m， 结 构组成 为 ： 3 5 mm环 氧沥 青混 凝土 f E A 一 1 O 1 + 0 ． 4 k g I n T AF环 氧 树 脂 黏 结 层 + 3 5 n l l l l ~ 氧 沥 青 混 凝 土 ( E A 一 1 0 ) + 0 ．4 k g 1"I 1 Z F AF 环氧 树脂 防水黏 结层 ． 如 图2 所 示 2 ． 1 TAF环 氧 树 脂 黏 结 层 施 T F AF 环氧 黏结 层 的A、 B 双 组 分 分 别 为环 氧 树 脂主 剂 和 固 化剂 ， 均 不含 石油 沥青 ， 黏 结层 技 术指标 见表 l 黏 结 层 施 工 时 将 事 先 预 热 至 5 0 o C～ 6 0℃ 的 主 剂 和 固 6 9 桥 隧机械&施工技术 B ndge andTunnelMachiner y＆ Cons盯ucti on T ecl 珈OlOg y ┏ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ┓ ┃ 铣刨、清洗原 有铺层I ┃┣ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ┫┃ I ┃ ┣━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ┫ ┃ 桥面板裂缝检测l ┃┣━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━ ┫ ┃ I ┃ ┣━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━┫ ┃ 焊缝l ┃ ┣━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ┫ ┃ I ┃ ┣ ━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━┫┃ 喷砂除锈f ┃ ┣━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━ ┫ ┃ I ┃ ┣ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━┫ ┃ T A F防水黏结层l ┃┣━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━ ┫ ┃ I ┃ ┣━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━┫ ┃ i 装环氧沥青混凝土下面层 ┃ ┣━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━┫ ┃ I ┃ ┣ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━┫ ┃ 1AF黏结层洒布 l ┃┣━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ┫ ┃ I ┃ ┣ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━┫ ┃ 5装环氧沥青混凝上面层 ┃ ┗━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━┛ 图l桥面铺 装 维 修 施工流 程 围2TAF环氧沥青混 凝 土 铺 装 结 构 襄IT AF环氯黏结 层 养 生固化 后 的技 术 指 标 质 量 比(主剂，固 化剂) 拉伸强度 ’( 23℃)， MP 丑 破坏延伸 率 ‘( 23℃)M 黏 结强度123 ℃)，MP a 50， 50 ≥4．0 ≥100 注：帝 ‘为 在6( )℃的烘箱里养生4rI后的 试验 值 ，下同。 化剂按比例倒入清 洁容器中，用手持式 搅拌器搅拌5min 使其充分混 合 ，然后用 刷墙辊子沾取进 行涂覆。黏结层施 工应注意以下几个方面 。 (1)在通车的情况下施工．应注意对车 辆的扬尘、飘 落 物污 染 的 防护，每 完 成 一 段 黏结层的涂覆即进行遮盖 。 (2) ‘r A F环氧树脂 黏 结层固化速 度快 ，A、B组 分 混合后 必须 在l Omin内施工完毕 。因此．涂覆前应根据每组 环氧 树脂 质量、洒布量( 0．4k gm’、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。， (3)黏 结层涂覆后应 定 期 进 行 触按 检测，触 按不粘手 时 应尽快进行混凝土摊铺 。因故不能 按时完 成 摊 铺碾压 工作时 ，摊 铺 前要重新 涂覆 黏结层 ，用量为0 ．18 kg ． m t 。 2．2T AF环氧沥青混合 料 的生产 r r A F环氧沥青混 合料的生产采用普通的沥青拌和楼 ， 外 加环氧 树脂投入系统。混 合料的生产流程 见 图3。 围3 T AF环氧沥青混台料 生产 流 程 T A F环氧沥青混凝土的黏结料是三组 分材料 。由基 质沥青、环氧树脂主剂和固化剂组成。基 质沥青和环氧沥 青黏结 料的技 术指 标见表2、表3。 衰2基质沥青的 技术指 标 针入度(25℃，100g，5s)， 0 ．1mm 针八度指数 软 化 点，℃ 延度(10℃，5cm - m；n “‘ )， cm 延度(15℃，5cmmjn ’’ )， cm 蜡含 量【燕馏 法y％ 闪 点／℃ 溶 解 度腻 密度(15℃) ， (gc m 。， 质 量变 化 R T F O T后残留物残 留针八度比( 25 ℃)肠 残 留 延度(10℃)，cm 60 一8 0 — 1．5 — 10．0 4 4．0—5 2．0 ≥15 ≥l( ) 0 ≤2．2 ≥260 ≥99 ≥1．000 ≤0．6 ≥5 5 ≥6 生 产前先将基 质沥青加 热到 150℃ ．环氧树脂 主剂 和固化剂加热到60℃。环氧 树脂 主剂和固化剂在拌和 仓 外混合，并经输送管 投入到拌和 仓中．同时 加入基质沥 青，与集料拌和后 生产 出TAF环氧沥青混凝土 。生产中需 注意以 下两方面 。 (1)施工前必须对 主 剂 和固化剂进行充分预 热。可在 拌和楼附近就 地堆 砌环氧树脂 ，用篷布 裹盖并用大型热 鼓风机 进 行预热。 (2)必须严格 控 制环 氧树脂 主剂和固化剂的 质量比 (5 6：4 4)、基质沥青和环氧树脂的 质量 比(50：50)．并 保证基 质沥青与环氧树脂 同时投入到拌和楼中。 2． 3T AF环氧沥青混凝土施工 2．3．1摊铺 TAF环氧沥青混 凝土摊 铺中混 合料是由料 车直接 卸 入摊铺机受料斗中。施工中 除应特别重视 桥面板的清洁、 干燥 外，还应注意 控制 摊铺时间 和 摊 铺温度。 T AF环氧 沥青混 合料 拌和后至摊铺前需有1h养生期，并 在出料后 l ～ 2．5 h内完 成 摊铺碾压 。摊铺温度 控制在160 ℃ 一 180℃ 之间。 2．3 2碾压 初压开始 时混 合料的内部温度应不低于15 0℃：复压 开始时混 合料的表面温度应不低于1 10q C：终压开始时混 合料的表面温度 应不低于90℃。采 用 “ 紧跟慢压 ” 的连续 式碾压工艺(钢轮压路 机与轮 胎 式压路机组合)．确保碾压 温度和压实度 ．避 免 混合料开裂、推挤和移 动。压路 机组 合及碾压遍 数如 表4所示。 襄4压路机组台、碾压遍 数 压路机组合及碾压遍 数可根据现场碾压情况调 整。 在此次维修施工中．曾 出现 局部区域经双钢 轮压路机碾 压后出现推 挤开裂无法压实的 现象 ．后改用轮胎压路机 进行复压．碾压效果良好。 2．3．3切 缝 与新建桥面铺 装的 切缝不 同 。铺装 维 修工程 是待整 幅面 层施工完 铣刨另 一 幅时在上、下面层 一 起切割 成垂 直立 面。由于有原路面的推挤作用 和边 缘的人工夯 实．铺 装层边 缘的压实 度 有了较 好 保证 ，纵 缝切割时可适当减 少切割量．新 建环氧 混 凝土铺 装 边 缘切 割量 一 般为25 cm 左右 。 2．3．4 养生 T AF环氧沥青混 合料采 用自然 养 护方式 ．养生期 间 禁止 一 切车 辆通行。养护 期 一 般为3 ～ 4d，具体时间 根据 环境温度和现场 试验 确定。 2．4与美 国ChemC0环氧沥青混 凝土的对比 与国内应 用较广泛的 美国C he mCo环氧沥青混 凝土 相比 ，日本TA F环氧沥青混 凝土在生产 、施工和养生等方 面都具有 自身的特点 ，如 表5所示。 3 结语 日本T AF环氧沥青混 凝土桥面铺装虽然施工机 械 化 桥隧 机械&施工技术 B州geandT unneI Machiner y＆ C0 nsncti on T echn010g y 表5美 国Chemc0环氧沥青混凝土与日本TAF环氧沥青混凝 土对比 ┏━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━┓┃ ┃ ┣━ ━ ┳━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━┫ ┃ ┃ 量 雾黧曩鬻 篓 裟垂 ┃┃ ┃ 霍 耋篡豢麓擎 怂銎 ┃┃┃ 骶 努 器 黧麓 瓣 皇 ┃ ┃ 重 ┃ 圈 ?≈掌 黧掣 幛道 呈霎慧黧 嚣亍 迨卧( b冲 ┃┃ ┃ ■耋 喜誓 ≯ 开 放交 通 吼对 蛮 耄 盖 ≯ 开 放 交 通迅 速对 变通 ┃┗ ━ ━┻ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━━ ┛ (a)美J习( 、} 1e nln环氧沥青)昆 凝土㈤)日本T A F环氧 沥青)昆凝土 图4环氟 沥青混 凝 土铺装交 通封闭 对 比 程度较低、劳动强度大，但其快速养生、较小 的交通 干扰、 对温度 、时间和施工机械要求 低等优点，使其在 桥面铺 装 中有着 广 阔的市场前景。虎门大 桥钢桥面铺 装大修工程 作为国内 少数用日本T AF环氧沥青混凝土作为桥面铺装 维 修 材料的 一 个工程实例，对今后TAF环氧沥青混 凝土桥 面铺 装工程特别是铺 装大修工程具有 一 定的借鉴意义。 参 考 文献： [1] 王迎军 ，朱桂 新，陈旭东．虎门大桥钢 桥面铺装的 使用和维护[J]． 公路 交通科技 ，2【 ) ( 】 4，21(8)：64 — 67． [2]章登精 ．南京长江第三大桥环氧沥青桥面铺装工程U ] ．公路 ． 2【 ) 07，(9)：21 — 25． [3】曾利文 ．湛江海 湾大桥钢桥面环氧沥青施工质量控制[J]．筑 路机 械与施工机械化，2( )【 j 7。24(4)：4 6 — 4 8． 收稿日期：2009 — 07 — 07 [责任编 辑：唐 伟琼]