河南大跨径钢桥面铺装技术指导

由于环氧沥青混凝土的成功应用，国内许多科研单位纷纷开展了环氧沥青混凝土铺装的研究，研究内容包括铺装层受力特点、环氧树脂粘结层、环氧沥青及其混合料的性能指标和配合比等。黄卫教授带领其团队对环氧沥青混凝土的路用性能进行了对比评价分析，其研究结果表明环氧沥青混凝土的低温抗裂性能、高温抗变形能力及疲劳寿命等都明显优于普通沥青混凝土。但环氧沥青混凝土也存在一些固有的缺陷，例如造价高、对施工技术和施工质量要求严格，容易出现施工质量问题且出现病害后修补较困难等。港珠澳大桥，主体工程总长约29.6 km，由桥—岛—隧构成，是世界上规模比较大的钢桥面铺装工程。河南大跨径钢桥面铺装技术指导

鼓包开裂是环氧沥青铺装的典型病害，由于环氧沥青铺装空隙率一般低于3% ，基本不透气，施工过程中环氧沥青混凝土内滞留水分无法排出，部分桥面在施工碾压后就出现鼓包或开裂，经过刺孔放汽或挖补处理一般可以得到有效修复。如果环氧沥青混凝土内滞留水分没有在施工中反应出来，可能在运营阶段天气炎热情况下逐渐出现鼓包现象，鼓包开裂在行车荷载的循环作用下继续扩展，可能出现线形开裂、分叉开裂、环形开裂，进一步可能出现塌陷坑槽，水在行车荷载产生的压力作用下从塌陷处下渗到铺装层内部，在铺装层中和钢板之间产生拍打效应，即在动水压力作用下不断冲击钢板（或粘结层），从而导致钢板锈蚀。对于鼓包情况应及时处理，避免因鼓包造成开裂或坑槽病害。环氧沥青铺装鼓包病害发展过程是，首先经开裂渗透浸水，如果鼓包发生在钢板粘结层界面，铺装开裂处会出现锈迹，进一步发展鼓包开裂出现坑槽，钢板表面可能受到严重腐蚀，因此环氧沥青铺装鼓包病害应及时进行处理，避免病害进一步扩展和钢板腐蚀。山西品牌钢桥面铺装价格溶剂型粘结剂作为粘结层，起到承上启下的粘结作用，能够将环氧树脂碎石层和上面的沥青砂浆有效的粘接。

铺装层与钢板两者之间无法达到变形协同作用,其主要的原因可归结如下几点：①粘结剂对钢板的粘附力在高温条件下降低。在炎热的夏季光滑的钢板表面温度可达到70℃以上，此时一般的防水粘结剂对钢板的粘附力为0.15～0.3MPa。在高温状态下界面的抗剪能力因粘结剂变软脱粘而变得非常薄弱，对于光滑的钢板表面，铺装层很容易产生推移。②车辆荷载制动产生的强剪切力。如:汽—超20级以80km/h车速紧急刹车时,后轮作用于触地面积下界面的剪应力约为0.64MPa,加之桥面坡度以及钢板与沥青混凝土热膨胀系数不同等因素，，当超载车运行时，界面剪应力就更大。较之高温时粘结剂0.15～0.30MPa的抗剪力可知，粘结剂界面抗剪能力远不足。③粘结剂在高温摊铺SMA混合料时易上浮，使铺装层底部的油含量相对高于正常的设计配比。这一局部高沥青含量的混合料其抗剪切蠕变性能显然趋于不利，一旦铺装层开裂，裂缝直达钢板表面，粘结剂的防水功能也就不存在。

尽管许多国家都对钢桥面铺装材料及结构等进行了多年的研究，但从这些年实际的钢桥面铺装使用情况来看，现有的各种铺装材料或铺装结构仍不完善。目前来看，主要有三类铺装材料被的应用在大跨径钢桥铺装上，分别为：改性沥青SMA，以日本德国为主；浇筑式沥青混凝土，以德国为主；环氧沥青混凝土，以美国和中国为。在工程应用中，改性沥青SMA钢桥面铺装的早期病害严重，并以车辙、开裂、推移等病害为主，相关学者对此现象进行了分析，并认为病害产生的原因包括两方面：一是由于SMA空隙率较大与钢面板的粘结性能较差，二是由于相对于大跨径钢桥面铺装层恶劣的工作环境来说，改性沥青SMA的热稳定及低温抗裂等性能尚有不足；浇筑式沥青混凝土铺装层在我国的应用中也出现了比较严重的车辙等早期病害，研究表明，这与我国夏季炎热的气候条件以及大交通量和超载严重密不可分；环氧沥青混合料较其它沥青混合料有明显优势，但环氧沥青混凝土也存在一些固有的缺陷，例如造价高、对施工技术和施工质量要求严格，容易出现施工质量问题且出现病害后修补较困难。待钢桥面喷砂除锈后，且环氧富锌漆施工后进行热熔型改性环氧树脂材料的施工。

华南理工大学张肖宁等从环氧沥青混合料钢桥面铺装使用中存在的问题出发，在进行环氧沥青混合料级配设计时，引入了CAVF设计法，使用混合料的空隙率和构造深度作为控制指标，改善了混合料的抗滑性。基于断裂力学和能量法，提出以冲击韧性作为混合料疲劳性能的评价指标，试验结果证明混合料的冲击韧性与疲劳性能具有良好的线性相关性。东南大学钱振东等为了选取合适的陶粒制备轻质环氧沥青混合料，研究了陶粒种类和替代率对该轻质混合料强度、车辙和水稳定性的影响，较后建议使用70%替代率的圆型陶粒来制备轻质环氧沥青混合料，并推荐大跨径钢桥和一些特殊结构桥梁（开启桥）使用该轻质环氧沥青混合料进行桥面铺装。此外，钱振东等人还通过粘度、拉伸性能、高温车辙和低温弯曲等试验研究了不同橡胶粉掺量（2%~10%）对环氧沥青及混合料性能的影响，结果表明，橡胶粉的加入降低了环氧沥青容留时间，但增加了材料断裂伸长率，当掺量为6%时，该环氧沥青材料的断裂伸长率达到261%；此外，橡胶粉的加入对混合料的低温性能也有一定的提升，当掺量为4%和6%时，混合料具有良好的高温稳定性和低温抗裂性。通过接缝胶带以及导水管，可以保证水部滞留在铺装层中，从而更加利于钢桥面板的保护。山西提高钢桥面铺装耐久性

钢材导热系数比混凝土等其它材料大，因此极端高温和极端低温的影响更严重和复杂。河南大跨径钢桥面铺装技术指导

将环氧树脂掺入沥青中，与集料、填料拌和，经过固化即得到环氧沥青混凝土，它具有以下优点：强度高，韧性好；好的高温稳定性和低温抗裂性；抗疲劳、抗化学物质侵蚀能力强。 对环氧沥青混凝土的研究始于20世纪50年代，壳牌公司将环氧树脂作为改性剂掺入到石油沥青中，较终得开发了名为ShellEpoxyAsphalt的环氧沥青材料。SanMateo-Hayward大桥位于美国，是世界上采用环氧沥青混凝土铺装的大跨径钢桥，在1967年进行铺装后，其铺装层保持了良好的使用效果。自此之后，美国的大跨径钢桥多采用环氧沥青混凝土铺装材料。河南大跨径钢桥面铺装技术指导