新型环氧沥青桥面粘结及铺装层施工工艺研究

引　言

防水粘结层是桥面铺装结构的一个重要组成部分，研究和设置合理的桥面防水粘结层是保证和提高桥梁耐久性的有效措施之一，在应用中必须进行防水层结构设计、施工工艺控制及质量检测。

近年来，随着中国交通事业的发展，中国也逐渐认识到桥面防水的重要性，并进行了一系列研究。目前，桥面铺装层的防水粘结材料多采用环氧树脂沥青(简称环氧沥青)。环氧沥青是经化学反应后形成的具有三维立体互穿网络结构的新型复合材料，既不是沥青材料，也不是环氧树脂材料，而是兼具两者优点的热固性材料，具有高强度、高粘结力和高柔韧性。本文对新型环氧沥青材料的性能特点及其在混凝土桥面以及钢桥面上形成的防水铺装层进行施工工艺研究和工程应用性能检测，为桥面铺装层的设计、施工和检测提供参考。

新型环氧沥青的组成及性能特点

环氧沥青的组成

环氧沥青主要是由环氧树脂A组分和改性沥青B组分组成，两者按一定比例充分搅拌混合。环氧沥青混合后，随着时间推移，两者进行物理和化学作用，体系的粘度逐渐增大，并且温度越高，粘度增加越快。桥面防水层材料的混合比例主要受成本价格和粘结强度影响，大体控制在1:2与1:10之间。

环氧沥青的性能特点

(1)环氧沥青的固化是一种化学反应，由固化前的线型分子结构转变为固化后的网型分子结构。固化过程和温度有极大关系，温度降低，固化时间相应延长。一般以120℃时4h的固化程度为标准强度。

(2)环氧沥青固化后形成不溶的热固性材料。固化过程是不可逆的，即使温度升得再高，材料仍呈固态形式，这样就保证了环氧沥青在高温下仍能保持较好的力学性能。

(3)环氧沥青的粘结力是通过物理和化学两个方面的作用产生的，因此其粘结力较大。

(4)环氧沥青具有特殊的分子构造，因此即使在-20℃下仍能保持较好的柔韧性，是SBS改性沥青的3~6倍以上。

环氧沥青桥面防水粘结层的关键施工技术

环氧沥青桥面防水粘结层的施工工艺主要由环氧沥青洒布以及环氧沥青混合料的摊铺、碾压、消泡、施工质量检查等工序组成。每道工序都有其施工技术的特点，在施工过程中必须严格按照技术规范来完成，才能到达控制施工质量的目的。

环氧沥青的洒布

环氧沥青主要是采用智能洒布车进行喷洒，也可以采用人工手动喷洒。智能洒布车具有喷洒均匀连续、喷洒量易于控制、喷洒效率高、适用于大面积喷洒等优点，在工程实践中最常采用。洒布的工艺过程包括：洒布前的准备、洒布量的控制与调试、喷洒、碎石撒布、检查。在环氧沥青洒布过程中，控制的关键技术如下。

(1)洒布前对混凝土桥面和钢桥桥面进行清洁和干燥。

(2)对智能洒布车各项性能进行检查与调试，包括检查环氧沥青温度是否在要求范围内；检测智能洒布车的每个喷嘴是否畅通，打开喷嘴向废料筒内预喷，排清管内残留物；调试比例，确保A、B组分比例精确。根据施工要求和现场具体条件制定洒布方案，一般洒布量为0.8~1.2kg/m²，洒布宽度为3.0~3.7m。

(3)正式洒布应保证均匀、连续，用量准确。喷洒区边缘保持横平竖直，且严格控制喷洒区边缘粘结层的洒布量。

(4)均匀撒布粒径为5~10mm的碎石，覆盖率为40%~60%，要求碎石洁净、干燥，碎石分布均匀，不得有漏撒和堆积现象。

环氧沥青混合料的摊铺

摊铺环氧沥青混合料的摊铺机应具有非接触式声纳找平仪、足够的功率、可加热的振动熨平板及振动夯等。在环氧沥青混合料摊铺过程中，控制的关键施工技术如下。

(1)在摊铺过程中始终注意控制环氧沥青混合料的摊铺温度，一般不低于165℃，摊铺机摊铺前1h进行预热，控制熨平板的预热温度在100℃左右。

(2)在摊铺过程中时刻注意控制环氧沥青混合料的离析现象，保持螺旋布料器中的料位略高于螺旋布料器2/3，避免摊铺层出现离析。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)由专人计算并控制摊铺速度，根据供料能力及各料车送料单上的“容许卸料时间范围”进行及时调整，以不停机、不超时、匀速摊铺为原则。

(4)采用非接触式平衡梁控制摊铺厚度与平整度，用4m直尺测量桥面板上的纵向平整度，若在3mm内，则摊铺基准可取原桥面板；或采取挂线的方式，并以此为基准。

(5)摊铺方向及顺序应以保证摊铺的顺利进行为原则，并尽可能地减少料车及机械在已铺环氧沥青的面层上行驶。

(6)当摊铺紧靠先前摊铺过的铺装层时，在靠近先前铺装层的熨平板端部装设一个滑雪传感器，使新铺装层的坡度在先前铺装层的坡度±1.5mm的误差范围内。离先前铺装层远的熨平板端部用非接触式均衡梁控制，要保证铺装层的横坡度一致。

环氧沥青混合料的碾压

碾压环氧沥青混合料时推荐按照碾压组合进行，也可以根据实际的“粘轮”情况进行调整，但上层终压必须采用钢轮压路机，以确保铺装层的平整度。

摊铺机布料后立刻进行初压，初压终了温度不低于82℃，初压应使用双钢轮压路机完成；复压应立刻用胶轮压路机压实4~6遍；终压用双钢轮压路机压实，但应在混合料温度下降至65℃之前完成。

用喷雾器喷涂少量植物油到压路机辗压轮表面，以防止压路机粘起环氧沥青混合料。碾压时压路机驱动轮面向摊铺机，由低到高依次连续、均匀碾压，相邻碾压带重叠1/3轮宽，不允许压路机在环氧沥青混合料铺装层上转向、调头，压路机启动、停止必须减速缓行，不准紧急刹车制动。

消泡

环氧沥青混合料铺装碾压完毕后3~5d内要派专人不断地检查铺装层是否有鼓包发生。当发现鼓包时，应立即用直径3mm的钢针由包顶插入放气。在3d内发现的，放气后用手持夯锤将鼓包击平，并用环氧胶填满插孔；若3d后发现，放气后须用兽用注射器或其他类似器具将现配环氧胶或环氧沥青结合料注入鼓包内，击平鼓包后让多余的粘结剂由插孔冒出并刮走。

施工质量检查

施工质量检查包括施工阶段的检查和施工后的检查。施工阶段的检查内容主要包括石料级配、油石比、马氏试验和施工温度(摊铺温度、碾压温度等)等。施工后的检查主要包括外观、接缝、空隙率、厚度和摩擦系数等。每项检查均应按照工艺规范进行。

环氧沥青铺装层粘结强度检测

虽然中国对桥面铺装层的粘结强度没有规范要求，但是为了掌握环氧沥青的粘结性能，有必要对桥面环氧沥青铺装层的粘结强度进行测定。利用项目组开发的层间剪切仪和拉拔仪对以下两个工程的施工现场进行了检测试验。

(1)苏州某快速路高架桥部分洒布A1型热固性环氧沥青粘结材料，基层为水泥混凝土桥面，下面层为AC-25C沥青混凝土，厚为6cm，水泥桥面防水粘结层为环氧沥青。通过现场检测，在K4+486左幅处，桥面层间剪切力为7733N，剪切强度为0.985MPa；在K4+466右幅处，桥面层间剪切力8227N，剪切强度为1.048MPa；在K4+442右幅处，桥面层间剪切力为9122N，剪切强度为1.162MPa。

(2)郑州某公铁两用桥工程水泥混凝土桥面部分洒布A1型热固性环氧沥青，基层为水泥混凝土桥面，下面层为AC-25C沥青混凝土，厚为6cm，水泥桥面防水粘结层为环氧沥青。通过现场检测，在K17+655左幅处，桥面层间剪切力为8780N，剪切强度为1.121MPa；在K21+150右幅处，桥面层间剪切力为9954N，剪切强度为1.268MPa。

由苏州和郑州两个工程项目的现场检测结果可以看出：苏州两个点的剪切强度分别为0.985MPa和1.048MPa，一个点的拉拔强度为1.162MPa；郑州两个点的剪切强度分别为1.121MPa和1.268MPa。虽然监测点很少，但是同一个项目不同桩号的检测结果都很接近；剪切强度和抗拉强度的检测结果基本都达到了1MPa，说明环氧沥青作为防水粘结层材料在实际工程应用中的性能表现优异。

结　语

(1)环氧沥青的固化是一种化学反应，由固化前的线型分子结构转变为固化后的网型分子结构，环氧沥青固化后形成不溶的热固性材料。通过物理和化学两个方面产生的作用，使环氧沥青具有很高的粘结性能。(2)施工过程中只要严格按规定的施工工艺进行，便可达到要求的施工质量。(3)在工程实践中检测了环氧沥青铺装层的粘结强度，证实新型环氧沥青作为桥面防水铺装层材料具有很高的粘结性能。

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