路用环氧沥青混凝土特性及施工关键技术研究

于彤

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

近年来，我国桥梁建设快速发展，新建了大量大跨径钢桥，其总铺装面积可以达到1 000 万m2，这一发展趋势无疑给桥面铺装材料性能带来了挑战。相较于混凝土桥面，钢桥的结构和使用环境都对材料有着更严格的要求。基于此，环氧沥青混凝土应运而生，其凭借优良的性能，逐渐在我国钢桥工程中得到广泛应用，如南沙大桥，其是现阶段世界范围内单体热拌环氧沥青铺装面积最大的工程。为提高环氧沥青在桥梁铺装领域的应用水平，需在明确材料特性的基础上，研讨施工关键技术。

1 环氧沥青混凝土基本特性

作为一种新型材料。环氧沥青不仅属于沥青，还属于环氧树脂，同时兼备两种材料的特点和优势，其基本特性包括：

（1）有良好的黏度，双组分环氧沥青复合材料，将A、B 两个组分充分混合后，伴随时间的延长，组分发生一系列物化反应，黏度逐渐增大，同时，当温度较高时，还能提供更大的黏度。

（2）固化所需时间相对较长。环氧沥青发生固化时，主要与温度直接相关，即当温度相对较低时，固化所需时间较长。

（3）环氧沥青发生固化后，具有良好的热固性，即便当温度或压力较高时，固化也不可逆，能够保证力学性能。

（4）环氧沥青自身黏结力直接受到物化反应影响，分子结构特殊，当温度为-10℃的条件下，亦能提供良好的韧性，且断裂延伸率一般不低于120%。

2 环氧沥青混凝土施工关键技术

2.1 配合比设计

推荐级配和沥青用量如表1所示。

表1 推荐级配和沥青用量

按照马歇尔试验要求，配合比设计需满足以下技术要求：

（1）击实次数：当用于钢桥面时，双面击实，单面50次，当用于水泥混凝土桥面时，双面击实，单面75次。

（2）稳定度：当用于钢桥面时，不低于40kN，当用于水泥混凝土桥面时，不低于16kN。

（3）空隙率：当用于钢桥面时，应保持在2%～3%范围内，当用于水泥混凝土桥面时，应保持在3%～5%范围内。

（4）矿料间隙率：无论用于钢桥面还是水泥混凝土桥面，均不低于14%。

（5）沥青饱和度：无论用于钢桥面还是水泥混凝土桥面，均应保持在75%～90%范围内。

（6）流值：无论用于钢桥面还是水泥混凝土桥面，均应保持在20～40（0.1mm）范围内（0.1mm 为流值的单位）。

拌制完成的混凝土应达到以下各项技术要求：

（1）高温性能（动稳定度）：当用于钢桥面时，不低于12 000 次/mm，当用于水泥混凝土桥面时，不低于8 000次/mm[1]。

（2）低温性能（破坏应变）：无论用于钢桥面还是水泥混凝土桥面，均不低于2 500με。

（3）水稳性能：残留稳定度：当用于钢桥面时，不低于90%，当用于水泥混凝土桥面时，不低于85%；冻融劈裂抗拉强度比：当用于钢桥面时，不低于85%，当用于水泥混凝土桥面时，不低于80%。

2.2 防水黏结层和黏结层施工

2.2.1 一般规定

（1）待施工桥面应保持干燥与洁净。

（2）当在混凝土桥面进行施工时，建议进行精铣刨，对铺装层的顶面进行处理；当在钢桥面进行施工时，应先做好除锈，并使粗糙度保持在40～80μm 范围内[2]。

（3）施工时所用洒布设备应具备对不同组分的比例及实际洒布数量进行控制的功能。

2.2.2 防水黏结层施工

（1）施工前对防水黏结材料进行预热。

（2）正式洒布开始前应先试喷，同时准确标出具体的施工范围，以免给非施工范围造成污染。防水黏结材料的用量，当用于钢桥面时，用量为0.6～0.8kg/m2，当用于水泥混凝土桥面时，用量为0.7～1.0kg/m2[3]。

（3）对于无法采用洒布设备进行作业的区域，可利用人工进行补洒。

（4）对于水泥混凝土桥面，其防水黏结层成型后，需要在表面继续撒布一层粒径在5～10mm范围内的碎石，注意所用碎石应保持干燥和洁净，不可存在任何杂质，使覆盖率达到40%～60%即可。

（5）在铺筑铺装层之前应进行适当的封闭养护，以免造成污染。

2.2.3 黏结层施工

黏结层的具体施工工艺和上述防水黏结层差别不大，无需撒布碎石，用量通常按照0.3～0.5kg/m2控制[4]。

2.3 环氧沥青混凝土施工

2.3.1 施工准备

（1）以现场所用拌和设备为依据选择适宜的添加设备。

（2）在拌和站中应具备齐全的集料临时储存设施，对集料进行分类存放。

（3）根据现场勘察成果确定适宜的运输路线。

2.3.2 混合料拌制

（1）施工所用添加设备必须具备对不同组分的比例进行准确控制的功能，以满足混合料生产基本要求。

（2）根据环氧沥青类型对组分进行加热，当采用双组分时，EAD-A 加热温度80～90℃，EAD-B 加热温度125～135℃，集料加热温度115～145℃；当采用三组分时，EAT-m 加热温度70～80℃，EAT-c加热温度60～70℃，石油沥青加热温度140～160℃，集料加热温度180～195℃[5]。

（3）混合料生产过程中必须对出料温度予以严格控制，对于双组分混合料，其出料温度应保持在110～140℃范围内，对于三组分混合料，其出料温度应保持在170～185℃范围内。

（4）混合料生产拌制时，需安排专人对混合料实际出料温度及时间予以严格监测，同时认真填写相应的送料单。

（5）在每次拌制完成后的20min 之内都要对管道进行冲洗，以免残留的环氧沥青发生固化导致管道堵塞。

2.3.3 混合料运输

（1）混合料运输一般采用自卸车进行，车辆应处于良好状态，不能漏油和滴水，装车前需在车厢内壁均匀涂抹一层隔离剂。

（2）装车完毕后对其进行必要的保温与防尘处理，同时严格服从现场调度。

（3）运输车必须在要求的时间内将混合料运输到现场，如超出最大容许时间，则该车装载的所有混合料均需废弃。

2.3.4 混合料摊铺

（1）混合料摊铺借助摊铺机完成，摊铺机开始使用前与使用完毕后都应进行全面清洗。

（2）安排专人对卸料和摊铺过程的混合料温度及速度进行控制，并适时翻动处于布料器两端未能正常流动的混合料，避免出现死料。

（3）摊铺施工开始前，应先对摊铺机的熨平板进行预热，一般需要预热1h 的时间，使其温度达到100℃。当需要对熨平板进行加宽连接时，应注意调节，避免产生离析。

（4）采用一台摊铺机进行混合料摊铺时，当为双车道时，需将摊铺宽度控制在6m 以内，当为三车道及以上时，需将摊铺宽度控制在7.5m；采用两台及以上摊铺机进行混合料摊铺时，相邻两台摊铺机之间应前后错开，错开的距离按10～20m 控制，形成梯队，保证摊铺的同步性，相邻两幅之间要有一定重叠宽度，一般为30～60mm。另外，上下两层之间的搭接处，也应错开至少200mm。

2.3.5 混合料碾压

（1）混合料的碾压机具、温度与遍数都需要以混合料相关技术要求为依据确定。

（2）为避免压路机碾压过程中混合料黏轮，可在碾压开始前在压路机轮的表面均匀涂抹一层隔离剂，注意不可用水和柴油。

（3）对于无法采用摊铺机进行摊铺的部位，应尽快利用人工进行处理。

（4）对于无法采用压路机进行碾压的部位，如路缘石边缘和落水口处等，可由人工使用小型机具进行碾压。

（5）施工路段的车辆不允许急刹车和调头，也不允许长时间停放。

（6）当采用双组分混合料时，先用不少于13t 的钢轮压路机连续初压至少2 遍，此时混合料温度需达到90℃以上，然后用不少于25t 的轮胎压路机连续复压至少4 遍，此时的混合料温度需达到82℃以上，最后用不少于13t 的钢轮压路机连续终压至少2 遍，此时的混合料温度需达到65℃以上。

当采用三组分混合料时，先用不少于13t 的钢轮压路机连续初压至少2遍，混合料温度需达到150℃以上，然后用不少于25t 的轮胎压路机连续复压至少4遍，此时的混合料温度需达到110℃以上，最后用不少于13t 的钢轮压路机连续终压至少2 遍，此时的混合料温度需达到90℃以上。

2.3.6 养护

（1）对于双层钢桥面，施工完成后，当气温处于5～15℃范围内时，需连续养护至少45d，当气温处于15～25℃范围内时，需连续养护至少30d。

（2）对于普通混凝土桥面，施工完成后连续养护3～5d的时间方可正式开放交通。

3 结语

综上所述，环氧沥青凭借其良好的强度、刚度、韧性、温度稳定性、层间结合性、抗疲劳性、耐久性，逐渐在桥面铺装施工，特别是钢桥面铺装领域得到广泛应用，从根本上解决了混凝土铺装存在的劣势和不足，良好适应桥梁建设需要。而为使环氧沥青的应用发挥出应有效果，需要对以上各项施工关键技术予以高度重视，明确施工要点。