摘要：目前大跨徑橋梁多采用正交異性板鋼箱梁.此類橋梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的使用性和耐久性一直是一個(gè)難題。其原因在于鋼橋面板的剛度較小、變形較大、熱容性差，并且在行車荷載、溫度變化及風(fēng)載等自然因素共同作用下，鋪裝層受力復(fù)雜，容易產(chǎn)生各種變形破壞。文章針對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土在廈門五石路連續(xù)鋼箱梁拱橋橋面鋪裝中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。
　　關(guān)鍵詞：環(huán)氧瀝青，鋼橋面，鋪裝，施工
　　前言
　　國(guó)外對(duì)大跨徑鋼橋面鋪裝技術(shù)的研究有6O多年的歷史，許多國(guó)家都投入了大量的人力和物力，取得了適合各國(guó)橋梁自然條件和荷載條件下的橋面鋪裝經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)從8O年代開始修建正交異性鋼橋面板的橋梁，對(duì)鋼橋面鋪裝技術(shù)的研究也始于這一時(shí)期。隨著環(huán)氧瀝青混凝土在南京長(zhǎng)江二橋上的成功應(yīng)用，南京長(zhǎng)江第三大橋、江陰大橋修復(fù)工程等重大工程均采用了這種鋪裝材料[1]。
　　1工程概況
　　環(huán)島干道（墩上～仙岳路段）項(xiàng)目（原“五石路”）是一條主要的城市交通Ⅰ級(jí)主干道，位于廈門島的東北角、貫穿規(guī)劃的五緣灣片區(qū)內(nèi)部，全長(zhǎng)4.81km，含一座1108.8m長(zhǎng)的跨海大橋——天緣大橋。其中主橋?yàn)榭鐝?27m的鋼箱梁拱橋，橋梁總寬度為32.2m，雙向六車道，最大縱坡：3.0%。
　　該橋位處屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季天氣炎熱，歷史極端最高氣溫達(dá)38.5℃.極端最低氣溫為2℃，夏季平均相對(duì)濕度達(dá)80％，年均降水量1188.4mm。其氣候條件苛刻，對(duì)鋼橋面瀝青混凝土鋪裝層十分不利。
　　2鋪裝方案設(shè)計(jì)
　　2.1鋪裝層厚度的確定
　　瀝青混凝土鋪裝層的厚度確定是鋪裝層設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。研究表明橋面鋪裝控制應(yīng)力為最大橫向拉應(yīng)力，位于縱向加勁肋肋頂上方鋪裝層表面，是控制橋面鋪裝層沿橋縱向產(chǎn)生裂縫的主要因素[3-4]。在分析鋪裝層厚度對(duì)鋪裝層內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變的影響時(shí):選取最大橫向拉應(yīng)力為控制指標(biāo)，鋪裝層厚度范圍取20-80mm，變化步長(zhǎng)是10mm。由于瀝青混凝土鋪裝層的彈性模量與溫度密切相關(guān)，在鋪裝層的設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的變化，而鋼橋面板的彈性模量在此溫度范圍內(nèi)基本保持不變。因此，在分析鋪裝層受力特性時(shí)，要充分考慮到模量比(鋼板彈性模量/鋪裝層彈性模量)的影響。對(duì)應(yīng)每個(gè)鋪裝層厚度值，模量比分別取n=50，n=100，n=200，n=500，n=l000五個(gè)特征值。
　　不同鋪裝層厚度和瀝青混凝土模量所對(duì)應(yīng)的鋪裝層的最大橫向拉應(yīng)力值見圖1

                                               
　　                                                             圖1鋪裝層厚度與最大橫向拉應(yīng)力的關(guān)系
　　2.2鋪裝層結(jié)構(gòu)
　　目前大跨徑鋼橋面鋪裝多為單層鋪裝體系與雙層鋪裝體系，以雙層鋪裝為主（見表1）。鋼橋面鋪裝雙層環(huán)氧瀝青混凝土結(jié)構(gòu)方案已經(jīng)在南京長(zhǎng)江二橋、南京長(zhǎng)江三橋、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋等橋成功實(shí)施，經(jīng)受住了多個(gè)高溫期與低溫期的考驗(yàn)，實(shí)際工作性能和運(yùn)營(yíng)狀況良好。
　　                                                                  表1橋面鋪裝結(jié)構(gòu)

                   
　　3.1原材料
　　集料是鋼橋面鋪裝的關(guān)鍵材料之一。鋼橋面鋪裝對(duì)集料的要求很高，必須選用堅(jiān)硬致密、耐磨、顆粒形狀較好，并與結(jié)合料有較好的粘結(jié)性能的硬質(zhì)石料。通過(guò)比選綜合考慮石料的各種試驗(yàn)指標(biāo)，確定采用某料場(chǎng)礦料對(duì)大橋鋪裝性能進(jìn)行研究。要求加工前塊石原料無(wú)風(fēng)化面，加工后基本成立方體，針片狀含量不大于5%。
　　大橋鋼橋面鋪裝采用環(huán)氧瀝青，由2組分組成：組分A(環(huán)氧樹脂)和組分B(一種由石油瀝青和固化劑組成的勻質(zhì)合成物)。因組分B化學(xué)成分的不同構(gòu)成了不同用途的環(huán)氧瀝青，可分別用作粘結(jié)層材料(也稱Id型環(huán)氧瀝青)和結(jié)合料(也稱V型環(huán)氧瀝青)。為避免混淆，以下將這2種環(huán)氧瀝青分別稱粘結(jié)料和結(jié)合料。
　                                     　表2環(huán)氧瀝青技術(shù)指標(biāo)

                                      
　　組分A和B按要求混合并固化后得到的環(huán)氧瀝青技術(shù)指標(biāo)如表2所示。環(huán)氧瀝青混凝土性能結(jié)合料類型與礦料級(jí)配選定后。采用馬歇爾試驗(yàn)方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量。試驗(yàn)研究表明，試驗(yàn)結(jié)果受成型溫度、固化程度以及擊實(shí)次數(shù)的影響明顯，因此環(huán)氧瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)不能僅僅采用馬歇爾指標(biāo)。在馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，綜合考慮混合料抗疲勞性能、水穩(wěn)性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性等路用性能對(duì)混合料的級(jí)配及油石比進(jìn)行微調(diào)。確定最佳設(shè)計(jì)油石比，使混合料具有良好的使用性能。
　                                                                          　表3環(huán)氧瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果
　　                 
　　 根據(jù)混合料組成級(jí)配及油石比設(shè)計(jì)結(jié)果，成型試件，進(jìn)行相應(yīng)的性能檢測(cè)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)（如表3），環(huán)氧瀝青混合料的抗疲勞性能、水穩(wěn)性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性等路用性能均能達(dá)到技術(shù)要求。在-2O℃～+5℃范圍內(nèi)環(huán)氧瀝青混合料的線收縮系數(shù)值與鋼的線性收縮系數(shù)值(1.1℃-1-1.4×10-5℃)相差不大，表明采用環(huán)氧瀝青混合料作為鋪裝材料時(shí).由溫度引起的鋪裝層和橋面鋼板之間的剪應(yīng)力較小。從汽油、柴油和機(jī)油對(duì)環(huán)氧瀝青混合料腐蝕性能試驗(yàn)可以看出，環(huán)氧瀝青混合料耐油腐蝕性能良好。上述試驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了環(huán)氧瀝青混凝土應(yīng)用于鋼橋面鋪裝的可行性。
　　4環(huán)氧瀝青混凝土的施工工藝
　　4.1粘結(jié)層的施工
　　粘結(jié)層是橋面鋪裝的重要組成部分，鋪裝層與鋼板之間的良好粘結(jié)主要依靠粘結(jié)層的協(xié)同工作性能。粘結(jié)層除粘結(jié)鋪裝層和鋼板之外，還起到防水的作用。粘結(jié)層的用量及使用品質(zhì)對(duì)橋面鋪裝使用壽命有很大影響。
　　在環(huán)氧瀝青粘結(jié)層施工前，應(yīng)清除橋面塵埃、雜物，確保橋面干燥、清潔，并覆蓋非噴灑區(qū)，免受污染。下層鋪裝與鋼板間防水粘結(jié)層灑布量為(0.68±O.05)L/m2，鋪裝層之間粘結(jié)層灑布量為（0.45±0.05）L/m2。噴灑過(guò)程中，通過(guò)控制操作手的行走速度控制噴灑量。在下一道工序進(jìn)行之前，任何車輛與個(gè)人均不得進(jìn)入已灑好環(huán)氧瀝青粘結(jié)層區(qū)域。
　　4.2環(huán)氧瀝青混凝土的攤鋪和碾壓
　　中央分隔帶兩側(cè)各分3幅攤鋪，各設(shè)2道施工縱縫。每幅鋪裝層的設(shè)計(jì)寬度及縱縫位置見圖2。攤鋪方向及順序的設(shè)置應(yīng)能保證攤鋪的順利進(jìn)行，并盡可能地減少料車及機(jī)械在已鋪環(huán)氧瀝青面層上行駛。考慮拌和場(chǎng)位置以及施工機(jī)械條件，采用“跳倉(cāng)式”方法進(jìn)行攤鋪施工。攤鋪?lái)樞蛞妶D3。
　　圖2縱向施工縫設(shè)置
　　              
　　環(huán)氧瀝青混合料拌和完成到攤鋪碾壓存在嚴(yán)格的有效工作時(shí)間和溫度范圍。短于或超過(guò)有效時(shí)間區(qū)間就會(huì)造成固化反應(yīng)不完全或壓實(shí)不充分等后果，而超出溫度范圍的混合料也會(huì)造成固化反應(yīng)不完全或過(guò)早固化等后果。此外施工過(guò)程中出現(xiàn)的任何水分都會(huì)造成鋪裝層鼓包、脫層等病害。針對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土這些材料特性.在施工過(guò)程中需注意以下事項(xiàng)：
　　(1)熨平板的預(yù)熱溫度控制在110～121℃之間，加熱溫度均勻一致。為防止局部過(guò)熱，采用斷續(xù)加熱的方式加熱。
　　(2)攤鋪機(jī)管理員要按送料單上規(guī)定的時(shí)間指揮卸料。因故超過(guò)規(guī)定卸料時(shí)間的料一律作廢，并將廢料倒入指定的廢料場(chǎng)。
　　(3)攤鋪機(jī)設(shè)專人用專用工具負(fù)責(zé)不問(wèn)斷翻動(dòng)螺旋布料器兩端和中間部分易產(chǎn)生“死料”的地方.有效預(yù)防“死料”的產(chǎn)生。
　　(4)初壓必須緊跟著鋪裝層的攤鋪。初壓完成之前攤鋪層的溫度不得低于150℃，終壓必須在攤鋪層溫度下降至90℃之前完成。
　　(5)為防止運(yùn)輸車輛突然漏水或漏油，所有車輛發(fā)動(dòng)機(jī)下必須用彩條布兜好，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須穿戴鞋套，并備有擦汗毛巾.嚴(yán)禁在作業(yè)區(qū)內(nèi)喝水、進(jìn)食。
　　4.3橋面養(yǎng)護(hù)
　　環(huán)氧瀝青混合料鋪裝碾壓完畢。在3～5天內(nèi)要派專人24小時(shí)不斷地檢查是否有鼓包發(fā)生。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鼓包時(shí)，應(yīng)立即用直徑3mm的鋼針由包頂插入放氣(插2-3個(gè)孔)。在3天內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，放氣后用手持夯錘將鼓包擊平，并用環(huán)氧膠填滿插孔。若3天后發(fā)現(xiàn)，放氣后須用獸用注射器或其他類似器具將現(xiàn)配環(huán)氧膠或環(huán)氧瀝青結(jié)合料注入鼓包內(nèi)，擊平后讓多余的粘結(jié)劑由插孔冒出并刮走。
　　環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝施工完畢后，要進(jìn)行養(yǎng)護(hù).采用自然養(yǎng)護(hù)方式。養(yǎng)護(hù)期由環(huán)境氣溫決定。但規(guī)定不得小于45天，在此期間禁止一切車輛通行。
　　5總結(jié)
　　鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土施工特點(diǎn)環(huán)氧瀝青混合料與常用瀝青混合料相比具有以下施工工藝特點(diǎn)：
　　(1)混合料拌和完成到攤鋪碾壓存在嚴(yán)格的有效工作時(shí)間，小于或超過(guò)此時(shí)間區(qū)間都會(huì)造成固化反應(yīng)不完全或壓實(shí)不充分等后果。
　　(2)混合料拌和及碾壓必須在規(guī)定的溫度條件下進(jìn)行，超出溫度范圍的混合料會(huì)造成固化反應(yīng)不完全或過(guò)早固化等后果。
　　(3)混合料孔隙率較低，施工過(guò)程中出現(xiàn)的任何水分都會(huì)造成鋪裝層鼓包、脫層等病害。
　　(4)環(huán)氧瀝青混合料強(qiáng)度較高，溫度敏感性相對(duì)較小，高低溫性能優(yōu)良，能適應(yīng)鋼箱梁橋面鋪裝惡劣的工作環(huán)境。
　　(5)環(huán)氧瀝青混凝土施工工藝及設(shè)備與普通瀝青混凝土施工類似，但對(duì)時(shí)間和溫度要求比較高，對(duì)施工中的水分控制要求比較嚴(yán)格，只有通過(guò)加強(qiáng)施工組織管理，精心施工，才能保證鋪裝質(zhì)量。
　　參考文獻(xiàn)
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