李亞東(中交第二航務工程局有限公司第五分公司,湖北武漢　430012)

鋼混結合梁橋面環(huán)氧瀝青混凝土施工技術

李亞東
(中交第二航務工程局有限公司第五分公司,湖北武漢430012)

針對環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術,結合長沙市福元路湘江大橋的實際案例,從施工工藝中的材料選擇、混凝土配合比、原橋面處理、防水層處理,以及環(huán)氧瀝青混凝土的生產、運輸、攤鋪、碾壓和接縫處理等方面進行了闡述.文章提出的國產環(huán)氧瀝青混凝土施工的技術要點可為同類施工提供參考.

環(huán)氧瀝青混凝土;鋼混結合梁橋;施工工藝;控制要點

0　引　言

環(huán)氧瀝青是一種將環(huán)氧樹脂加入瀝青,經過與固化劑發(fā)生固化反應,形成不可逆的固化物,從而使瀝青性質從熱塑形轉化為熱固性的一種路用材料[1].因此,環(huán)氧瀝青有著比普通瀝青更加優(yōu)異的物理、力學性能.通過將環(huán)氧瀝青結合料與級配集料拌和而形成的強度高、剛性大的瀝青混凝土,具有良好的耐腐蝕性、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和抗疲勞特性.由于具有良好的路用性能,使得環(huán)氧瀝青混凝土從2000年開始被引入到國內大跨徑鋼橋面鋪裝工程中,并得到成功應用[2].本文通過對長沙市福元路湘江大橋鋼混結合梁橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝施工技術的研究,提出國產環(huán)氧瀝青混凝土相關施工技術要點,可為同類施工提供參考.

1　工程概況

長沙市福元路湘江大橋位于銀盆嶺大橋與三汊磯大橋中間偏北的位置,距上游銀盆嶺大橋約2.9km,距下游三汊磯大橋約2.7km.該橋主橋、水中引橋及東岸世紀城引橋上部結構均采用鋼主梁、混凝土橋面板相結合形式,行車道鋪裝采用上面層為SMA改性瀝青混凝土,下面層為環(huán)氧瀝青混凝土的鋪裝結構:4.5 cm SMA改性瀝青混凝土＋乳化瀝青粘層＋3.5 cm環(huán)氧瀝青混凝土＋環(huán)氧瀝青粘結防水層.

2　環(huán)氧瀝青混凝土施工工藝

2.1環(huán)氧瀝青混凝土材料選擇

環(huán)氧瀝青混凝土施工過程中的主要材料為礦料和環(huán)氧瀝青.為滿足橋面瀝青混凝土鋪裝的性能要求,必須選好這兩種材料[3].

環(huán)氧瀝青混凝土對礦料的要求較高,礦料中的集料主要采用清潔、干燥、堅硬、耐磨的非酸性礦料.本工程選用表面100%為破碎面的玄武巖,形狀以近似立方體為主,其技術要求見表1.填料采用的礦粉為石灰石粉,其技術要求見表2.

表1　礦料的技術要求和試驗方法

表2　礦粉的技術要求和試驗方法

環(huán)氧瀝青采用國產環(huán)氧瀝青結合料,由2種組分組成:組分A(環(huán)氧樹脂)和組分B(石油瀝青和固化劑組成的均質合成物).兩種組分混合后,環(huán)氧瀝青的技術指標如表3所示.

表3　環(huán)氧瀝青鋪裝層材料技術指標

2.2環(huán)氧瀝青混凝土配合比的確定

在施工前,需要進行環(huán)氧瀝青混合料的配合比設計,包括目標配合比、生產配合比和生產配合比驗證三個階段.

礦料級配確定后,采用馬歇爾試驗方法進行瀝青混合料最佳瀝青用量的確定.將使用同一油石比制成的試件分為兩組,一組為固化試件,另一組為未固化試件.對于要求固化的試件,成型后即放入120℃的恒溫箱中養(yǎng)護固化4 h,完成后取出冷卻,進行試驗;對于未固化的試件,成型冷卻后即進行試驗.

通過馬歇爾試驗,同時考慮到在實際鋪裝過程中環(huán)氧瀝青混合料的固化過程不同于實驗室,綜合考查固化及未固化試件的性能后,確定最佳油石比.從而確定目標配合比,并進行生產配合比的調整.

2.3原橋面處理

2.3.1噴砂前準備

(1)水泥混凝土橋面鋼筋露出長度要求不大于3 mm,不滿足要求時需進行處理.

雖然吊耳在橋面板安裝后被割除,但通常會留有1～2 cm的短茬,此時須將其切割至與橋面板齊平,并將端部打磨平滑.

(2)混凝土橋面平整度(尤其是濕接縫處)、高程等應滿足規(guī)范要求.

通過測量全橋每10 m橫斷面特征點的標高,再根據(jù)監(jiān)控單位提供的理論成橋線型高程,計算出各特征點與理論值的高差.對于大面積偏高的部位,必須進行橋面板銑刨處理.

(3)橋面垃圾應清理干凈,無明顯的凸起物.對濕接縫及護欄基座處的混凝土殘留塊及浮漿需進行鑿除.

2.3.2噴砂

拋丸機沿橋長方向行走,從排水的上游方向開始施工,工作面搭接寬度為5～10 cm,如圖1所示.

在不適宜拋丸的少數(shù)部位可使用角磨機或手持式拋丸機打磨處理.噴砂打毛處理產生的灰塵應裝袋處理,集中運送到指定場所.

圖1　混凝土基面拋丸處理

2.4防水層灑布

鋼混結合梁區(qū)段橋面鋪裝采用的環(huán)氧瀝青粘結防水層需使用專用灑布機噴灑.

2.4.1噴灑環(huán)氧瀝青粘結料

根據(jù)施工要求和現(xiàn)場條件確定灑布量為0.9± 0.2 kg·m－2,灑布寬度為3.0～3.7 m.在瀝青灑布機噴灑不到的地方采用手工涂刷.

凡與鋪裝層接觸的部位都屬于噴灑區(qū).當天的噴灑區(qū)要與計劃鋪裝層的施工區(qū)相對應,且噴灑區(qū)邊緣要比鋪裝區(qū)邊緣多出2～3 cm.對噴灑區(qū)邊緣不與鋪裝層接觸的結構物表面加以保護(用移動遮板加以遮擋),避免濺上瀝青受到污染.

粘結層應均勻、連續(xù)施工(圖2),噴灑區(qū)邊緣保持橫平豎直,且嚴格控制灑布量.縱縫搭接寬度宜為10～20 cm,安排專人做好橫縫處理.

圖2　環(huán)氧瀝青粘結層灑布

2.4.2碎石撒布

環(huán)氧瀝青防水層施工完成后,為防止后續(xù)施工粘輪,宜均勻撒布粒徑為5～10 mm的碎石(圖3),覆蓋率為40%～60%,要求碎石潔凈干燥,撒布均勻,不得有漏撒和堆積現(xiàn)象.

圖3　碎石撒布

2.5環(huán)氧瀝青混凝土生產

生產環(huán)氧瀝青混凝土主要有以下幾個過程.

2.5.1試拌

正式拌和前先進行試拌,取樣進行馬歇爾穩(wěn)定試驗,檢驗溫度、礦料級配及瀝青含量的合格性,如不符合要求需進行調整.

2.5.2貯油罐內材料的預熱

在拌制環(huán)氧瀝青混合料之前,要預先將環(huán)氧瀝青A、B組分加熱脫筒,分別泵入貯罐中.A組分加熱至87℃±5℃,B組分加熱至130℃±5℃,并保持溫度穩(wěn)定于上述范圍.環(huán)氧瀝青A組分與B組分的質量比為1∶5.2,誤差在±10%以內.A、B組分分別通過兩個管道注入,調整相應泵速,用流量計控制比例.

2.5.3控制礦料加熱溫度

冷料經加熱后進入熱料倉,按生產配合比設計確定的各熱料倉集料質量及石粉、礦粉的質量投入拌缸,然后出料測溫.這一工序一般需重復3～ 5遍,直至出來的礦料溫度穩(wěn)定在125℃～135℃的范圍內.

2.5.4控制混合料出料溫度

當?shù)V料溫度穩(wěn)定后,即可加入結合料進行混合料的拌和.混合料在拌缸內的拌和時間為干拌3 s,濕拌不少于38 s.將熱混合料卸入臨時熱料斗(接料滑車)中,立即測溫,溫度應控制在110℃～ 130℃(具體根據(jù)試驗確定)范圍內.

2.6環(huán)氧瀝青混凝土混合料的運輸

運料車輛應配有安裝金屬底板的自卸槽斗,車箱內不得沾有雜物.為防止混合料與運料車車廂粘著,車廂內可涂抹植物油做隔離劑.

車廂頂部用帆布覆蓋.凡是產生離析、結成團塊、在運料車卸料后滯留于車上的混合料,以及低于規(guī)定鋪筑溫度或被雨水淋濕的混合料都應廢棄.

環(huán)氧瀝青混凝土從出廠到攤鋪的時間不應超過50 min,到攤鋪完畢不超過90 min.

2.7環(huán)氧瀝青混凝土混合料的攤鋪

環(huán)氧瀝青混凝土混合料的攤鋪與碾壓,主要有以下幾個過程.

2.7.1準備工作

所有的機械設備在正式施工之前都要認真檢查,保證其處于良好的狀態(tài).

2.7.2幅寬及縱縫

根據(jù)橋面寬度設定攤鋪寬度,2臺攤鋪機同時施工時,縱向熱接縫處重疊0.2 m左右.

2.7.3攤鋪

本工程采用AB8820攤鋪機雙機聯(lián)鋪(圖4),采用非接觸式聲納找平儀按厚度控制攤鋪平整度,攤鋪機每天攤鋪工作前1 h進行預熱,預熱溫度為100℃.

圖4　環(huán)氧瀝青混凝土攤鋪

在攤鋪過程中,需要對攤鋪速度和攤鋪方向及順序進行嚴格的控制,以滿足施工質量的要求.設專人計算并控制攤鋪速度,根據(jù)供料能力及各料車送料單的容許卸料時間范圍進行調整,應以不停機、不超時、力求勻速攤鋪為原則.攤鋪方向及順序的設置應能保證攤鋪的順利進行,并盡可能的減少料車及機械在已鋪環(huán)氧瀝青面層上行駛.原則上攤鋪方向與道路前進方向一致.

在攤鋪過程中,如出現(xiàn)斷面不符合要求、局部缺料、局部混合料明顯離析、表面明顯不平整、死料等問題,應在施工技術人員專門指導下進行局部換料,仔細修補,同已鋪混合料接順,不留明顯印跡和差異.攤鋪過程中設專人清理螺旋布料器及料斗中的“死料”.

2.8環(huán)氧瀝青混合料的碾壓

環(huán)氧瀝青混合料的碾壓流程分為初壓、復壓和終壓三道工序.

2.8.1碾壓機具

采用3臺雙鋼雙振壓路機和2臺膠輪壓路機配套施工.

2.8.2碾壓溫度和遍數(shù)

攤鋪機布料后立刻進行初壓是保證壓實度的重要步驟.初壓終了時的溫度不應低于82℃,初壓應使用雙鋼輪壓路機完成,復壓應立刻用膠輪壓路機壓實4～6遍,終壓用雙鋼輪壓路機壓實,但應在混合料溫度下降至65℃之前完成.

碾壓作業(yè)(圖5)應以縮短碾壓段長度、不產生橫向裂紋和推移為原則.初壓時的碾壓速度不應超過2.5km·h－1,并且應緊跟攤鋪機按階梯狀的推進方式行進,復壓的碾壓速度也不宜快,不得超過5km·h－1.

圖5　環(huán)氧瀝青混凝土混合料碾壓

可用農用噴霧器噴涂少量植物油到壓路機鋼輪表面以防止壓路機粘起混合料.相鄰碾壓帶重疊1/3輪寬,不允許壓路機在瀝青混合料上轉向、調頭,壓路機啟動、停止必須減速緩行,杜絕緊急剎車、制動.

2.8.3局部處理

對于壓路機壓實不到的地方,如落水口周圍及其與路緣石之間等部位,采用手持式振動夯緊隨攤鋪機進行壓實,待壓路機復壓完畢后,再采用小型機具消除壓路機留下的輪跡,如圖6所示.

圖6　手持式振動夯局部夯實

2.9接縫處理

環(huán)氧瀝青混凝土橋面鋪裝盡量避免橫向施工縫的設置.當無法避免時,相鄰兩幅及上、下層的橫縫應錯開1 m左右.

切割時間應通過試切確定,即當鋪裝碾壓完2～3 h后,可用切縫機在畫線外側擬被切除的鋪裝層上試切.若切縫平順,不拉料,切割面光潔平整時,即可開始正式切割,切割角度以45°為宜.

切縫作業(yè)完成后,用木鏟將鋪裝層上多余的混合料撬走,并用細銅絲刷除去不穩(wěn)定的顆粒,用較寬的鬃毛刷掃清灰塵,必要時用濕拖把擦拭,最后將所有顆粒及灰塵集中在一起,統(tǒng)一運至廢料場.

3　結　語

環(huán)氧瀝青混凝土施工工藝及設備與普通瀝青混凝土施工類似,但對施工溫度和時間要求較高.長沙市福元路湘江大橋鋼混結合梁下面層鋪裝通過加強施工組織管理,精心施工,嚴格控制環(huán)氧瀝青混凝土施工中的各項技術要點和施工細節(jié),從而保證了鋪裝質量.

[1]重慶交通科研設計院.公路鋼箱梁橋面鋪裝設計與施工技術指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]王建偉,沈家林,錢振東.國產環(huán)氧瀝青混合料施工控制[J].東南大學學報:自然科學版,2009,39(6):1226-1230.

[3]朱義銘.國產環(huán)氧瀝青混合料性能研究[D].南京:東南大學, 2006.

[責任編輯:杜衛(wèi)華]

Construction Technology of Epoxy Asphalt Concrete for Steel-Concrete Composite Beam Bridge

LI Yadong
(The 5th Construction Company of CCCC Second Harbor Engineering Co.Ltd.,Wuhan 430012,Hubei,China)

Combined with the construction of Xiang River Bridge on Fuyuan Road of Changsha City,the construction technology of epoxy asphalt concrete was expounded in aspects of material,mix proportion, treatment of the original deck and waterproof course,the producing,transferring,paving and compacting of epoxy asphalt concrete and the treatment of joints.The key points which were stressed in the thesis provide reference for construction of domestic epoxy asphalt concrete.

epoxy asphalt concrete;steel-concrete composite beam bridge;construction technology;key point of control

U445.4

B

1000-033X(2015)01-0087-04

2014-09-15