張榮鳳

摘??要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路橋梁基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也逐漸成為國(guó)家發(fā)展重要的一部分。近年來(lái)，我國(guó)大型鋼橋建設(shè)步伐快速前進(jìn)，鋼橋面比普通混凝土橋面來(lái)說(shuō)，鋪裝層鋪設(shè)尤為重要。通過(guò)對(duì)環(huán)氧瀝青鋪裝層相關(guān)研究的分析，總結(jié)了環(huán)氧瀝青鋪裝層相關(guān)性能和應(yīng)用狀況的研究。分析結(jié)果表明：環(huán)氧瀝青鋪裝層疲勞耐久性的極限不同因素影響，對(duì)環(huán)氧瀝青鋪裝層的研究主要集中在延長(zhǎng)使用壽命以及疲勞特性等方面;鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝層的應(yīng)用研究主要針對(duì)病害成因及應(yīng)對(duì)措施等方面。

關(guān)鍵詞：鋼橋面;環(huán)氧瀝青;鋪裝層

1鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝層性能研究

姚波等人為了給鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)提供參考，考慮了溫度、法向應(yīng)力等影響因素，進(jìn)行了鋼橋面與環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝界面剪切特性的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明鋼橋面與環(huán)氧瀝青鋪裝界面抗剪強(qiáng)度受溫度與法向應(yīng)力的影響較大，隨溫度升高而減少、隨法向應(yīng)力增加而增大;殘余抗剪強(qiáng)度受溫度影響較小，主要隨法向應(yīng)力增加而增大[1]。馬林等人以提高某橋環(huán)氧瀝青鋪裝層使用壽命為出發(fā)點(diǎn)，研究了環(huán)氧瀝青鋪裝層疲勞耐久性的極限受力影響因素，建立有限元模型，通過(guò)小梁試件四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，分析鋪裝層的極限受力情況，結(jié)果表明隨鋪裝層的彈性模量增大，其應(yīng)力應(yīng)變減小，最后提出適當(dāng)提高環(huán)氧瀝青鋪裝層的彈性模量以提高橋梁耐久性的建議[2]。一些學(xué)者采用剪切、拉拔等試驗(yàn)對(duì)幾種不同的防水粘結(jié)層性能做分析[3][4]，耿杰研究了施工隊(duì)環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層性能的影響，給出了施工建議溫度[5]。

2鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝層應(yīng)用狀況

2.1鋼橋面瀝青鋪裝層材料

概括國(guó)內(nèi)外的對(duì)鋼橋面鋪裝體系的研究約有四種類(lèi)型：澆注式瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂混凝土、改性瀝青SMA以及環(huán)氧樹(shù)脂瀝青混凝土[6]。

澆注式瀝青混凝土是在?220℃～260℃高溫下拌和，利用混合料的流動(dòng)性攤鋪成型而無(wú)須碾的一種高瀝青含量與高礦粉含量、空隙率小于1%的瀝青混和物，20世紀(jì)50年代源于德國(guó)，廣泛應(yīng)用于日本。它具有良好的防水性能，不用再單獨(dú)設(shè)立防水層，在鋼板和鋪裝層之間鋪設(shè)一層粘結(jié)上下層的溶劑型瀝青橡膠;對(duì)于鋼橋面鋪裝，如果下面層應(yīng)用的是改性瀝青密級(jí)配混凝土，通常要鋪設(shè)防水層，防水層施工如果不當(dāng)，較易形成氣泡，邊角部位也不容易貼密實(shí)，影響施工質(zhì)量。其優(yōu)點(diǎn)是抗滑性、水密性、耐久性、沖擊性好及壓縮變形小、無(wú)需碾壓;缺點(diǎn)是礦粉及瀝青含量高，高溫抗流動(dòng)性能低。

SMA是一種新型的間斷密級(jí)配瀝青混合料結(jié)構(gòu)，SMA粗集料含量約占70%，集料間填充了適量的瀝青瑪蹄脂膠漿，20世紀(jì)60年代源于德國(guó)，90年代引入美國(guó)[7]。其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高、空隙率小，耐高溫、低溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)性好，抗裂、抗車(chē)轍、抗滑性好;缺點(diǎn)是SMA由于集料級(jí)配區(qū)間小，對(duì)混合料要求較高。

環(huán)氧瀝青混凝土是利用熔融的環(huán)氧瀝青代替水及水泥加入集料拌和成的改性瀝青混凝土。殼牌石油公司最早研發(fā)了環(huán)氧瀝青混凝土，起初用于防止機(jī)場(chǎng)道面被飛機(jī)燃油和噴氣的侵蝕損壞，后來(lái)廣泛應(yīng)用于正交異性鋼橋面板鋪裝[8]。其優(yōu)點(diǎn)是高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，強(qiáng)度高、粘韌性好;缺點(diǎn)是制備、施工條件苛刻，造價(jià)高。

2.2鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝層應(yīng)用

1967年美國(guó)首次將環(huán)氧瀝青混凝土應(yīng)用于橋面鋪裝層，使用效果良好;隨后，荷蘭、加拿大、澳大利亞等國(guó)家一部分大跨徑鋼橋面鋪裝材料也選用環(huán)氧瀝青;日本在20世紀(jì)末對(duì)環(huán)氧瀝青研究逐漸成熟并相繼出版了技術(shù)規(guī)范和準(zhǔn)則[9]。我國(guó)對(duì)環(huán)氧瀝青鋪裝層應(yīng)用的研究起步較晚，起初主要應(yīng)用在裂縫修補(bǔ)方面。1995年，同濟(jì)大學(xué)的呂偉民教授在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了關(guān)于環(huán)氧瀝青的材料，并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究;2000年，江蘇南京長(zhǎng)江二橋首次運(yùn)用環(huán)氧瀝青混凝土，此后，環(huán)氧瀝青混凝土陸續(xù)應(yīng)用在我國(guó)一些橋面鋪裝工程中;2014年，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了《道路與橋梁鋪裝用環(huán)氧瀝青材料通用技術(shù)條件》，規(guī)定了我國(guó)的鋼橋面鋪裝用環(huán)氧瀝青的技術(shù)指標(biāo)。

3鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝層病害防治

郭威等人針對(duì)環(huán)氧瀝青鋪裝層病害，提出了小修保養(yǎng)的施工工藝：對(duì)裂縫處治采用直接灌縫和V形擴(kuò)槽灌縫兩種;坑槽修補(bǔ)給出9道實(shí)施工序;表面缺陷一般配置環(huán)氧砂漿補(bǔ)平[10]。王釹承對(duì)環(huán)氧瀝青和冷補(bǔ)兩種鋼橋面修復(fù)材料出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探究，給出了具體的處理方法[11]。匡怡研究設(shè)計(jì)出適合兩種修補(bǔ)界面粘結(jié)層的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑及其處理方式，并且經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)合實(shí)際工程受力情況，提出以抗剪強(qiáng)度評(píng)價(jià)鋼橋面修補(bǔ)界面粘結(jié)層的粘結(jié)強(qiáng)度[12]。謝偉偉對(duì)雙層SMA類(lèi)、澆注類(lèi)和環(huán)氧瀝青類(lèi)鋼橋面鋪裝類(lèi)型進(jìn)行損傷病害機(jī)理分析，總結(jié)了鋼橋面鋪裝特性與鋪裝病害的關(guān)聯(lián)性，結(jié)合鋼橋面維修施工的要求，提出了病害維修施工技術(shù)[13]。

4結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)大跨徑橋梁的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，環(huán)氧瀝青以其優(yōu)良的鋪裝性能備受關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用前景，目前對(duì)環(huán)氧瀝青鋪裝層的研究已經(jīng)取得一些成果，依然有很多問(wèn)題需要解決。

（1）環(huán)氧瀝青混凝土強(qiáng)度高，抗疲勞性和耐久性好，但是固化后變得硬脆，與鋼面板追隨性不好，易出現(xiàn)粘結(jié)層失效等病害。如何提高其柔韌性，需要從環(huán)氧瀝青的力學(xué)性質(zhì)出發(fā)，進(jìn)一步研究如何提高鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層的低溫開(kāi)裂等性能。

（2）針對(duì)目前環(huán)氧瀝青鋪裝層的病害成因，一些學(xué)者對(duì)其進(jìn)行防治辦法的探討并進(jìn)行開(kāi)發(fā)新的修補(bǔ)材料，一定程度上能夠修復(fù)病害，但關(guān)鍵還是要在其損傷模型、疲勞壽命預(yù)測(cè)等方面開(kāi)展研究，不斷提高環(huán)氧瀝青的應(yīng)用性能。

參考文獻(xiàn)

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