环氧沥青混凝土关键施工技术

环氧沥青混凝土施工控制要点

环氧沥青混合料是通过在沥青中添加热固性环氧树脂和固化剂，经固化反应而形成强度的一种路用材料，其具有良好的可变形能力、高温稳定性、抗车辙能力及与钢板的变形协调性,同时还具有抗剥落、耐化学腐蚀等性能。1967年首次应用于美国San Mateo-Hayward大桥正交异性钢桥面的铺装层。2000年9月国内首次应用于南京长江第二大桥斜拉桥钢桥面铺装,该桥自2001年3月通车运营,至今状况良好。2004年9月,润扬大桥钢桥面其行车道铺装采用了双层环氧沥青。2006年8月，佛山平胜大桥钢桥面行车道采用双层环氧沥青砼铺装。 由于环氧树脂和固化剂的不可逆反应,与普通沥青混合料相比，环氧沥青混合料在成型温度、时间、成型工艺和压实等方面技术要求更为严格,施工工艺更加复杂。严格掌握温度、时间和控制压实度及空隙率,是钢桥面环氧沥青混凝土铺筑成功的关键。 1、 原材料质量监理 1.1集料

优质的原材料是保证铺装混合料性能的先决条件。集料是钢桥面铺装的关键材料之一，集料的力学性能在很大程度上决定了混合料的强度特性，集料的颗粒形状与表面特性不仅影响混合料架构，也直接影响到混合料的抗车辙能力与抗疲劳性能。钢桥面铺装对集料的质量要求较高，必须选用致密、耐磨、颗粒形状较好，并与结合料有较好的粘结性能的非酸性硬质石料。粗细集料必须干净，表面100％ 为破碎面。粗集料应分类袋装，细集料和矿粉还应加衬塑料袋，以防受潮。矿粉采用石灰石粉，其中碳酸钙(按体积计)含量不少于90%，且不含活性石灰。

表1、1、1 环氧沥青混凝土面层集料级配

筛孔尺寸（美制） 1/2英寸 3/8英寸 4号 8号 16号 30号 50号 100号 200号 筛孔尺寸（mm） 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

通过百分率 100 95～100 65～85 50～70 39～55 28～40 21～32 14～23 7～14 表1、1、2 集料质量技术要求

技术指标 抗磨耗值（100转） 抗磨耗值（500转） 砂当量 规定值 ≤7% ≤22% ≥42 试验方法 ASTM C 131 ASTM C 131 ASTM D 2419 表1、1、3 填充料质量技术要求

试验 试验方法 0.3mm 粒径范围 0.15mm 0.075mm 比表面积（㎡/kg） 比重 含水量(（%） ASTM C 115 ASTM C 204 ASTM C 118 ASTM C 280 方法A 要求 100％ 95％ 85％ ≤133 ≥2.5 ≤0.2 1.2环氧沥青

按环氧沥青不同的用途,可以分为黏结层材料（类型Ⅰd)和混合料的结合料(类型Ⅴ)。环氧沥青一般由两种组分组成：1)组分A(环氧树脂)；2)组分B(由石油沥青和固化剂组成的匀质合成物)。若两者之间的相容性较差,还需添加介质。 A、B组分采用不同颜色的金属桶贮存，并分类堆放，进行适当的覆盖，在施工前一天脱桶，分别贮存在加热保温罐内。脱桶时如果发现盖上有水或者其他杂物，必须在清理干净后方可打开桶盖。

不管是黏结层材料还是结合料用的环氧沥青，组分A和B必须严格按照规定的温度和比例混合，固化后的环氧沥青必须符合技术标准要求。 1.3 环氧沥青混凝土性质 ASTM D 1559 马歇尔试验方法 在121℃下固化的试件

60℃稳定度 ≥40.4 KN 流值 ≥2.0 mm 恢复率 ≥60% 未固化试件

60℃稳定度 ≥5.43 KN 流值 ≥2.0 mm 空隙率

ASTM D 3203 ≤3.0%

相对密度 ≥2.5

2、 施工质量监理

2.1除锈层施工控制要点

防锈层是保证钢桥面防腐蚀和耐久性的重要部分。其施工质量的好坏对钢桥面在运行期间的状态有很大的影响，在施工中必须严格控制该层的质量。其主要施工工序包括钢桥面表面清理，喷砂除锈，喷洒环氧富锌漆。 （1）钢桥面表面清理

清除焊接码板、吊点处的焊接残留物，并打磨平顺，锋利的边角必须处理到半径为2mm以上的圆角，确保表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等，清洁桥面一切油污。 （2）喷砂除锈

使用喷砂除锈机，对表面进行处理，除锈效果必须达到规范规定的Sa2.5级要求。除锈完成后应及时进行验收检查，避免钢板长时间暴露在空气中而产生严重的氧化和浮锈。如施工现场的环境温度、空气相对湿度、钢板表面温度等不满足要求时，应停止作业。 (3)喷洒环氧富锌漆

除锈工序验收合格后应尽快喷洒环氧富锌漆。喷洒前应做试验段，确定喷洒的持续时间和前进速度，以保证漆膜湿膜厚度。在喷洒施工过程中，应随时用湿膜卡进行检测。在漆膜干透以后，用磁性干膜测厚仪进行漆膜厚度检测。漆膜应连续、平整、颜色与色卡一致，无明显流挂、针孔、气泡、裂纹等缺陷，干膜厚度、结合力应满足规范和设计要求。喷洒前作业区内要绝对保持干燥，喷洒前一小时，用热鼓风机烘干将工作面上的水分彻底吹净，确保工作面的干燥、清洁。施工人员做到：

不得将水源带进作业区； 不得在作业区内喝水；

不带擦汗毛巾的不得进入作业区，严格控制人体汗水滴入作业区； 不穿鞋套不得进入作业区； 严禁在作业区内吐痰、吸烟；

设立专人检查桥面水分，并对发现的水分立即采取措施处理。

(4)注意事项

①喷涂温度控制在15℃一35℃，相对湿度≤85％，严禁在下雨、结露等气候条件下喷涂作业。

②漆膜外观应符合标准要求。 ③干膜厚度应达到50～lO0µm。

④漆膜与钢板之间的结合力应不低于5.0MPa。 2.2粘结层施工控制要点

铺装层与铺装层以及铺装层与钢板之间的良好结合，是保证钢桥面铺装与钢桥面板之间协同工作的关键，直接影响铺装层的耐久性。粘结层是桥面铺装的重要组成部分，除粘结铺装混合料和钢板之外,还起到防水的作用,粘结层的使用品质和用量对桥面铺装使用寿命有很大影响,对此工序施工要引起高度重视。 （1）施工准备

环氧沥青各组分检验合格后, 在拌和场分别将已预热过的A料和BId料由场内储油罐泵入洒布机的相应储存罐内，并继续将A料加热至82℃～93℃，将BId加热至l41℃～152oC，备用。

检验所有的施工机具是否齐备和有效，确保所用机械设备以良好的状态投入施工,并对机械设备易损件备有足够的库存,在机械发生故障时及时更换,确保施工的连续性。 （2）试喷洒

为了确定环氧沥青粘结层施工中需要的各种参数(温度控制、洒布车行走速度、喷洒速度、喷洒量等具体的施工数据),全体施工与管理人员能够各司其责,密切配合，在环氧沥青粘结层大面积施工前需要进行试喷洒。

环氧沥青铺装对温度和时间的要求非常严格,故试验段要优选靠近正桥的位置, 对指导正桥施工更具有实际意义, 可为正桥施工积累实践经验。 （3） 施工条件

粘结层须安排在铺装施工的前一天洒布,一般从上午9 点半以后开始,日落前结束。粘结层洒布前1小时要用热鼓风机或专用烤灯将桥面烘干,当桥面板干燥、清洁、气温高于10 ℃,风速小于10m/s ,相对湿度小于90 %,且确认当天施工期间不会出现雨、雾天气，方可进行粘结料的喷洒。 （4） 喷洒区与非喷洒区

凡与铺装层接触的部位都属喷洒区。当天的喷洒区要与次日铺装层的施工区相对应,且喷洒区边缘要比铺装区边缘多出2-3cm。

为避免与铺装层接触以外的部位(如缘石和护栏座的大部分面积) 遭受污染,这些部位都应该事先覆盖(可采用塑料薄膜和胶粘带作为临时覆盖材料),或洒布时人工挡板，随洒布车行进遮挡。 （5）正常喷洒量控制

粘结下层喷洒量一般为为0.68±0.05L/ m2，粘结上层喷洒量为0.45±0.05L/ m2。喷洒的粘结层应均匀、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洒布量。为精确有效地控制洒布量,需要使用熟练操作工操作,要设专人根据设定流量(L/min)和单位面积喷洒量及喷洒宽度,事先计算出操作工的行走速度(m/min)。喷洒过程中,操作工喷洒要按此行走速度进行。同时配备专人用秒表不间断检查操作工喷洒速度,同时司机要注意控制车速,并密切注

视行车速度, 严格按照调度员的指令行进和停止来控制车辆,同时要记录车辆的行驶路程,及时将结果报告给调度员, 调度员要与流量记录员和司机保持随时联络,根据流量计录员的要求协调指挥车辆行驶速度。对出现偏差的地方要及时予以纠正,防止洒布不均匀。洒布时埋设试验用钢板及复合梁试件,以进行拉拔、剪切室内验证试验。通过现场目测与相应技术指标的检测, 做好各项原始数据的记录。

（6）注意事项

①每一幅至少用“接着法”分别在桥的两侧各做一次喷洒量检验。每次喷洒完毕前须记录喷洒机流量计的初读数,喷洒过程中每百米再记录一次,最后校验喷洒总量。

②喷洒区边缘不与铺装层接触的结构物表面应加以保护,以免溅上沥青受到污染。

③粘结料喷洒后必须在48h 内进行铺装作业,如因故不能按时进行铺装施工,则需在铺装施工前重喷粘结料,其喷洒量视粘结层状况而定。

④喷洒粘结料前作业区内要绝对保持干燥,不得将水源带进作业区;不得在作业区内喝水;要严格控制人体汗水滴入作业区;作业区内禁止吐痰和吸烟;喷洒防水粘结层时,应提前一小时,用高压热(70℃- 80℃)空气烘干钢桥面板,确保桥面上的喷洒区及其临近区域没有水迹;设专人检查桥面水分,一旦发现立即采取有效措施(擦净、烘干等)加以处理。

⑤喷洒前应先打开喷嘴向废料筒内预喷,当排清管内残留物后,再正式喷洒。每次喷洒完毕(包括中途进厂加料),都必须将喷洒机盘管清洗干净。 ⑥每一幅的喷洒方向,尽可能考虑风向,不得逆风作业。 ⑦注意安全。操作人员要穿防护服、鞋套,戴防毒面罩等。

⑧当喷洒过程中出现突发事故时(如管路堵塞、电机故障、发电机故障),机械操作员要及时按照操作程序停止喷洒工作,指挥喷洒员及时清理废液。 2.3环氧沥青混凝土铺装施工过程控制 2.3.1混合料拌合及运输

热拌环氧沥青混合料的拌合与普通沥青混合料相似,但由于增加了环氧树脂和固化剂,且对剂量、温度和时间的控制比较严格,这就增加了拌合及运输的复杂性。

拌制双组份环氧沥青混合料时，应先将双组分A、Bv加热脱桶，分别泵入储存罐中。组分A保持在87±5oC，组分Bv保持在128±5 oC贮存；矿料按生产配合比流量加热后进入热料仓，热料仓的温度控制在115℃-l23℃，按照生产配合比中确定的油石比,喷入环氧沥青进行拌和。混合料出料温度在11O℃～120℃范围内；

为防止混合料与运料车车厢粘着,所有接触部位均涂层植物油作为隔离剂。在运输过程中必须用棉被或双层油布覆盖,环氧沥青混合料半成品在30 min的运输过程中温度会升高4℃左右。运至铺筑现场的混合料,在规定的时间内摊铺,并在规定的温度完成压实。已经离析或结成团块或在运料车卸料后滞留在车上的混合料,以及低于或高出规定铺筑温度的混合料都予以废弃。

为了保证混合料的正常使用,从出厂到摊铺成形,保温工作是关键。因此,根据环氧沥青材料的特性,应特别注意以下几点：

①生产前需对沥青A、B两组分流量及混合比例进行标定

②保证运输时间,并随时监控插在车厢内的温度计的读数;混合料要全部用棉被

和帆布覆盖,并在容许卸料时刻前3～4min打开;

③在运料车行驶的路线上放置纤维板,防止运料车轮胎污染钢桥面或摊铺不久的环氧沥青铺装层;卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进,防止打滑。 ④运输车辆的数量应能保证施工连续进行，且应及时清理车辆。 ⑤运输车辆在钢桥上严禁转弯和调头，行驶速度不超过lOkm／h。

⑥混合料从装入运输车辆至开始摊铺，应能满足最大时间和最小时间的要求。 2.3.2混合料摊铺。

混合料摊铺应采用先进、适宜的设备，针对环氧沥青混合料的特性，对混合料的时间和温度有严格要求。对应于不同的混合料温度,都有一个最小允许时间和最大允许时间，混合料从开始拌和到倒入摊铺机中,所花的时间必须介于这两时间之间,如果超出了最大允许时间,则混合料必须废弃。为保证混合料在摊铺时温度在规定范围内,摊铺机上的熨平板在放下之前,可先用板上的燃烧器加热但其温度不能超过铺装用混合料自身的温度。 由于环氧沥青铺装分层较薄,（一般下层25mm,上层30mm），混合料粒径小（一般最大粒径为10mm），所以，摊铺机的夯锤宜选用行程短的，并应适当降低击实频率，以保证整机能够均匀、稳定前进。对于钢桥面，桥面板的表面平整度对铺装层平整度有很大影响，应尽量选用非接触式平衡梁，以减小熨平板侧臂长度和重力惯性所带来的调整滞后影响，保证平整度满足规范要求。针对环氧沥青混合料材料特性,还需注意以下几点:

①严格控制混合料出料温度在110-120℃范围内,对超出混合料容许温度范围的混合料应予以废弃;

②应设专人对料车卸料进行调度,根据各车料的实际温度计算具体卸料时刻,按送料单上规定的时间指挥卸料;

③设专人负责翻动螺旋布料器与熨平板之间的混合料,以防止产生 “死料”,若已产生“死料”,应立即将其清除；

④在铺筑过程中,由于粘接层的存在,料车和摊铺机容易出现打滑现象，可以使用新鲜的混合料进行覆盖处理，但不能超过铺装操作的预定长度

⑤所有上桥车辆必须清洗车轮和车厢,进入施工现场人员必须穿戴鞋套,并备有擦汗毛巾；

⑥严禁在作业区内喝水、进食、抛弃杂物,确保工作面清洁、干燥。 2.3.3混合料压实

环氧沥青混合料的初压必须紧跟铺装层的摊铺,但初压完成之前的铺装层温度不得低于83℃。复压压路机和终压压路机应紧跟在初压压路机后面实施碾压,但终压必须在铺装层温度下降至66℃之前完成碾压。

环氧沥青混和料对压实后的空隙率要求很高(空隙率≤3%），压实质量对铺装层的耐久性影响非常大，环氧沥青铺装施工要注意压实速度的选择。为保证压实温度，在初压时应采用约2.5km/h的速度；复压时应使碾压机械成阶梯队列进行。复压速度控制在5km/h以下，碾压长度控制在40m左右。对轮胎压路机，必须检查每个轮胎的磨耗和胎压，避免影响铺装层的横向平整度。由于桥面宽度大,必须分幅施工时,对桥面铺装施工缝的处理必须严格要求。钢桥桥面铺装环氧沥青混凝土的纵向接缝应与交通车道边缘错开15cm,或位于一条车道中央的1/3区内。纵向施工缝应严禁设置在纵横肋和U型肋与顶板的焊缝处，并尽量不设置横缝，必须设置时，应留在横隔板的中间附近。上、下层施工缝应采用45℃的斜缝，并在摊铺施工时预留切割量，应在铺装碾压完成2h后进行切割时间测定试

验，先在预留切割量部位进行试切，如果切缝平整、光滑、无掉料，即可开始正式切割。下层铺装切割深度应略小于铺装厚度，以避免破坏粘接层、防腐层和钢桥面；上层切割可以按实际厚度进行。

环氧沥青混凝土面层冷却至室温2h后,即可开放交通,但其最终强度的形成需在5-7周后。碾压过程中需特别注意以下事项：

①由于环氧沥青的高度不透水性,在铺装过程中任何时候都要避免将水洒在正在施工的铺装层上，以免日后造成桥面脱层、空鼓现象，降低铺装的使用寿命。施工中必须严格遵守这一要求，所有施工人员都应在指定区域内饮水休息。 ②为防止粘轴现象,在碾压过程中压路机的钢轮和轮胎均应由人工随时用植物油进行涂刷。

③对在摊铺过程中出现的“死料”现象,应及时剔除和修补。如在终压完成后发现该情况，应凿除“死料”后涂刷粘接沥青并用新鲜的热混合料进行修补。 2、4环氧沥青砼检验

（1）环氧沥青混合料按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）方法取样，以测定矿料级配、沥青含量。混合料的试样，每台拌和机应在每天进行1～2次取样，并按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）标准方法对规定项目进行检验。

（2）在试验段摊铺前，按要求埋置钢板，摊铺结束后取出钢板及已经粘接在钢板上的混合料，按规范要求测定其压实度、抗拉强度等各项指标。

（3）所有试验结果均须报监理工程师批准。 a.基本要求

① 环氧沥青混合料的矿料质量及矿料级配符合设计要求及施工规范的规定。

② 环氧沥青材料及混合料的各项指标符合设计文件及施工规范的要求。 ③ 严格控制各种矿料和沥青用量及各种材料和环氧沥青的加热温度。 ④ 拌和后的沥青混合料均匀一致，无花白，无粗细料分离和结团成块现象。 ⑤ 摊铺时严格掌握厚度和平整度，仔细找平，注意控制摊铺和碾压温度，碾压至要求的密实度。

b.检验项目

环氧沥青面层施工完毕后，立即对厚度、横坡度、油石比、级配等技术指标，按有关规范要求进行检测验收。

c.外观鉴定

① 表面平整、密实，无泛油、松散、裂缝、粗细料集中等现象。 ② 表面无明显碾压轮迹。 ③ 接缝密实、平顺。

④ 铺装层与路缘石及其他构造物要衔接平顺，无积水现象。 ⑤ 铺装层表面的水要排除到路面范围之外，表面无积水现象。

环氧沥青混凝土铺装质量标准

项 目 施 混合料出厂 工 温 度 初压终了 终压终了 检查频率 每车 每30m 每30m 每次喷洒取两处 每天一次，3个试件 每次喷洒测一次，3个试件 每天上、下午各一次 质量要求或允许偏差 110℃～121℃ ≥82℃ ≥65℃ 粘结下层：0.60±0.05L/㎡ 粘结上层：0.45±0.05L/㎡ 抗拉强度：≥1.5Mpa(23℃) 延伸率：≥200%(23℃) 抗拉强度：≥6.9Mpa(23℃) 延伸率：≥190%(23℃) 接近中值 接着法 拉伸试验 拉伸试验 筛分法 当天报 红外线 温度计 即检 即报 检查方法 备注 粘结料洒布量 结合料 粘结料 矿料级配 3天内报 当天报

3.对环氧沥青砼铺装的建议

钢桥桥面直接承受着交通荷载的反复作用,桥面铺装层需要具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性。环氧沥青钢桥面铺装是近年来在我国开始逐步推广应用的一种新型桥面铺装技术，它虽然具有很好的使用性能，但环氧沥青混合料在成型温度、时间、成型工艺和压实等方面较其他混合料技术要求更为严格,施工工艺较为复杂。施工受时间、气温、天气等外界因素的影响较大，只有通过加强施工组织管理,精心施工,才能确保铺装质量。

1、 钢桥面铺装时间宜安排在温度高的季节，最好在八至十月份之间进行铺装，这样能更利于环氧沥青砼的固化。

2、 环氧沥青砼铺装对材料要求严格，结合以往润扬大桥、平胜大桥钢桥面环氧沥青铺装经验，均采用江苏镇江产集料。

3、 由于环氧沥青砼桥面铺装的环氧树脂、石油沥青（A、B组份）均需从美国进口，报关、运输时间长，所以这项工作要提前着手准备。