環(huán)氧瀝青混凝土加熱養(yǎng)護設備研制與應用

□文/劉 卓

環(huán)氧瀝青混凝土加熱養(yǎng)護設備研制與應用

□文/劉 卓

環(huán)氧瀝青混凝土強度高，與鋼板有良好的追隨變形性和延展性，是目前鋼橋面鋪裝的理想材料，但橋面成品的自然養(yǎng)護期較長，嚴重制約了鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝施工技術的發(fā)展和進一步推廣應用。文章以天津海河大橋維修加固工程為載體，介紹了環(huán)氧瀝青加熱養(yǎng)護施工技術的試驗研究和設備制作方案，縮短了環(huán)氧瀝青混凝土養(yǎng)護期，確保及時通車，大大緩解交通壓力。

環(huán)氧瀝青；混凝土；養(yǎng)護；設備；研制

鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝工程施工周期較短，但橋面成品的自然養(yǎng)護期較長，一般為45d，這就形成了矛盾，嚴重制約了鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝施工技術的發(fā)展和進一步推廣應用。為此，在不斷提高施工效率的同時，需要探索和創(chuàng)新養(yǎng)護工藝，縮短環(huán)氧瀝青鋼橋面成品的養(yǎng)護期。

1 工程概況

天津海河大橋是跨海河的鋼箱梁斜拉橋，位于天津市塘沽區(qū)海河入海口，是貫通天津濱海新區(qū)南北交通的主要干道，于2002年建成通車，由于重載車輛較多，致使橋面鋪裝層嚴重損壞，需要對其進行維修加固。依據設計對主跨290m鋼箱梁橋面進行銑刨處理，后采用進口環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝，鋪裝總厚度為6.5～7cm，分2層攤鋪。

2 加熱養(yǎng)護方式的確定

進行了電加熱、紅外線加熱和導熱油爐加熱等多種加熱方案設計并詳細的分析了方案可行性，從加熱養(yǎng)護效果、經濟性、安全性及可操作性等方面進行綜合考慮分析，找出較好地鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層的加熱養(yǎng)護方式。經過分析研究，采用導熱油爐加熱養(yǎng)護是縮短橋面養(yǎng)護工期比較可行的辦法。

3 加熱養(yǎng)護參數的確定

3.1 加熱設備養(yǎng)護溫度的確定

首先室內成型馬歇爾試件，烘箱養(yǎng)護，研究試件在不同溫度、不同養(yǎng)護時間下的穩(wěn)定度，試驗結果見表1。

表1 不同養(yǎng)護溫度和養(yǎng)護時間下的穩(wěn)定度

續(xù)表1

試驗研究表明，在80℃條件下養(yǎng)護8h，環(huán)氧瀝青未完全固化，還需繼續(xù)加熱，實際工程中養(yǎng)護時間過長，不能滿足工期要求；120℃條件下養(yǎng)護5h即可滿足要求，但是實際工程中加熱面達到高溫度存在一定安全隱患；100℃條件下養(yǎng)護8h即可滿足要求，現場達到這一溫度更易控制，故在現場加熱施工時，鋪裝層表面溫度的確定為100℃，導熱油加熱溫度根據現場情況確定。

3.2 加熱管與環(huán)氧瀝青鋪裝層垂直距離的確定

排管距離環(huán)氧瀝青鋪裝層垂直距離為12～15cm時，即可達到加熱的均勻性和連續(xù)性，高度太低容易使試件局部升溫過快，出現環(huán)氧瀝青混合料老化的現象，而大于這個距離升溫過慢，浪費熱源。

3.3 加熱養(yǎng)護時間的確定

模擬現場實際情況，在試驗室制作小型導熱油爐加熱養(yǎng)護設備，分別制作高度為30、40、50、60mm的環(huán)氧瀝青混凝土試件若干組，將試件放置在小型加熱養(yǎng)護設備中，由溫度探頭控制試件表面溫度保持在100℃左右，然后按養(yǎng)護時間分別測定試件的馬歇爾穩(wěn)定度和流值，來確定不同高度的環(huán)氧瀝青混合料在加熱條件下養(yǎng)護達到開放交通條件所需的養(yǎng)護時間，試驗結果見表2。

表2 不同高度試件養(yǎng)護試驗結果

根據不同高度的環(huán)氧瀝青混凝土試件指標參考標準（見表 3），最終確定高度為 30、40、50、60mm的環(huán)氧瀝青混凝土現場加熱養(yǎng)護時間分別為5、5、6、6h。加熱養(yǎng)護的過程中會出現環(huán)氧瀝青混合料老化的現象，使得混合料的穩(wěn)定度隨著養(yǎng)護時間的增加先增加后下降，在施工的過程中要嚴格控制養(yǎng)護時間，避免出現過養(yǎng)護，不但浪費資源更對混合料的使用性能不利。

表3 不同高度的環(huán)氧瀝青混凝土試件指標參考標準

4 加熱養(yǎng)護設備制作

根據試驗結果，制作了軌道式自動行走環(huán)氧瀝青養(yǎng)護設備，該設備主要由軌道系統、導熱油爐加熱系統和多組加熱單元組成，見圖1。

軌道系統由軌道、電動機、減速機、主動槽輪、被動槽輪和鏈條傳動系統等結構組成，由電源開關控制移動裝置的啟動和停止。

導熱油爐加熱系統由導熱油爐、發(fā)電機、柴油油箱和防止滴漏的接油槽等裝置組成，上述裝置均焊接固定在由方管焊接成的網格形狀托架上。

加熱單元由方管焊接成長方形框架，底部均布無縫鋼管且首尾相連，鋼管上部滿鋪鍍鋅鐵板、保溫巖棉，然后固定密封鍍鋅鐵板。在長度方向上的兩側各焊接有2根方管作為吊點和運輸與存放時的疊放支撐點，見圖2。

導熱油爐加熱系統和與其相鄰的加熱單元之間、相鄰兩組加熱單元之間均設有連接板，組成設備的各裝置可以拆卸、組裝、重復使用。

5 加熱養(yǎng)護設備應用

采用環(huán)氧瀝青加熱養(yǎng)護設備對海河大橋環(huán)氧瀝青鋪裝層進行了6h的加熱養(yǎng)護，在加熱養(yǎng)護后5d即開放交通，迄今為止未發(fā)現質量問題。為加快環(huán)氧粘結層固化，采用環(huán)氧瀝青加熱養(yǎng)護設備對粘結層進行了2.5 h的加熱養(yǎng)護，達到了預期的固化效果，縮短了環(huán)氧粘結層的養(yǎng)護時間，比預計工期提前了近40d，減少工程人員和儀器設備的等待費用。

6 結語

環(huán)氧瀝青加熱養(yǎng)護設備具有自動行走、連續(xù)加熱、溫度可控、拆裝方便等特點，縮短了養(yǎng)護周期，減少了結構污染，降低了勞動強度，性能安全可靠。

該加熱養(yǎng)護設備成功應用于天津海河大橋維修加固工程，效果良好，提前達到通車條件，有效地緩解了海河大橋的交通壓力。

［1］趙付星，劉 軍，劉亞楠，等.加熱養(yǎng)護環(huán)氧瀝青在鋼橋面鋪裝中的應用[J].天津建設科技，2010，20（3）：42-43.

U443.33

C

1008-3197（2013）02-53-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.02.019

2013-02-22

□課題項目：天津城建集團科研項目（2012-29）

劉 卓/女1978年出生，高級工程師，學士，天津城建濱海路橋有限公司，從事工程技術管理工作。