鋼橋面環氧瀝青鋪裝施工工藝及質量控制

鄭軍濤，楊明，李鵬飛，鄧波

（1.深圳中鐵二局工程有限公司，廣東 深圳518000；2.深圳市魯班建設監理有限公司，廣東 深圳518000）

1 工程概況

前海11 號景觀橋位于夢海大道上，橋梁采用主跨80m 的梁拱組合體系，主拱采用鋼箱拱，主梁采用雙幅式鋼縱橫梁體系。本橋按照城市主干道設計，雙向8 車道，橋梁總寬度為53m。橋梁建成后承受一定的重載過境交通車輛。主橋鋼箱梁行車道采用雙層環氧瀝青混凝土鋪裝方案，鋪裝層總厚度為50mm，采用25mm 厚環氧瀝青混凝土（EA10）上面層+25mm厚環氧瀝青混凝土（EA10）+防水黏結層，橋面鋪裝結構見圖1。

圖1 鋼橋面鋪裝結構示意圖

2 原材料和混合料配合比設計

2.1 原材料選擇和試驗

原材料保證鋪裝層混合料性能的先決條件。為滿足鋼橋面鋪裝設計性能要求，保證鋼橋面鋪裝質量，必須選擇性能優良、相容性好的集料、礦粉和結合料。

1）集料：環氧瀝青混凝土選用集料為輝綠巖，集料堅硬、干燥、潔凈、表面100%的破碎面，形狀良好，無風化表面[1]。

2）礦粉： 環氧瀝青混凝土選用石灰巖礦粉，材料干凈無團結。

3）結合料：熱拌環氧瀝青結合料是一種三組分材料，其中，由基質瀝青、環氧樹脂（主劑+固化劑）混合組成。基質瀝青為A 級70 號瀝青，環氧樹脂為日本株式會社近代化成KD-BEP環氧樹脂混合料。

4）黏結材料：鋪裝層與鋪裝層以及鋪裝層與鋼板之間的良好結合，是保證鋼橋面鋪裝與鋼橋面板之間協同工作的關鍵，直接影響鋪裝層的耐久性。根據設計要求，本項目選用日本株式會社近代化成KD-HYP 環氧瀝青黏結劑作為黏結材料。

2.2 配合比設計

環氧瀝青混合料配合比嚴格按照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》、JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規范》等規范要求方法進行。環氧瀝青配合比設計委托有關單位完成，根據礦料級配，綜合考慮空隙率、彎曲極限應變、凍融劈裂強度比等指標，采用馬歇爾試驗方法確定最佳瀝青用量，保證環氧瀝青混合料的各項性能指標達到規范要求。

3 環氧瀝青混凝土施工工藝及質量控制

3.1 施工工藝流程

環氧瀝青混凝土的施工工藝主要包括：鋼橋面除銹、涂刷防腐層、黏結層、環氧瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓等，具體工藝流程如圖2 所示[2]。

圖2 環氧瀝青混凝土施工工藝流程圖

3.2 鋼橋面板噴砂除銹及防腐層施工

鋼橋面的噴砂除銹是鋼橋面環氧瀝青鋪裝前的一道重要工序，潔凈度和粗糙度要求極高，噴砂除銹后的鋼板清潔度達到Sa3.0 級，粗糙度達到80μm～150μm，防腐油漆與鋼板結合力不小于6MPa。

1）噴砂除銹：橋面噴砂施工機械為回收式真空噴砂拋丸機，每次的最大前進距離控制在20m 左右，直至所有的除銹區域噴砂完畢。拋丸時，相鄰兩幅應搭接一定寬度，搭接寬度應不小于5～10cm。對于局部區域，如橋面邊緣，打砂機無法進行施工，應由施工人員采用手提式磨光機進行施工，保證該區域清潔度、粗糙度滿足要求。

2）粗糙度檢測：橋面板噴砂后采用塑膠帖紙法或粗糙度儀器進行粗糙度檢測。

3）防腐底漆：鋼橋面板噴砂處理完成且經檢驗合格后，應在4h 以內進行防腐層涂裝環氧富鋅底漆，控制噴涂厚度，油漆厚度控制在80μm～85μm。油漆附著力采用Posi Test AT-M數字顯示拉拔式附著力測試儀進行檢測。

4）養護：環氧富鋅漆噴涂后，至少自然養護7d 后方可進行橋面鋪裝施工，宜在環氧富鋅漆噴涂后20d 內完成下層環氧瀝青混凝土鋪裝施工，期間必須保持環氧富鋅漆表面清潔。只有當漆膜和鋼板之間的附著力大于6MPa 時，才能開始環氧樹脂黏結層的施工。

3.3 環氧樹脂黏結劑

3.3.1 環氧樹脂黏結劑施工

環氧樹脂黏結劑由固化劑和主劑組成，將2 種溶劑按照1∶1 的比例加入到攪拌桶內，人工持攪拌器拌和3min,使其充分混合，以備涂布。

黏結劑采用滾筒刷進行人工涂布，施工過程中通過劃方格網對環氧樹脂黏結涂刷用量進行控制。黏結劑主劑和固化劑從混合到噴涂結束控制在25min 內完成。作業人員應佩戴口罩和防護手套、腳套等用品，以保證作業質量。

3.3.2 環氧樹脂黏結劑施工注意事項

1）施工環境溫度低于10℃、風速大于10m/s、有霧、露水、下雨或相對濕度大于90%時不得施工。

2）環氧樹脂黏結劑施工前用軟掃帚或濕拖把清潔防腐油漆涂層上的塵埃，再用空壓機清潔灰塵、吹干橋面，保證環氧富鋅底漆的表面無積水和塵埃。3）環氧樹脂黏結層涂刷完畢采用自然養護，黏結層涂刷完畢對橋面進行封閉，在25℃±5℃的環境溫度條件下，養護天數控制在2d 左右，直至環氧樹脂黏結層達到基本固化，達到指定狀態，方可進行環氧瀝青施工。

3.4 環氧瀝青混合料生產及運輸

環氧瀝青混合料對溫度控制要求非常嚴格，混合料從拌和機出料溫度一般控制在170℃～185℃，現場攤鋪溫度控制在160℃～165℃，且日本環氧瀝青混凝土從后場拌和生產、運輸過程復壓結束的時間必須控制在2h 以內，混合料的生產和運輸環節至關重要。

3.4.1 混合料的生產流程

熱拌環氧瀝青混合料生產工藝流程如圖3 所示[3]。

圖3 熱板環氧瀝青混合料生產工藝流程圖

3.4.2 環氧瀝青混合料生產

1）嚴格控制礦料的加熱溫度，冷料進入拌和機的料倉要提前加熱，按照生產配合比的設計用量進行投放。

2）拌和機的出料溫度控制在175℃～185℃范圍內，若熱料溫度超過190℃須棄料。

3）嚴格控制拌和料的攪拌時間，集料干拌時間10s～15s，環氧樹脂及瀝青投入后拌和時間為45s～50s。

4）在基質瀝青投入到拌缸里的同時投入環氧樹脂，環氧樹脂由主劑和固化劑按重量比配合，其中主劑占56%、固化劑占44%。

5）混合料的用量按試驗確定的油石比控制，其中，基質瀝青和環氧樹脂各占50%。

3.4.3 環氧瀝青混凝土的運輸

施工前應根據運距、工程量、運輸能力確定運輸車數量。材料運輸前要對運輸車進行車況檢查，杜絕車輛漏油和漏水現象發生。環氧瀝青混合料應與車廂結合緊密、內表面干凈、光滑的運料車從拌和樓運至施工現場。混合料裝車前應在運料車車廂表面涂刷一薄層植物油，以防止混合料黏在運料車車廂上。

為了防止混合料熱量損失，每一車料都應使用帆布或棉被對混合料進行覆蓋。每輛運輸車裝載環氧瀝青混合料不宜超過15t。每車料運至現場設專人測量混合料溫度，不符合要求的混合料堅決廢棄。

3.5 混合料的攤鋪

本次施工段橋面分為左右兩幅，左右幅采用2 臺攤鋪機呈階梯形聯合攤鋪, 前后2 臺攤鋪機的縱向熨平板相距4m～6m 為宜，攤鋪系數按試驗分析數據1.2 進行控制。混合料攤鋪注意事項：

1）混合料卸料溫度應控制在160℃～165℃。

2）攤鋪機熨平板應在喂料前提前加熱至150℃，加熱溫度應均勻一致。

3）攤鋪機的攤鋪速度應根據拌和機的產量、料車料單容許卸料時間確定，計算控制好攤鋪速度，以勻速攤鋪為原則，并盡可能減少攤鋪過程中的拉料與魚尾紋等現象的產生，做到緩慢勻速連續不間斷攤鋪，非特殊情況不得隨意變換攤鋪速度。對于攤鋪機無法攤鋪到的部位，應隨攤鋪機用人工攤鋪。

4）運輸車輛進入攤鋪現場必須對車身及輪胎進行檢查、清理，防止對橋面產生污染，整個施工過程中要做好控油控水工作。

圖4 橋面鋪裝施工順序

5）攤鋪機設專人用專用工具負責不間斷翻動螺旋布料器兩端和中間部分易產生“死料”的地方，有效預防“死料”的產生。

6）攤鋪機料斗兩翼合攏后，要人工協助將進料全部推至送料刮板上，不得有“死料”，對于因溫度降低產生的“死料”，應及時清理。

3.6 混合料壓實及成型

3.6.1 壓路機組合及碾壓遍數

瀝青混合料的壓實是保證瀝青表層質量的重要環節。壓實與攤鋪機緊密結合，每層的軋制過程分3 個階段進行控制：初始壓力、二次壓力和最終壓力。軋制順序、軋制時間、軋制速度、軋制溫度、軋輥組合等應由專人進行管理、檢查和記錄，防止壓力泄漏。初始壓實應采用雙鋼輥，壓實應進行3 次，再壓實應由輪胎滾筒進行3 次，最后壓實應在重新壓實完成后進行，最后的壓實應用鋼輪滾筒進行3 次。對于在初始壓力下的第一次軋制，輥子只能在靠近攤鋪機時才能后退。第一次軋制的控制速度基于不產生橫向裂紋和變速的原理[4]。

3.6.2 壓路機碾壓路線

壓路機碾壓按階梯形路線進行作業，初壓時壓路機驅動輪面向攤鋪機，由低到高，依次連續均勻碾壓，相鄰碾壓帶重疊1/3 輪寬。不允許壓路機在瀝青混合料突然轉向或調頭。壓路機起動、停止必須減速緩行，不準緊急剎車、制動。

3.6.3 碾壓溫度及時間控制要求

熱拌環氧瀝青混凝土初壓開始時混合料的內部溫度為155℃以上，復壓開始時混合料的表面溫度為110℃以上，終壓開始時混合料的表面溫度為90℃以上。因為混合料在拌和的同時進行固化反應，環氧瀝青混合料從生產到終壓結束的時間必須控制在2h 之內。

3.7 切縫

環氧瀝青攤鋪完畢3h 后，方可對自由邊切縫處理。正式切縫前要預先畫好線，鋪設寬約1m 的彩條布，沿線切割。切割過程中，大功率吸塵器緊跟切割機吸塵，并用掃帚輔助清理，防止切割的灰塵污染作業面。

3.8 養護

環氧瀝青混凝土為熱反應性材料，其強度的形成與養護時間和溫度有關，一般情況下采用自然條件進行養護5d～7d，直至馬歇爾穩定度達到50kN 后開放交通，具體時間應根據現場試驗結果確定。

4 結語

結合前海11 號景觀橋鋼工程橋面鋪裝結構特點和性能要求，進行了原材料的選擇、配合比設計，對施工工藝進行了詳細闡述，并針對各工序的施工提出了質量控制措施。通過精心組織施工，使本項目鋼橋面鋪裝工程順利進行。目前，本工程鋼橋面鋪裝工程按照該施工工藝和質量控制措施順利完成，經過抽檢檢測，鋪裝效果良好，希望對鋼橋面環氧瀝青鋪裝施工有一定的參考與借鑒作用。