大跨徑鋼橋面鋪裝中環氧瀝青粘結層施工工藝的研究

(山東省路橋集團有限公司 山東 濟南 250021)

引言

新世紀以來，隨著交通流量以及軸載的增大，國內的一些鋼橋面鋪裝層陸續出現損壞，造成了很大的財產損失。其實，有一些大中橋鋼橋面鋪裝層在開放交通一年之間就發生了損壞現象，這其中水損害是導致鋪裝結構破壞的直接原因之一，由此可以發現橋面鋪裝設計中瀝青鋪裝層防水粘結層的設置是保證鋼橋面鋪裝層耐久性的關鍵措施之一[1]。

本文以杭州灣跨海大橋鋼橋面環氧瀝青粘結層材料和施工技術的應用為例，通過對材料研究、材料性能分析、施工技術工藝等方面的研究，對大跨徑鋼橋面環氧瀝青粘結層材料性能要求和施工工藝中所存在的關鍵控制點和注意事項進行總結，對國內一些大跨徑鋼橋面鋪裝具有借鑒意義。

一、粘結層技術性能要求

粘結層位于鋼面板與瀝青混合料之間或者混合料之間，應具有與其他材料相互協調。與鋪裝層和鋼面板具有良好的粘結力，防止水分滲透到鋪裝層下接觸到鋼面板，繼而使鋼板生銹、腐蝕。粘結層應該具有穩定的力學性能，能夠在面對道路車輛傳下的的荷載和應力或者結構的改變，而不會與鋪裝層和鋼面板分離。當鋼面板在溫度變化或行車荷載作用下發生水平向變形時，粘結層可以吸收鋪裝層和橋面板之間部分相對位移，從而減小鋪裝層內的應力。

對于粘結材料，要統籌兼顧性能和性價比兩方面，既要技術性能符合要求，滿足使用性能；又要滿足能應用于實際工程當中，以免造成不必要的浪費。針對粘結層的以上作用要求粘結層材料，首先應具有較強的粘結力以及較強的變形適應能力，并且與鋪裝材料及防腐涂裝材料有較好的相容性，保證鋪裝與鋼板以及鋪裝上下層能夠共同承受各種荷載作用。其次粘結層材料應致密不透水。同時粘結層材料也應具備良好的高溫抗流動性，并且考慮到施工條件的影響，要求在 240 ℃的短暫高溫下不產生老化[2]。

二、本文所用環氧瀝青粘結層材料

本文選用日本大有建設株式會社 TAF 環氧瀝青粘層油(以下簡稱日本環氧粘層油)。日本環氧粘層油由環氧樹脂主劑(組分A)和固化劑(組分B)組按照1∶1的重量比例組成，其性能檢測結果見表1。

表1 日本環氧粘層油性能檢測結果

三、環氧瀝青粘結層施工工藝與質量控制

環氧瀝青粘結層施工質量是保證環氧瀝青混凝土質量的關鍵環節之一[3]，為此我們進行了鋼橋面鋼板拋丸表面處理工藝試驗和防水粘結層現場施工工藝試驗，進行了試驗認可之后才可進一步正式施工。

(一)粘結層施工預備工作

1.工人技術交底

環氧瀝青粘結層施工工作，至少需要10個人，其中攪拌1人，涂抹人員5人，電工1人，管理和調度人員2人，備料2 人。為了工程質量和施工工藝的正確實施，在施工前要為工人做技術交底培訓，并進行考試考核，考核通過后方可進入施工現場，分工明確，責任到人。

2.檢修設備和工具

對所有的施工機具是否齊備和有效進行檢查和維護。確保所有機械和工具安全可用，并對容易損壞的器具做好庫存，在工具發生故障時及時更換，為施工的連續性作好后勤保障工作。

(二)橋面粘結層涂抹施工

1.橋面鋼板面拋丸處理

鋼橋面鋼板與空氣及水分接觸，會被水分氧化產生氧化層即生銹。懸索橋鋼橋面板從加工制造到橋面鋪裝施工，其周期一般都在2年左右，而且局部經歷過高溫焊接，因此鋼橋面板的氧化層遠高于20μm。鋼板氧化物除吸附水分子外，還會吸附其它物質，因此需對鋼板表面進行處理。

為了確保粘結層與鋼板面的粘結強度，根據試驗研究成果和以往經驗確定鋼板面采用Sa2.5級及以上表面處理，粗糙度達到20～80μm。具體施工工藝要點有：①選擇金屬混合磨料(70%鋼丸和30%鋼砂)，其清潔、干燥性符合B18838.3-2008-T規范要求。②要求鋼板面表面溫度超過空氣露點溫度3℃以上，且有霧、下雨或空氣相對濕度大于90%時嚴禁施工。③采用自回收式真空拋丸機進行噴砂除銹施工。④拋丸機行走速度控制在0.8m/min左右。⑤拋丸前應當對污染嚴重處進行清理，對其他突起和坑槽進行打磨清除。⑥施工前密切注意氣候情況，并對照露點圖譜對產生露水的可能狀況進行判定，對不滿足施工條件或有可能產生露水狀況下，應采取加熱鋼橋面板或停止施工等措施[4]。

2.橋面清理

在環氧瀝青粘結層在正式涂抹前，先對橋面進行徹底清理，先用軟清理塵埃和雜物，再用鼓風機吹干凈，如果有油污，必須用清洗劑進行清洗，清洗完后用自來水沖干凈，最后利用烘干器將橋面徹底烘干。

3.施工現場條件

粘結層涂抹前要用鼓風機將鋼板面吹干，當鋼板面潮濕、有雜物、污染、氣溫低于10℃,風速大于10m/ s，其相對濕度大于90%時，禁止進行粘結層的施工。施工前應與氣象部門確定當天不會出現雨霧天氣。

4.涂抹區與非涂抹區

當天的涂抹區是第二天鋪裝的區域，涂抹區的邊緣要比鋪裝區的邊緣寬2-3cm。為避免污染鋪裝層以外的部位，應在鋪裝層邊緣外覆蓋塑料薄膜或者寬膠帶來起保護作用。

5.粘結料準備與制備

提前按照涂抹面積根據單位涂抹量準備好A、B組分相對應的量。將組分A和組分B按照1∶1的比例倒入容器中，利用手持攪拌機攪拌兩分鐘，注意攪拌要均勻，精確控制攪拌時間。并且在攪拌結束后15分鐘內，將粘結料涂抹完成。

6.正常粘結層施工

涂抹時分工明確，有涂抹工、攪拌工、運料工、管理人員相互協調。環氧瀝青粘結層涂抹時應該相互配合，涂抹均勻、連續，不漏涂、不多涂。涂抹區邊緣斜縫也要涂抹，且嚴格控制涂抹量。派專人計算粘結料用量，及時與工人溝通，精確用量，設定單位涂抹量及涂抹長度、寬度。在粘結層施工過程中，工人要聽管理人員指令，按管理員計算長度控制涂抹量。設專人利用秒表控制工人涂抹速度，管理人員要在施工現場對出現偏差的地方及時下達指令并改正，防止涂抹出現失誤、不均勻等現象。管理人員通過施工現場的實測，對各項原始數據進行記錄和檢查。

7.涂抹時間控制

粘結層須安排在鋪裝施工的前一天涂抹，起始時間不宜早于上午9時半，結束時間宜控制在5點之前。

8.環氧瀝青粘結層施工注意要點

(1)涂抹區外的區域應該鋪保護層，防止對其進行污染。

(2)涂抹粘結料涂抹區內要保持絕對的干燥，故此施工人員應該做到：嚴禁將水源帶進工作區；為防止人體汗水滴入作業區，每人配備一條擦汗毛巾；工作區內禁止吸煙和隨地吐痰；派專人負責檢查鋼板面是否存在水分。

(3)涂抹時應考慮風向，禁止逆風涂抹粘結層。

(4)施工人員要配備工作服、鞋套、防毒面罩等安全防護用品。

(5)當涂抹過程中出現意外時，工人應馬上停止涂抹工作，按照規程及時清理廢料。

9.粘結層養護

(1)在環氧瀝青混凝土鋪裝層施工完畢前，要對瀝青粘結層采取全封閉保護，禁止車輛在上通行。

(2)待粘結層中環氧樹脂固化，一般養生到用手觸摸時不粘手的狀態。

(3)環氧瀝青混凝土鋪裝層施工時，除了運料車和攤鋪機之外，任何車輛均不得在粘結層上通行。

四、結論

本文針對日本環氧瀝青粘結層，總結出了的日本環氧瀝青粘結層施工工藝以及施工要求，按照試驗數據發現日本環氧瀝青粘結層作為粘結層材料符合各項控制指標，希望對其他鋼橋面粘結層施工提供一些借鑒。鋼橋面鋪裝粘結層作為影響橋面鋪裝成敗的關鍵技術，必須引起橋梁工作者的高度重視，由于缺乏一定的工程經驗，對該技術工藝的研究還需要不斷地細化、完善、提高。