淺析舊橋面改性環(huán)氧薄層鋪裝技術(shù)運(yùn)用

吳峰龍

（廈門(mén)市政工程有限公司，福建 廈門(mén) 361004 ）

0 引言

隨著城市道路市政交通工程日趨增多、對(duì)工程的質(zhì)量、安全、進(jìn)度要求不斷提高，超薄改性環(huán)氧薄層罩面施工在全國(guó)范圍內(nèi)得以迅速應(yīng)用和不斷提高。本文以武夷新區(qū)童游大道、將口大道市政道路白改黑工程橋面采用改性環(huán)氧薄層鋪裝，主要分析了環(huán)氧薄層鋪裝的特點(diǎn)，施工技術(shù)過(guò)程控制。本文淺析的經(jīng)濟(jì)效益、安全性、工期的優(yōu)化性可為同類(lèi)項(xiàng)目提供參考。

1 項(xiàng)目背景

本項(xiàng)目童子山橋、崇陽(yáng)溪橋200 米長(zhǎng)橋面總寬38.5 米，雙向6 車(chē)道，總面積25000 平方米，橋面鋪裝現(xiàn)狀為混凝土面，考慮橋梁荷載結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題，橋面加鋪常用加鋪類(lèi)型：超薄磨耗層與瀝青混凝土兩種。

2 加鋪方案分析比選

方案1：改性環(huán)氧薄層鋪裝（6mm）；優(yōu)點(diǎn)1.厚度薄，自重荷載增加小，利于結(jié)構(gòu)安全，對(duì)橋梁影響最小。2.無(wú)需改造橋面排水設(shè)施。3.施工快，開(kāi)放交通快。4.無(wú)需重型施工設(shè)備。5.交通轉(zhuǎn)換省時(shí)省力，節(jié)省了隱性交通成本。6.拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度高等特點(diǎn)，大流量高負(fù)載的承受能力。缺點(diǎn)1.對(duì)現(xiàn)狀橋面質(zhì)量要求較高。2.對(duì)施工質(zhì)量要求較高。3.如存在橋梁基面處理不足或過(guò)度超載等情況，可能會(huì)造成脫層、剝落等問(wèn)題。

方案2：4cm 改性瀝青混凝土+6cm 改性瀝青混凝土優(yōu)點(diǎn)：1.面層與路基段結(jié)構(gòu)層一致。缺點(diǎn)：1.增加橋梁自重2.施工期間需重型機(jī)械，不利于橋梁結(jié)構(gòu)安全。

考慮了橋梁現(xiàn)狀使用情況，參考橋梁檢測(cè)報(bào)告與童游大道路面檢測(cè)報(bào)告，結(jié)合施工工期要求等因素，基于以下原因選擇加鋪6mm 超薄磨耗層鋪裝方案。（1）童子山立交橋和崇陽(yáng)溪大橋兩座橋梁，已投入使用多年，橋面頻繁修補(bǔ)，加鋪方案不宜對(duì)橋梁有較大荷載影響。（2）超薄磨耗層鋪裝結(jié)構(gòu)加鋪契合了兩座橋梁的現(xiàn)狀情況，以及對(duì)道路“白改黑”效果的功能要求。

3 原材料性能指標(biāo)

改性環(huán)氧樹(shù)脂及金剛砂需滿足但不局限于以下基本指標(biāo)：環(huán)氧薄層鋪裝所用骨料為耐磨黑剛玉集料，粒徑按設(shè)計(jì)厚度要求選用13mm 單級(jí)配骨料，最大粒徑不大于3mm。所選用集料滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求（JTG F40-2004）的相關(guān)技術(shù)要求，其質(zhì)量符合下表的規(guī)定。

表3-1 黑剛玉集料技術(shù)要求

3.1 改性環(huán)氧膠黏劑

改性環(huán)氧膠黏劑主要由環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑組成，環(huán)氧薄層鋪裝所采用的改性環(huán)氧膠黏劑是一種復(fù)合材料粘結(jié)劑，其主要性能見(jiàn)下表。所用的改性環(huán)氧膠黏劑的固化時(shí)間對(duì)溫度敏感，固化溫度宜在 15℃至30℃之間，固化時(shí)間為1-4 小時(shí)。混合料車(chē)轍儀開(kāi)展抗松散磨耗試驗(yàn)，連續(xù)加載4 小時(shí)，輪胎碾壓次數(shù)約為1 萬(wàn)次，以模擬在實(shí)際行車(chē)荷載和高溫共同作用下抗松散、磨耗以及層間粘結(jié)性能。經(jīng)1 萬(wàn)次碾壓后，鋪裝層應(yīng)不松散、不脫層和無(wú)明顯表面磨耗。

3.2 改性環(huán)氧薄層橋梁鋪裝應(yīng)用

鑒于該方案對(duì)現(xiàn)狀橋面處理要求較高，依據(jù)路面檢測(cè)報(bào)告，對(duì)現(xiàn)狀橋面鋪裝存在的病害進(jìn)行徹底的病害處置，且要求加鋪前對(duì)原橋面進(jìn)行精銑刨1cm 處理，去除表層老化混凝土層，以及進(jìn)行割縫處理設(shè)計(jì)（設(shè)置縱縫、橫縫）。橋面加鋪材料的選擇，本次采用舊橋面精拋1cm+6mm 薄層環(huán)氧抗滑鋪裝層”鋪裝結(jié)構(gòu)。環(huán)氧薄層鋪裝不增加原混凝土鋪裝層厚度，不改變?cè)瓨蛎娼Y(jié)構(gòu)及橫縱坡。環(huán)氧抗滑耐磨薄層鋪裝方案釆用雙層疊合鋪裝，主要材料為高性能環(huán)氧膠黏劑和耐磨骨料，耐磨骨料選用1∽3mm 粒徑黑剛玉黑色系骨料。

4.1 鋪裝厚度與結(jié)構(gòu)

精銑刨1cm 橋面混凝土，清除浮漿，供潔凈、干燥和平整的基面；(2)舊橋面病害處治，混凝土面板的橫縫和縱縫應(yīng)清縫后進(jìn)行灌縫。童子山立交橋應(yīng)對(duì)長(zhǎng)度大于5m 的板塊，在板塊中部橫向割一道縫(2c 深、3mm 寬)，并灌縫處理。(3)釆用專(zhuān)用拋丸機(jī)處理，使路面形成糙面，糙面等級(jí)0.4mmVR＜0.7mm。(4)改性環(huán)氧膠黏劑作為橋面防水黏結(jié)涂層，撒布量為（1.6L/m2-2.0L/m2）,撒布粒徑l-3mm 骨料，用量為（7.0kg/m2-9.0kg/m2）。養(yǎng)護(hù)固化后，吹掃回收表面松散、多余骨料，底粘結(jié)劑與集料形成的第一層薄層鋪裝厚度約為3mm；(5)在第一層薄層上灑布第二層環(huán)氧膠撒布量：2.0L/m2-2.4L/m2,滿撒布粒徑l-3mm 玄武巖細(xì)骨料，用量為7.0kg/ m2-9.0kg/ m2o 養(yǎng)護(hù)固化后, 清掃回收骨料，形成第二層薄層鋪裝，厚度約為3mm；雙層鋪裝后總厚度約為5∽7mm。雙層環(huán)氧薄層抗滑鋪裝總厚度為6mm，以橋面混凝土面板作為基層，經(jīng)橋面混凝土板拋丸或噴砂除氧化層，在橋面板上分別3mm 厚進(jìn)行二層環(huán)氧薄層抗滑鋪裝層的施工。

4.2 施工現(xiàn)場(chǎng)控制要點(diǎn)

（現(xiàn)場(chǎng)橋面施工工序圖）

施工工藝組成：橋面拋丸除銹處理→對(duì)橫縱向的橋面處不平整進(jìn)行處理→設(shè)置施工邊界→人工涂環(huán)氧底漆和底膠，人工撒布骨料，進(jìn)行第一層環(huán)氧薄層鋪裝→養(yǎng)護(hù)固化后人工回收浮?！斯ね康诙迎h(huán)氧膠，工人撒布骨料，進(jìn)行第二層環(huán)氧薄層鋪裝→養(yǎng)護(hù)固化后人工回收浮?！B(yǎng)護(hù)后開(kāi)放交通。環(huán)氧薄層施工應(yīng)選擇天氣狀況良好，無(wú)降雨天進(jìn)行。按橋面拋丸除浮塵處理，設(shè)置施工邊界，涂底漆和底膠，人工撒布骨料，進(jìn)行第一層環(huán)氧薄層鋪裝；養(yǎng)護(hù)固化后3-4 小時(shí)后回收浮粒，涂第二層環(huán)氧膠，人工撒布骨料，進(jìn)行第二層環(huán)氧薄層鋪裝。養(yǎng)護(hù)固化后3-4 小時(shí)后回收浮粒，開(kāi)放交通。整個(gè)施工過(guò)程主要采用設(shè)備為拋丸機(jī)，無(wú)需施工碾壓，鋪裝作業(yè)不需要料車(chē)、攤鋪車(chē)等車(chē)輛，主要以人工為主，因此沒(méi)有對(duì)施工車(chē)輛的相關(guān)要求。施工過(guò)程中沒(méi)有涉及重載設(shè)備和車(chē)輛，不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，完全達(dá)到輕型化施工要求。

4.2.1 施工車(chē)輛交通組織

環(huán)氧薄層抗滑鋪裝施工主要以人工施工為主，所用原材料為環(huán)氧膠黏劑和骨料。當(dāng)材料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后主要由人工攤鋪，無(wú)施工作業(yè)車(chē)輛，減少交通組織協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)，有利于盡快完成鋪裝。

4.2.2 結(jié)構(gòu)輕型化

環(huán)氧薄層抗滑鋪裝總厚度為5-7mm，厚度小，密度約為2000kg/m3，每平方米增加自重約10kg，其自重對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)自重的影響可忽略不計(jì)。

4.2.1 抗滑性能

環(huán)氧薄層抗滑鋪裝原材由環(huán)氧膠黏劑和單級(jí)配耐磨骨料組成。采用單粒徑耐磨骨料，鋪裝層面粗糙，環(huán)氧膠粘劑與骨料粘結(jié)強(qiáng)度高，可起到長(zhǎng)久的抗滑作用。鋪砂法構(gòu)造深度大于0.8mm，擺值摩擦系數(shù)大于75 BPN。

4.2.2 與橋板結(jié)合性

環(huán)氧薄層抗滑鋪裝材料采用改性環(huán)氧膠黏劑為黏結(jié)劑，與橋面粘結(jié)性好，對(duì)橋面起到很好的防水防腐保護(hù)作用。采用改性環(huán)氧膠黏劑后，其具有很好的柔韌性和較高的拉伸斷裂延伸率，滿足鋼橋面溫差變化大而產(chǎn)生較大的溫縮形變和橋面板在外力引起的振動(dòng)形變，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋面形變的追隨性。改性環(huán)氧膠黏劑的使用確保了鋪裝層與橋面的完美結(jié)合。

4.2.3 防腐性及防污性

環(huán)氧膠黏劑是鋼筋混凝土料優(yōu)良的防水防腐材料，粘結(jié)性好，對(duì)橋面起到很好的防水防腐保護(hù)作用。本方案采用了環(huán)氧底漆+雙層環(huán)氧涂層，可有效的起到防水防腐作用，使用壽命不低于15年。環(huán)氧薄層抗滑鋪裝材料采用耐磨耗和耐污性陶瓷顆粒，具有很好的防污性。

4.2.4 施工便利性及空間符合性

整個(gè)施工過(guò)程無(wú)需施工碾壓，不需要料車(chē)、攤鋪車(chē)等車(chē)輛，主要以人工為主，施工便利，符合橋面交通轉(zhuǎn)換施工要求。工程項(xiàng)目正常施工進(jìn)度為3000平方米/日，從材料進(jìn)場(chǎng)到施工完成鋪裝作業(yè)需要8-10 個(gè)有效施工日。

4.2.5 外觀和耐久期

選用的黑剛玉（玄武石）通體同色，耐磨性強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)磨光掉色問(wèn)題，且陶棱角性少，無(wú)尖銳棱角，避免行人摔倒時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重皮膚摔傷。橋面環(huán)氧薄層鋪裝技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)是成熟的技術(shù)，鋪裝完工3年內(nèi)無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。

5 鋪裝體系驗(yàn)收結(jié)果

環(huán)氧薄層防滑鋪裝施工驗(yàn)收主要以現(xiàn)場(chǎng)拉拔強(qiáng)度為主要控制指標(biāo)，常溫下拉拔強(qiáng)度不低于1.7MPa 或斷面發(fā)生在基層，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)注明斷面發(fā)生的具體位置。鋪層厚度的厚度應(yīng)以鉆芯取樣來(lái)判定，按設(shè)計(jì)值±lmm 作為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)造深度與所用骨料的粒徑有很大的關(guān)系，構(gòu)造深度指標(biāo)宜釆 用高速公路瀝青路面要求，釆用鋪砂法檢測(cè)時(shí)不應(yīng)小于0.8mm,摩擦系數(shù)（BPN）不應(yīng)小于75。由于環(huán)氧薄層防滑鋪裝層厚度小，對(duì)平整度調(diào)節(jié)有限，應(yīng)通過(guò)基層平整度來(lái)控制鋪裝層施工后的平整度。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣，在300mm*300mm*40mm 混凝土面板上成型環(huán)氧薄層鋪裝層，固化24 小時(shí)后利用瀝青混合料車(chē)轍儀開(kāi)展抗松散磨耗試驗(yàn)，連續(xù)加載4 小時(shí)，輪胎碾壓次數(shù)約為1 萬(wàn)次，以模擬在實(shí) 際行車(chē)荷載和高溫共同作用下抗松散、磨耗以及層間粘結(jié)性能。經(jīng)1 萬(wàn)次碾壓后，鋪裝層不松散、不脫層和無(wú)明顯表面磨耗。

橋面施工完成面整體效果良好及各項(xiàng)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均符合公路規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值要求。

6 結(jié)語(yǔ)

改性環(huán)氧薄層施工技術(shù)運(yùn)用可廣泛用于：運(yùn)載車(chē)輛、重型施工設(shè)備、施工環(huán)境受限等項(xiàng)目，加快了施工進(jìn)度，優(yōu)化工期，降低施工成本，改性環(huán)氧薄層的力學(xué)性能、韌性、粘結(jié)強(qiáng)度使得鋪裝層具有穩(wěn)定、可靠和長(zhǎng)效的路用性能及降低施工交通轉(zhuǎn)換安全隱患等特點(diǎn)，質(zhì)量和工期得到保證，工程質(zhì)量評(píng)定優(yōu)良，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。