大跨徑鋼橋面熱拌環(huán)氧瀝青低溫環(huán)境鋪裝施工技術(shù)

孟華

摘 要：通過(guò)介紹環(huán)氧瀝青在環(huán)境溫度偏低情況下施工的難點(diǎn)，闡述了在低溫環(huán)境下施工所采取的一些技術(shù)控制措施以及施工組織措施，包括從建站選址到攤鋪、碾壓以及一些附屬裝置、監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用等，對(duì)今后類(lèi)似的工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鋼橋面;熱拌環(huán)氧瀝青;低溫施工

1 國(guó)內(nèi)鋼橋面主要鋪裝類(lèi)型

國(guó)內(nèi)目前鋼橋面的主要鋪裝類(lèi)型有：改性瀝青SMA、澆注式瀝青混凝土、環(huán)氧瀝青混凝土，其中環(huán)氧瀝青混凝土根據(jù)拌和溫度可以分為：冷拌環(huán)氧瀝青混凝土、溫拌環(huán)氧瀝青混凝土、熱拌環(huán)氧瀝青混凝土。本文主要討論熱拌環(huán)氧瀝青在大氣溫度偏低的環(huán)境條件下進(jìn)行鋪裝施工所采取的技術(shù)控制措施。

2 環(huán)氧瀝青性能

環(huán)氧瀝青是由環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合料（主劑與固化劑按固定比例配制）與基質(zhì)瀝青按比例混合后得到的一種拌和劑材料，環(huán)氧瀝青再與一定級(jí)配組成的集料、礦粉等拌和后的環(huán)氧瀝青混合料經(jīng)成型、固化形成優(yōu)質(zhì)的路用鋪裝材料[1]。

環(huán)氧瀝青混合料較普通瀝青混合料具有更優(yōu)越的物理性能和化學(xué)性能，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：具有高強(qiáng)度、高強(qiáng)黏結(jié)力、優(yōu)良的抗疲勞和耐腐蝕性、優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性、良好的耐久性和抗老化發(fā)性能等[2]。

通常情況下熱拌環(huán)氧瀝青混合料的最大施工容留時(shí)間為150 min。在容留時(shí)間內(nèi)施工完成后必須留出足夠的養(yǎng)生時(shí)間，以保證環(huán)氧瀝青混合料成型后形成一定的強(qiáng)度以達(dá)到開(kāi)放交通條件。另外，由于環(huán)氧瀝青混合料成型后空隙率小、密水性高，因此在鋼橋面板上的任何水分都可能造成環(huán)氧瀝青鋪裝層形成鼓包、脫層、推移等病害，所以施工中必須保證界面的干燥。

3 熱拌環(huán)氧瀝青低溫環(huán)境施工的技術(shù)難點(diǎn)

瀝青類(lèi)材料最大的特點(diǎn)是物理、力學(xué)性能隨溫度的變化而改變。大跨徑鋼梁橋面高度通常較高、橋面風(fēng)速較大，攤鋪過(guò)程中混合料降溫較快，使得混合料在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的可操作時(shí)間變短，且瀝青混合料溫度衰減過(guò)快將難以保證壓實(shí)度。

環(huán)氧富鋅漆、環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑Ⅱ型、環(huán)氧瀝青混合料的養(yǎng)生需要一定的溫度條件，在低溫環(huán)境中會(huì)延長(zhǎng)需依賴(lài)溫度養(yǎng)生材料的固化時(shí)間。

規(guī)范要求鋼橋面板噴砂除銹、防腐層和防水粘結(jié)層施工時(shí)空氣濕度不得高于85%。本文中所涉及到在低溫環(huán)境下施工的大跨徑鋼橋面鋪裝均在長(zhǎng)江中下游流域，橋址區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的季風(fēng)氣候特征。此外，橋址區(qū)域降水量較豐富，雨量充沛，氣候潮濕，在這種氣候條件下空氣濕度相對(duì)較大，也會(huì)對(duì)鋼橋面施工造成不利影響。

低溫環(huán)境會(huì)增加環(huán)氧樹(shù)脂材料的黏稠性，使得鐵桶包裝的環(huán)氧樹(shù)脂材料掛壁增多，造成與固化劑混合比例偏差，影響環(huán)氧瀝青混合料的固化時(shí)間和效果。

4 熱拌環(huán)氧瀝青低溫環(huán)境施工措施

4.1 拌和樓出料溫度控制及保溫措施

嚴(yán)控拌和站的出料溫度，盡量以要求上限控制。在溫度偏低的大氣環(huán)境下，攤鋪初始溫度越高越有利于保證后續(xù)工序在規(guī)定溫度范圍內(nèi)完成，出料溫度控制在185℃左右有利于保證攤鋪、初壓、復(fù)壓至終壓的施工質(zhì)量。

拌和站開(kāi)始拌和時(shí)，用儲(chǔ)料倉(cāng)存料，達(dá)到2～3車(chē)時(shí)開(kāi)始放料，以保證料車(chē)到現(xiàn)場(chǎng)就能施工，縮斷料車(chē)在現(xiàn)場(chǎng)的等待時(shí)間，有利于混合料溫度的保持。

4.2 運(yùn)輸車(chē)輛保溫措施

運(yùn)輸車(chē)輛做好保溫工作，車(chē)箱兩側(cè)設(shè)有保溫層，覆蓋到邊、拉繩扣緊，三層棉被覆蓋，要求駕駛員裝好后及時(shí)覆蓋，到現(xiàn)場(chǎng)由專(zhuān)人指揮掀布，避免過(guò)早掀開(kāi)溫度散失及過(guò)遲掀開(kāi)造成攤鋪機(jī)停機(jī)待料現(xiàn)象[3]。

4.3 碾壓控制措施

碾壓過(guò)程中初壓采取緊跟攤鋪機(jī)、復(fù)壓緊跟初壓、終壓盡量在溫度較高時(shí)結(jié)束，加強(qiáng)控制壓路機(jī)的速度和噴、涂油量（不粘輪的情況越小越好）。施工中爭(zhēng)取較高的初壓溫度。

4.4 其他措施

（1）大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)。在施工準(zhǔn)備期間，認(rèn)真調(diào)研當(dāng)?shù)亟鼛啄晏鞖鉅顩r，摸索氣溫規(guī)律，并嚴(yán)密監(jiān)測(cè)施工近3天、近5天、近7天天氣預(yù)報(bào)。在規(guī)范允許施工的天氣條件下選擇一天中氣溫較高的時(shí)段進(jìn)行環(huán)氧瀝青施工作業(yè)，以保證施工時(shí)混合料溫度散失不會(huì)過(guò)快。

（2）橋面檔風(fēng)板設(shè)置?？紤]到橋面風(fēng)較大，為降低風(fēng)對(duì)主橋施工的不利影響，在兩側(cè)檢修道護(hù)欄處和中分帶護(hù)欄處分別設(shè)置寬3 m、高2 m的擋風(fēng)板，擋風(fēng)板可依靠中央護(hù)欄及邊護(hù)欄立柱固定。

通過(guò)對(duì)滬蘇通長(zhǎng)江大橋安裝檔風(fēng)板后的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)來(lái)看，在擋風(fēng)板的2 m范圍內(nèi)，相比較中間地帶，鋪裝層表面溫度要高3℃～8℃。在不設(shè)置擋風(fēng)板的區(qū)域，鋪裝層表面的溫度相比設(shè)置擋風(fēng)板位置的鋪裝層溫度要低7℃～8℃，表明設(shè)置擋風(fēng)板對(duì)混合料施工過(guò)程中的擋風(fēng)保溫效果較為明顯。

（3）環(huán)氧樹(shù)脂加溫措施。由于環(huán)境溫度較低導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂材料黏稠度較高，在生產(chǎn)前需進(jìn)行加溫處理，環(huán)氧樹(shù)脂采用鐵桶包裝，由于環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑添加有嚴(yán)格的比例要求，所以需采用隔離的空間對(duì)其分別進(jìn)行儲(chǔ)存和加熱處理。以保證環(huán)氧樹(shù)脂材料黏稠度降低，在添加時(shí)減少掛壁，以較為準(zhǔn)確地控制兩種組分的添加比例。

5 工程案例

5.1 案例簡(jiǎn)介

滬蘇通大橋主跨采用主跨1 092 m的鋼桁梁斜拉橋結(jié)構(gòu)，通行四線鐵路、六車(chē)高速公路。主橋鋼橋面全長(zhǎng)1 800 m，為公鐵兩用大橋。武穴長(zhǎng)江公路大橋主橋采用主跨808 m的雙塔六跨不對(duì)稱(chēng)混合梁斜拉橋方案，鋼橋面全長(zhǎng)1 166.6 m。兩座大橋均為在大氣溫度偏低環(huán)境下進(jìn)行環(huán)氧瀝青混凝土施工。

5.2 低溫施工組織措施

（1）建站選址及運(yùn)輸線路。兩個(gè)項(xiàng)目均在就近位置架設(shè)拌和站，以利于混合料快速運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，防止溫度在運(yùn)輸途中散失過(guò)多和減少運(yùn)輸途中出現(xiàn)意外風(fēng)險(xiǎn)，其中武穴大橋拌和站僅距鋼橋面施工作業(yè)面3 km～4 km，運(yùn)輸料車(chē)15 min內(nèi)即可進(jìn)入攤鋪現(xiàn)場(chǎng)。詳細(xì)規(guī)劃運(yùn)輸路線減少或避免進(jìn)出車(chē)輛沖突點(diǎn)，在運(yùn)輸車(chē)輛調(diào)頭處安排專(zhuān)人指揮。

（2）環(huán)氧樹(shù)脂保溫裝置。武穴長(zhǎng)江大橋橋面鋪裝項(xiàng)目部在進(jìn)行環(huán)氧瀝青結(jié)合料泵送工序前，除了對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行保溫房加溫外，還對(duì)環(huán)氧泵送系統(tǒng)加裝了存儲(chǔ)、攪拌、保溫裝置，使得環(huán)氧瀝青結(jié)合料溫度相對(duì)恒定，有利于混合料出料溫度的穩(wěn)定性。

（3）溫度監(jiān)控。項(xiàng)目部安排測(cè)溫小組對(duì)出料溫度、到場(chǎng)溫度、攤鋪溫度、初壓溫度、復(fù)壓溫度、終壓開(kāi)始溫度嚴(yán)密監(jiān)控并及時(shí)反饋給各施工班組負(fù)責(zé)人，針對(duì)反饋結(jié)果及時(shí)調(diào)整策略，如發(fā)現(xiàn)出料或到場(chǎng)溫度超出規(guī)范要求，堅(jiān)決作廢棄處理。

（4）攤鋪。攤鋪施工前測(cè)量橋面工作區(qū)域環(huán)境溫度和露點(diǎn)溫度，環(huán)境溫度>10℃、露點(diǎn)溫度>3℃開(kāi)始施工，開(kāi)始攤鋪前2 h～3 h用熱鼓風(fēng)機(jī)對(duì)即將攤鋪界面進(jìn)行處理，最大程度保證界面干燥。

（5）碾壓。碾壓初始溫度控制在155℃以上，輪胎壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行初壓，復(fù)壓緊跟初壓，保證混合料溫度降低到規(guī)范要求溫度前完成碾壓。

（6）養(yǎng)生。由于環(huán)境溫度偏低，適當(dāng)延長(zhǎng)環(huán)氧瀝青混合料的養(yǎng)生時(shí)間，并每天對(duì)隨橋養(yǎng)生試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，以確定開(kāi)放交通或下道工序開(kāi)始時(shí)間。在環(huán)氧瀝青混合料養(yǎng)生期間禁止一切車(chē)輛在鋪裝面上行駛。

6 結(jié)束語(yǔ)

由于橋梁建設(shè)周期的影響、社會(huì)環(huán)境的需求以及環(huán)氧瀝青在全國(guó)范圍內(nèi)的普及，需要適當(dāng)延長(zhǎng)環(huán)氧瀝青施工的周期。本文著重介紹了在環(huán)境溫度偏低的情況下環(huán)氧瀝青的施工組織和控制措施，為今后環(huán)氧瀝青施工在相似條件下施工提供一些參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李亞寧，張磊，盧九章.低溫環(huán)境下環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝施工工藝[J].施工技術(shù)，2013（11）：41-45.

[2]肖郁飛.鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層施工技術(shù)研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（2）：191-192.

[3]鄭軍濤，楊明，李鵬飛，等.鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝施工工藝及質(zhì)量控制[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（21）：189-192.