摘要：目前大跨径桥梁多采用正交异性板钢箱梁.此类桥梁桥面铺装结构的使用性和耐久性一直是一个难题。其原因在于钢桥面板的刚度较小、变形较大、热容性差，并且在行车荷载、温度变化及风载等自然因素共同作用下，铺装层受力复杂，容易产生各种变形破坏。文章针对环氧沥青混凝土在厦门五石路连续钢箱梁拱桥桥面铺装中的应用进行了阐述。
关键词：环氧沥青，钢桥面，铺装，施工
前言
国外对大跨径钢桥面铺装技术的研究有6O多年的历史，许多国家都投入了大量的人力和物力，取得了适合各国桥梁自然条件和荷载条件下的桥面铺装经验。我国从8O年代开始修建正交异性钢桥面板的桥梁，对钢桥面铺装技术的研究也始于这一时期。随着环氧沥青混凝土在南京长江二桥上的成功应用，南京长江第三大桥、江阴大桥修复工程等重大工程均采用了这种铺装材料[1]。
1工程概况
环岛干道（墩上～仙岳路段）项目（原“五石路”）是一条主要的城市交通Ⅰ级主干道，位于厦门岛的东北角、贯穿规划的五缘湾片区内部，全长4.81km，含一座1108.8m长的跨海大桥——天缘大桥。其中主桥为跨径127m的钢箱梁拱桥，桥梁总宽度为32.2m，双向六车道，最大纵坡：3.0%。
该桥位处属于亚热带季风气候区，夏季天气炎热，历史极端最高气温达38.5℃.极端最低气温为2℃，夏季平均相对湿度达80％，年均降水量1188.4mm。其气候条件苛刻，对钢桥面沥青混凝土铺装层十分不利。
2铺装方案设计
2.1铺装层厚度的确定
沥青混凝土铺装层的厚度确定是铺装层设计的一个重要指标。研究表明桥面铺装控制应力为最大横向拉应力，位于纵向加劲肋肋顶上方铺装层表面，是控制桥面铺装层沿桥纵向产生裂缝的主要因素[3-4]。在分析铺装层厚度对铺装层内部应力应变的影响时:选取最大横向拉应力为控制指标，铺装层厚度范围取20-80mm，变化步长是10mm。由于沥青混凝土铺装层的弹性模量与温度密切相关，在铺装层的设计温度范围内会产生较大的变化，而钢桥面板的弹性模量在此温度范围内基本保持不变。因此，在分析铺装层受力特性时，要充分考虑到模量比(钢板弹性模量/铺装层弹性模量)的影响。对应每个铺装层厚度值，模量比分别取n=50，n=100，n=200，n=500，n=l000五个特征值。
不同铺装层厚度和沥青混凝土模量所对应的铺装层的最大横向拉应力值见图1
图1铺装层厚度与最大横向拉应力的关系
2.2铺装层结构
目前大跨径钢桥面铺装多为单层铺装体系与双层铺装体系，以双层铺装为主（见表1）。钢桥面铺装双层环氧沥青混凝土结构方案已经在南京长江二桥、南京长江三桥、润扬长江大桥等桥成功实施，经受住了多个高温期与低温期的考验，实际工作性能和运营状况良好。
表1桥面铺装结构
3.1原材料
集料是钢桥面铺装的关键材料之一。钢桥面铺装对集料的要求很高，必须选用坚硬致密、耐磨、颗粒形状较好，并与结合料有较好的粘结性能的硬质石料。通过比选综合考虑石料的各种试验指标，确定采用某料场矿料对大桥铺装性能进行研究。要求加工前块石原料无风化面，加工后基本成立方体，针片状含量不大于5%。
大桥钢桥面铺装采用环氧沥青，由2组分组成：组分A(环氧树脂)和组分B(一种由石油沥青和固化剂组成的匀质合成物)。因组分B化学成分的不同构成了不同用途的环氧沥青，可分别用作粘结层材料(也称Id型环氧沥青)和结合料(也称V型环氧沥青)。为避免混淆，以下将这2种环氧沥青分别称粘结料和结合料。
表2环氧沥青技术指标
组分A和B按要求混合并固化后得到的环氧沥青技术指标如表2所示。环氧沥青混凝土性能结合料类型与矿料级配选定后。采用马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量。试验研究表明，试验结果受成型温度、固化程度以及击实次数的影响明显，因此环氧沥青混合料的设计参数不能仅仅采用马歇尔指标。在马歇尔试验指标的基础上，综合考虑混合料抗疲劳性能、水稳性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能对混合料的级配及油石比进行微调。确定最佳设计油石比，使混合料具有良好的使用性能。
表3环氧沥青混合料性能试验结果
根据混合料组成级配及油石比设计结果，成型试件，进行相应的性能检测，经过实验（如表3），环氧沥青混合料的抗疲劳性能、水稳性、高温稳定性和低温抗裂性等路用性能均能达到技术要求。在-2O℃～+5℃范围内环氧沥青混合料的线收缩系数值与钢的线性收缩系数值(1.1℃-1-1.4×10-5℃)相差不大，表明采用环氧沥青混合料作为铺装材料时.由温度引起的铺装层和桥面钢板之间的剪应力较小。从汽油、柴油和机油对环氧沥青混合料腐蚀性能试验可以看出，环氧沥青混合料耐油腐蚀性能良好。上述试验结果也进一步证实了环氧沥青混凝土应用于钢桥面铺装的可行性。
4环氧沥青混凝土的施工工艺
4.1粘结层的施工
粘结层是桥面铺装的重要组成部分，铺装层与钢板之间的良好粘结主要依靠粘结层的协同工作性能。粘结层除粘结铺装层和钢板之外，还起到防水的作用。粘结层的用量及使用品质对桥面铺装使用寿命有很大影响。
在环氧沥青粘结层施工前，应清除桥面尘埃、杂物，确保桥面干燥、清洁，并覆盖非喷洒区，免受污染。下层铺装与钢板间防水粘结层洒布量为(0.68±O.05)L/m2，铺装层之间粘结层洒布量为（0.45±0.05）L/m2。喷洒过程中，通过控制操作手的行走速度控制喷洒量。在下一道工序进行之前，任何车辆与个人均不得进入已洒好环氧沥青粘结层区域。
4.2环氧沥青混凝土的摊铺和碾压
中央分隔带两侧各分3幅摊铺，各设2道施工纵缝。每幅铺装层的设计宽度及纵缝位置见图2。摊铺方向及顺序的设置应能保证摊铺的顺利进行，并尽可能地减少料车及机械在已铺环氧沥青面层上行驶。考虑拌和场位置以及施工机械条件，采用“跳仓式”方法进行摊铺施工。摊铺顺序见图3。
图2纵向施工缝设置
环氧沥青混合料拌和完成到摊铺碾压存在严格的有效工作时间和温度范围。短于或超过有效时间区间就会造成固化反应不完全或压实不充分等后果，而超出温度范围的混合料也会造成固化反应不完全或过早固化等后果。此外施工过程中出现的任何水分都会造成铺装层鼓包、脱层等病害。针对环氧沥青混凝土这些材料特性.在施工过程中需注意以下事项：
(1)熨平板的预热温度控制在110～121℃之间，加热温度均匀一致。为防止局部过热，采用断续加热的方式加热。
(2)摊铺机管理员要按送料单上规定的时间指挥卸料。因故超过规定卸料时间的料一律作废，并将废料倒入指定的废料场。
(3)摊铺机设专人用专用工具负责不问断翻动螺旋布料器两端和中间部分易产生“死料”的地方.有效预防“死料”的产生。
(4)初压必须紧跟着铺装层的摊铺。初压完成之前摊铺层的温度不得低于150℃，终压必须在摊铺层温度下降至90℃之前完成。
(5)为防止运输车辆突然漏水或漏油，所有车辆发动机下必须用彩条布兜好，进入施工现场人员必须穿戴鞋套，并备有擦汗毛巾.严禁在作业区内喝水、进食。
4.3桥面养护
环氧沥青混合料铺装碾压完毕。在3～5天内要派专人24小时不断地检查是否有鼓包发生。当发现鼓包时，应立即用直径3mm的钢针由包顶插入放气(插2-3个孔)。在3天内发现的，放气后用手持夯锤将鼓包击平，并用环氧胶填满插孔。若3天后发现，放气后须用兽用注射器或其他类似器具将现配环氧胶或环氧沥青结合料注入鼓包内，击平后让多余的粘结剂由插孔冒出并刮走。
环氧沥青混凝土铺装施工完毕后，要进行养护.采用自然养护方式。养护期由环境气温决定。但规定不得小于45天，在此期间禁止一切车辆通行。
5总结
钢桥面环氧沥青混凝土施工特点环氧沥青混合料与常用沥青混合料相比具有以下施工工艺特点：
(1)混合料拌和完成到摊铺碾压存在严格的有效工作时间，小于或超过此时间区间都会造成固化反应不完全或压实不充分等后果。
(2)混合料拌和及碾压必须在规定的温度条件下进行，超出温度范围的混合料会造成固化反应不完全或过早固化等后果。
(3)混合料孔隙率较低，施工过程中出现的任何水分都会造成铺装层鼓包、脱层等病害。
(4)环氧沥青混合料强度较高，温度敏感性相对较小，高低温性能优良，能适应钢箱梁桥面铺装恶劣的工作环境。
(5)环氧沥青混凝土施工工艺及设备与普通沥青混凝土施工类似，但对时间和温度要求比较高，对施工中的水分控制要求比较严格，只有通过加强施工组织管理，精心施工，才能保证铺装质量。
参考文献
[1]黄明，王仲侃，黄卫东.环氧沥青固化效果研究[J]．石油沥青，2008(6)：20-23．
[2]武汉阳逻长江大桥钢桥面铺装技术研究报告[Z].南京：东南大学，2006．
[3]吉林，李洪涛.大跨径钢箱梁悬索桥环氧沥青混合料铺装技术[J].公路，2005，(11)：74—76.
[4]黄卫，李凇泉.南京长江第二大桥钢桥面铺装技术研究[J]。公路，2001，(1)：37—41.
