環(huán)氧瀝青混凝土

　　橋面鋪裝是橋梁行車系的重要組成部分，它的好壞直接影響到行車的安全性、舒適性、橋梁耐久性及投資效益和社會效益。由于橋面鋪裝直接鋪設(shè)在橋面板上，其受力和變形條件復(fù)雜得多。同時，由于鋪裝所處的特殊位置，在使用性能上又提出高強、耐久等特殊要求。

　　 橋面鋪裝是直接鋪設(shè)在橋梁體系上，提供行車的重要部分。為了保證主橋與引橋或臨近橋梁的銜接，在橋梁之間設(shè)置伸縮縫。事先安裝的伸縮縫會對鋪裝過程產(chǎn)生影響，例如由于伸縮縫與主橋標(biāo)高的不一致，導(dǎo)致在伸縮縫前攤鋪機無法行進，而不得以采用人工攤鋪。這對于施工質(zhì)量與工藝的控制均有較大的影響，可能會導(dǎo)致鋪裝混合料的溫度等關(guān)鍵控制點失控，從而影響鋪裝的空隙率、標(biāo)高以及混合料的壓實度等，直接導(dǎo)致鋪裝的損壞。因此，現(xiàn)在橋梁建設(shè)一般是采用先完成主橋鋪裝再開槽回填安裝伸縮縫的施工工藝，這對于保證伸縮縫前的鋪裝部分的施工質(zhì)量有一定的意義。 

1 、伸縮縫回填材料

　　 采用了后裝伸縮縫的施工工藝，待伸縮縫安裝完成后，最重要的一個步驟就是選擇合適的材料對伸縮縫前的區(qū)域進行回填。這一點對于大跨徑的鋼箱梁橋尤其重要；目前國內(nèi)用于這種伸縮縫前的回填材料主要有以下幾種。

　　 第一類是鋼纖維混凝土。即是一種在普通混凝土中添加鋼纖維而得到的復(fù)合混凝土結(jié)構(gòu)，在物理力學(xué)性能上與普通水泥混凝土相比，它具有高韌性、抗沖擊、抗折、防裂和一定的抗疲勞性能，因而比較多的用于水泥混凝土橋梁橋面伸縮縫的回填。這類混凝土通常還與高標(biāo)號的水泥相配合使用。

　　 第二類是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的聚合物水泥混凝土，簡稱 EPC 。是在水泥混凝土中添加某些聚合物材料，使其比普通的鋼纖維混凝土具有更高的彈性和變形能力。

　　 第三類是以環(huán)氧樹脂聚合物混合料為首的聚合物混凝土。這種混凝土具備某些瀝青混凝土的性質(zhì)，能夠與主橋的瀝青混凝土鋪裝有效銜接，而且具有更高的強度和抗沖擊性能，其彈性和變形能力比水泥混凝土要高得多，正逐漸在伸縮縫鋪裝中展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。

　　 對于大跨徑鋼箱梁橋，由于其復(fù)雜的變形狀況與受力條件，采用水泥混凝土顯然是不符合實際的，而且水泥混凝土中摻加了過多的水分對鋼板也會產(chǎn)生極為不利的影響。因此，需要采用無水的環(huán)氧樹脂聚合物混合料來進行鋼箱粱橋的橋面伸縮縫鋪裝。

2 、 LSQ 環(huán)氧樹脂聚合物混合料

　　 LSQ 是一種新型的伸縮縫填補材料，是由兩組分組成的環(huán)氧樹脂聚合物材料，具有高強、耐磨耗與抗沖擊等特性。

　　 LSQ 混合料的 A ， B 兩組分常溫下粘度很低，對拌和操作溫度要求較低，可以在常溫下進行拌和與攤鋪施工操作。

　　 LSQ 兩組分常溫下粘度較低，且固化時間適宜，可以進行拌和操作，完全適合于現(xiàn)場無法機械施工的特點。 

3 、配合比設(shè)計

　　 由于鋼箱梁橋橋面鋪裝要求其具有較高的密水性，這就決定了其鋪裝混合料必須具備較小的空隙率，因而限制了其混合料的集料級配應(yīng)該是密級配類型。

　　 集料級配對瀝青混合料的強度和路用性能有很大的影響。一般來說，級配越密，混合料的強度和疲勞壽命就越大。對于普通瀝青混合料來說，級配越細，其在高溫下的穩(wěn)定性就越差，在輪載作用下有可能會出現(xiàn)泛油、車轍等破壞現(xiàn)象。對于環(huán)氧類聚合物瀝青而言，由于它是一種熱固性材料，在高溫下只會變軟但不會流動，故環(huán)氧瀝青混合料路面具有很好的抗變形穩(wěn)定性。此時集料級配的粗細程度對其變形性能的影響相對較小。
　　 根據(jù)已有的經(jīng)驗，推薦 LSQ 采用的集料級配如表 1 所示。

由表中的數(shù)據(jù)可知， LSQ 的集料級配屬于密級配類型，且比一般的 AC-161 型混合料級配類型更細，這可以保證回填鋪裝混合料的低空隙率。

　　 確定了集料級配后，可以通過室內(nèi)試驗確定其最佳瀝青用量。 LSQ 混合料的瀝青用量可以根據(jù)室內(nèi)馬歇爾試驗來確定，主要參考指標(biāo)為空隙率與混合料的強度性能。 

表 1 LSQ 混合料集料級配

　　結(jié)合料類型與礦料級配選定后，瀝青混合料最佳瀝青用量的確定采用馬歇爾試驗方法進行。試驗按照 J 丁 J 052-2000 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程中的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行。

　　 室內(nèi)按上述級配成型馬歇爾試件，待其充分固化 ( 23 ℃ ， 8h) 后測定其馬歇爾強度等相關(guān)指標(biāo)，用于確定混合料的最佳瀝青用量。

　　 考慮到現(xiàn)場手工操作，因此，試驗中的油石比范圍為 7 ％～ 11 ％，以 1 ％的增量遞增。馬歇爾試驗結(jié)果如表 2 所示。 

表 2 LSQ 最佳瀝青用量確定

　　表 2 LSQ 最佳瀝青用量確定由表中的試驗結(jié)果，確定其最佳瀝青用量為 9.0 ％。由于 LSQ 材料的粘度隨環(huán)境溫度有較大的變化，因此，室內(nèi)主要測定 23 ℃ 條件下的技術(shù)參數(shù)，實際施工時，應(yīng)該根據(jù)實際環(huán)境溫度酌情增減瀝青用量 ( 通過現(xiàn)場試拌確定 ) ，以保證混合料的最佳性能。 

4 施工控制 

4.1 粘結(jié)料選擇

　　 鋪裝層和鋼板之間的粘結(jié)強度對橋面鋪裝的使用壽命有很大影響。鋪裝層和鋼板之間如果產(chǎn)生脫層現(xiàn)象，將導(dǎo)致橋面工作狀態(tài)的迅速惡化。為了保證橋面鋪裝整體協(xié)調(diào)工作，對伸縮縫的回填也應(yīng)該慎重對待粘結(jié)料的選取。

　　 為了與鋪裝混合料協(xié)調(diào)一致，考慮到 LSQ 自身的拉伸強度大，固化時間短的特點，可以采用 LSQ 作為粘結(jié)料。即事先在鋼板表面涂刷一層 LSQ 材料，由于 LSQ 混合料的瀝青用量較大，因此，根據(jù)實際經(jīng)驗與已有的研究成果，建議 LSQ 粘結(jié)料的涂刷用量為 0.32L ／ m 3 。 

4.2 施工工藝及設(shè)備

　　 由于 LSQ 兩組分的快速反應(yīng)固化的特點，為了確?；旌狭系陌韬褪┕げ僮骱鸵仔耘c操作時間，應(yīng)該選擇適宜的環(huán)境溫度條件下進行施工操作。如在高溫季節(jié)下施工操作，應(yīng)該在施工前 5h~7h 預(yù)先將 LSQ 的 A ， B 兩組分以及集料放置在溫度較低的環(huán)境中 ( 如空調(diào)房間 ) 降溫 ( 以 23 ℃ 為宜 ) ，在施工操作前再將各組分材料運至現(xiàn)場進行混合料拌和。為了充分提高路 LSQ 混凝土的操作性能，混合料的最佳拌制與施工操作是在環(huán)境溫度較低的早晨或傍晚進行。推薦施工操作時的環(huán)境溫度不大于 31 ℃ 。

　　 針對 LSQ 環(huán)氧聚合物混合料的特性，其 A ， B 兩組分的配制與拌和均可以手工操作，兩組分按照體積比為 2 ： 1 混合，配比操作方便，且可以預(yù)先按照生產(chǎn)批次計算不同重量的 A ， B 組分對應(yīng)的體積，方便現(xiàn)場進行拌和。故對 A ， B 組分以及混合料的拌和不需專用設(shè)備，但為了盡量減少手工操作帶來的混合料離析，可以采用小型的砂漿攪拌機進行現(xiàn)場的混合料拌和或采用人工拌和。
　　 對于拌和批次的要求，應(yīng)該綜合考慮切割的原主橋面混凝土區(qū)域范圍，以每個區(qū)域內(nèi)的回填操作控制在 2~3 批次為宜。對于拌和后的混合料碾壓，可以匹配簡單的小型振動壓路機進行碾壓，最終壓實標(biāo)準(zhǔn)為混合料表面出現(xiàn)輕微的“油狀”表面為佳。 

4.3 養(yǎng)護

　　 必須保證 LSQ 混合料在鋪裝操作完成后一定時間內(nèi)進行充分養(yǎng)護固化，以使回填混合料達到一定的強度， LSQ 的完全固化時間為 5h~8h ，具體固化時間主要根據(jù)環(huán)境溫度而定。 

5 、結(jié)語

　　 LSQ 環(huán)氧聚合物瀝青混凝土是一種高性能的混凝土材料，經(jīng)過相關(guān)的試驗研究發(fā)現(xiàn)， LSQ 材料與附屬設(shè)施 ( 如金屬、瀝青混合料等 ) 具有較高的粘結(jié)強度，固化完全后的 LSQ 混合料具有與環(huán)氧瀝青混合料類似的高強、耐久、抗腐蝕等特性。尤其是對于國內(nèi)日新月異發(fā)展起來的環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝伸縮縫回填鋪裝具有極其重要的意義。