大跨径钢桥面铺装中环氧沥青粘结层施工工艺的研究

(山东省路桥集团有限公司 山东 济南 250021)

引言

新世纪以来，随着交通流量以及轴载的增大，国内的一些钢桥面铺装层陆续出现损坏，造成了很大的财产损失。其实，有一些大中桥钢桥面铺装层在开放交通一年之间就发生了损坏现象，这其中水损害是导致铺装结构破坏的直接原因之一，由此可以发现桥面铺装设计中沥青铺装层防水粘结层的设置是保证钢桥面铺装层耐久性的关键措施之一[1]。

本文以杭州湾跨海大桥钢桥面环氧沥青粘结层材料和施工技术的应用为例，通过对材料研究、材料性能分析、施工技术工艺等方面的研究，对大跨径钢桥面环氧沥青粘结层材料性能要求和施工工艺中所存在的关键控制点和注意事项进行总结，对国内一些大跨径钢桥面铺装具有借鉴意义。

一、粘结层技术性能要求

粘结层位于钢面板与沥青混合料之间或者混合料之间，应具有与其他材料相互协调。与铺装层和钢面板具有良好的粘结力，防止水分渗透到铺装层下接触到钢面板，继而使钢板生锈、腐蚀。粘结层应该具有稳定的力学性能，能够在面对道路车辆传下的的荷载和应力或者结构的改变，而不会与铺装层和钢面板分离。当钢面板在温度变化或行车荷载作用下发生水平向变形时，粘结层可以吸收铺装层和桥面板之间部分相对位移，从而减小铺装层内的应力。

对于粘结材料，要统筹兼顾性能和性价比两方面，既要技术性能符合要求，满足使用性能；又要满足能应用于实际工程当中，以免造成不必要的浪费。针对粘结层的以上作用要求粘结层材料，首先应具有较强的粘结力以及较强的变形适应能力，并且与铺装材料及防腐涂装材料有较好的相容性，保证铺装与钢板以及铺装上下层能够共同承受各种荷载作用。其次粘结层材料应致密不透水。同时粘结层材料也应具备良好的高温抗流动性，并且考虑到施工条件的影响，要求在 240 ℃的短暂高温下不产生老化[2]。

二、本文所用环氧沥青粘结层材料

本文选用日本大有建设株式会社 TAF 环氧沥青粘层油(以下简称日本环氧粘层油)。日本环氧粘层油由环氧树脂主剂(组分A)和固化剂(组分B)组按照1∶1的重量比例组成，其性能检测结果见表1。

表1 日本环氧粘层油性能检测结果

三、环氧沥青粘结层施工工艺与质量控制

环氧沥青粘结层施工质量是保证环氧沥青混凝土质量的关键环节之一[3]，为此我们进行了钢桥面钢板抛丸表面处理工艺试验和防水粘结层现场施工工艺试验，进行了试验认可之后才可进一步正式施工。

(一)粘结层施工预备工作

1.工人技术交底

环氧沥青粘结层施工工作，至少需要10个人，其中搅拌1人，涂抹人员5人，电工1人，管理和调度人员2人，备料2 人。为了工程质量和施工工艺的正确实施，在施工前要为工人做技术交底培训，并进行考试考核，考核通过后方可进入施工现场，分工明确，责任到人。

2.检修设备和工具

对所有的施工机具是否齐备和有效进行检查和维护。确保所有机械和工具安全可用，并对容易损坏的器具做好库存，在工具发生故障时及时更换，为施工的连续性作好后勤保障工作。

(二)桥面粘结层涂抹施工

1.桥面钢板面抛丸处理

钢桥面钢板与空气及水分接触，会被水分氧化产生氧化层即生锈。悬索桥钢桥面板从加工制造到桥面铺装施工，其周期一般都在2年左右，而且局部经历过高温焊接，因此钢桥面板的氧化层远高于20μm。钢板氧化物除吸附水分子外，还会吸附其它物质，因此需对钢板表面进行处理。

为了确保粘结层与钢板面的粘结强度，根据试验研究成果和以往经验确定钢板面采用Sa2.5级及以上表面处理，粗糙度达到20～80μm。具体施工工艺要点有：①选择金属混合磨料(70%钢丸和30%钢砂)，其清洁、干燥性符合B18838.3-2008-T规范要求。②要求钢板面表面温度超过空气露点温度3℃以上，且有雾、下雨或空气相对湿度大于90%时严禁施工。③采用自回收式真空抛丸机进行喷砂除锈施工。④抛丸机行走速度控制在0.8m/min左右。⑤抛丸前应当对污染严重处进行清理，对其他突起和坑槽进行打磨清除。⑥施工前密切注意气候情况，并对照露点图谱对产生露水的可能状况进行判定，对不满足施工条件或有可能产生露水状况下，应采取加热钢桥面板或停止施工等措施[4]。

2.桥面清理

在环氧沥青粘结层在正式涂抹前，先对桥面进行彻底清理，先用软清理尘埃和杂物，再用鼓风机吹干净，如果有油污，必须用清洗剂进行清洗，清洗完后用自来水冲干净，最后利用烘干器将桥面彻底烘干。

3.施工现场条件

粘结层涂抹前要用鼓风机将钢板面吹干，当钢板面潮湿、有杂物、污染、气温低于10℃,风速大于10m/ s，其相对湿度大于90%时，禁止进行粘结层的施工。施工前应与气象部门确定当天不会出现雨雾天气。

4.涂抹区与非涂抹区

当天的涂抹区是第二天铺装的区域，涂抹区的边缘要比铺装区的边缘宽2-3cm。为避免污染铺装层以外的部位，应在铺装层边缘外覆盖塑料薄膜或者宽胶带来起保护作用。

5.粘结料准备与制备

提前按照涂抹面积根据单位涂抹量准备好A、B组分相对应的量。将组分A和组分B按照1∶1的比例倒入容器中，利用手持搅拌机搅拌两分钟，注意搅拌要均匀，精确控制搅拌时间。并且在搅拌结束后15分钟内，将粘结料涂抹完成。

6.正常粘结层施工

涂抹时分工明确，有涂抹工、搅拌工、运料工、管理人员相互协调。环氧沥青粘结层涂抹时应该相互配合，涂抹均匀、连续，不漏涂、不多涂。涂抹区边缘斜缝也要涂抹，且严格控制涂抹量。派专人计算粘结料用量，及时与工人沟通，精确用量，设定单位涂抹量及涂抹长度、宽度。在粘结层施工过程中，工人要听管理人员指令，按管理员计算长度控制涂抹量。设专人利用秒表控制工人涂抹速度，管理人员要在施工现场对出现偏差的地方及时下达指令并改正，防止涂抹出现失误、不均匀等现象。管理人员通过施工现场的实测，对各项原始数据进行记录和检查。

7.涂抹时间控制

粘结层须安排在铺装施工的前一天涂抹，起始时间不宜早于上午9时半，结束时间宜控制在5点之前。

8.环氧沥青粘结层施工注意要点

(1)涂抹区外的区域应该铺保护层，防止对其进行污染。

(2)涂抹粘结料涂抹区内要保持绝对的干燥，故此施工人员应该做到：严禁将水源带进工作区；为防止人体汗水滴入作业区，每人配备一条擦汗毛巾；工作区内禁止吸烟和随地吐痰；派专人负责检查钢板面是否存在水分。

(3)涂抹时应考虑风向，禁止逆风涂抹粘结层。

(4)施工人员要配备工作服、鞋套、防毒面罩等安全防护用品。

(5)当涂抹过程中出现意外时，工人应马上停止涂抹工作，按照规程及时清理废料。

9.粘结层养护

(1)在环氧沥青混凝土铺装层施工完毕前，要对沥青粘结层采取全封闭保护，禁止车辆在上通行。

(2)待粘结层中环氧树脂固化，一般养生到用手触摸时不粘手的状态。

(3)环氧沥青混凝土铺装层施工时，除了运料车和摊铺机之外，任何车辆均不得在粘结层上通行。

四、结论

本文针对日本环氧沥青粘结层，总结出了的日本环氧沥青粘结层施工工艺以及施工要求，按照试验数据发现日本环氧沥青粘结层作为粘结层材料符合各项控制指标，希望对其他钢桥面粘结层施工提供一些借鉴。钢桥面铺装粘结层作为影响桥面铺装成败的关键技术，必须引起桥梁工作者的高度重视，由于缺乏一定的工程经验，对该技术工艺的研究还需要不断地细化、完善、提高。