環氧瀝青混凝土

　　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在橋面板上，其受力和變形條件復雜得多。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，在橋梁之間設置伸縮縫。事先安裝的伸縮縫會對鋪裝過程產生影響，例如由于伸縮縫與主橋標高的不一致，導致在伸縮縫前攤鋪機無法行進，而不得以采用人工攤鋪。這對于施工質量與工藝的控制均有較大的影響，可能會導致鋪裝混合料的溫度等關鍵控制點失控，從而影響鋪裝的空隙率、標高以及混合料的壓實度等，直接導致鋪裝的損壞。因此，現在橋梁建設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合混凝土結構，在物理力學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號的水泥相配合使用。

　　 第二類是在此基礎上發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，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出其獨特的優勢。

　　 對于大跨徑鋼箱梁橋，由于其復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生極為不利的影響。因此，需要采用無水的環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，完全適合于現場無法機械施工的特點。 

3 、配合比設計

　　 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，其在高溫下的穩定性就越差，在輪載作用下有可能會出現泛油、車轍等破壞現象。對于環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，故環氧瀝青混合料路面具有很好的抗變形穩定性。此時集料級配的粗細程度對其變形性能的影響相對較小。
　　 根據已有的經驗，推薦 LSQ 采用的集料級配如表 1 所示。

由表中的數據可知， 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，可以通過室內試驗確定其最佳瀝青用量。 LSQ 混合料的瀝青用量可以根據室內馬歇爾試驗來確定，主要參考指標為空隙率與混合料的強度性能。 

表 1 LSQ 混合料集料級配

　　結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程中的相關技術標準進行。

　　 室內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指標，用于確定混合料的最佳瀝青用量。

　　 考慮到現場手工操作，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果，確定其最佳瀝青用量為 9.0 ％。由于 LSQ 材料的粘度隨環境溫度有較大的變化，因此，室內主要測定 23 ℃ 條件下的技術參數，實際施工時，應該根據實際環境溫度酌情增減瀝青用量 ( 通過現場試拌確定 ) ，以保證混合料的最佳性能。 

4 施工控制 

4.1 粘結料選擇

　　 鋪裝層和鋼板之間的粘結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生脫層現象，將導致橋面工作狀態的迅速惡化。為了保證橋面鋪裝整體協調工作，對伸縮縫的回填也應該慎重對待粘結料的選取。

　　 為了與鋪裝混合料協調一致，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，根據實際經驗與已有的研究成果，建議 LSQ 粘結料的涂刷用量為 0.32L ／ m 3 。 

4.2 施工工藝及設備

　　 由于 LSQ 兩組分的快速反應固化的特點，為了確保混合料的拌和施工操作和易性與操作時間，應該選擇適宜的環境溫度條件下進行施工操作。如在高溫季節下施工操作，應該在施工前 5h~7h 預先將 LSQ 的 A ， B 兩組分以及集料放置在溫度較低的環境中 ( 如空調房間 ) 降溫 ( 以 23 ℃ 為宜 ) ，在施工操作前再將各組分材料運至現場進行混合料拌和。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境溫度較低的早晨或傍晚進行。推薦施工操作時的環境溫度不大于 31 ℃ 。

　　 針對 LSQ 環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，且可以預先按照生產批次計算不同重量的 A ， B 組分對應的體積，方便現場進行拌和。故對 A ， B 組分以及混合料的拌和不需專用設備，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場的混合料拌和或采用人工拌和。
　　 對于拌和批次的要求，應該綜合考慮切割的原主橋面混凝土區域范圍，以每個區域內的回填操作控制在 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，最終壓實標準為混合料表面出現輕微的“油狀”表面為佳。 

4.3 養護

　　 必須保證 LSQ 混合料在鋪裝操作完成后一定時間內進行充分養護固化，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環境溫度而定。 

5 、結語

　　 LSQ 環氧聚合物瀝青混凝土是一種高性能的混凝土材料，經過相關的試驗研究發現， LSQ 材料與附屬設施 ( 如金屬、瀝青混合料等 ) 具有較高的粘結強度，固化完全后的 LSQ 混合料具有與環氧瀝青混合料類似的高強、耐久、抗腐蝕等特性。尤其是對于國內日新月異發展起來的環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。