李 俊

(佛山市路橋建設(shè)有限公司，廣東佛山 528313)

環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝近年在我國工程應(yīng)用中逐漸增加，但其在我國應(yīng)用時(shí)間還不長，在重載交通、氣候環(huán)境下的性能表現(xiàn)還有待觀察和檢驗(yàn)，目前國內(nèi)多座環(huán)氧瀝青橋面鋪裝出現(xiàn)不同程度的病害。與一般瀝青混凝土不同，環(huán)氧瀝青混凝土開裂后不具有自愈合特性，裂縫端部應(yīng)力集中，裂縫容易快速發(fā)展和擴(kuò)大，造成維修困難，并影響鋪裝外觀［1-3］。

環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝由于行車荷載、原有缺陷或其他因素使橋面鋪裝產(chǎn)生裂縫或出現(xiàn)鼓包，使雨水進(jìn)入橋面鋪裝內(nèi)部，在車輛荷載作用下形成動(dòng)水壓力，鋪裝層中結(jié)合料和粘結(jié)料易被沖走，導(dǎo)致鋪裝層脫層破壞，甚至鋼板銹蝕。因此，及時(shí)修補(bǔ)病害和損傷，做好環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作，對延長環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝使用壽命和提高環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝路用性能相當(dāng)重要。本文結(jié)合平勝大橋鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝養(yǎng)護(hù)定期檢查和檢測，對環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的使用性能及發(fā)展變化規(guī)律進(jìn)行分析，闡述了環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝局部維修技術(shù)及效果，為鋼橋面鋪裝維修養(yǎng)護(hù)提供參考依據(jù)。

1 鋼橋面鋪裝調(diào)查情況分析

1.1 表面抗滑檢查分析

環(huán)氧瀝青鋪裝表面構(gòu)造、摩擦性能檢測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1，檢測分析數(shù)據(jù)反映出2010年7月鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝表面構(gòu)造深度平均為0.34 mm，擺式儀摩擦系數(shù)平均為53 BPN，與2009年5月檢測結(jié)果相比略有增加，分析主要由于車輛行駛的輪胎磨擦，增加鋪裝表面的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)，這也是環(huán)氧瀝青鋪裝與普通瀝青路面的一個(gè)差異，環(huán)氧瀝青鋪裝初始表面較光滑，隨著運(yùn)行時(shí)間延長，表面粗糙度逐漸增加。

表1 環(huán)氧瀝青鋪裝表面構(gòu)造、摩擦性能檢測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

1.2 溫度檢測分析

為了確定平勝大橋鋼橋面鋪裝所處的溫度區(qū)間，分別于高溫季節(jié)和低溫季節(jié)對橋面溫度進(jìn)行了檢測。2009年8月21日檢測了高溫季節(jié)鋪裝層表面溫度情況，采用高精度紅外線溫度計(jì)檢測，當(dāng)日最高氣溫35℃，橋面鋪裝最高溫度63℃，據(jù)佛山南海氣象臺(tái)資料顯示2009年7月18日最高氣溫高達(dá)38.9℃，推測此時(shí)橋面鋪裝溫度接近70℃，橋面鋪裝最高溫度還要受到日照、風(fēng)、空氣濕度等綜合因素影響。2010年12月16日檢測了冬季低溫季節(jié)橋面鋪裝溫度，當(dāng)日最低氣溫2℃，冬季低溫季節(jié)最低氣溫出現(xiàn)在夜間，橋面鋪裝溫度基本與氣溫相同，橋面最低溫度為2℃，因此橋面鋪裝最低溫度主要受氣溫影響。

根據(jù)平勝大橋高溫季節(jié)、低溫季節(jié)橋面鋪裝溫度檢測情況，基本可以確定平勝大橋鋼橋面鋪裝使用溫度范圍為0～70℃，在此范圍內(nèi)考慮鋪裝材料的高溫、低溫、疲勞等性能。

1.3 病害統(tǒng)計(jì)分析

重點(diǎn)檢查了鋪裝的使用狀態(tài)和病害情況，并跟蹤分析了橋面鋪裝病害發(fā)展、維修效果情況，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。數(shù)據(jù)表明2010年7月檢查到的病害數(shù)量較2009年5月增加13.9%，2010年7月檢查到的病害面積較2009年5月增加23.6%。分析病害數(shù)量增加的原因主要是一些輕微病害在2009年5月檢查時(shí)沒有反映出來，經(jīng)過1 a的運(yùn)行病害有所發(fā)展，這些病害在2010年7月檢查中發(fā)現(xiàn);另一方面原因是部分病害的面積進(jìn)一步擴(kuò)大和延伸，綜合導(dǎo)致2010年7月檢查的病害面積有所增加。

表2 環(huán)氧瀝青鋪裝病害檢測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2 病害分類及對策

根據(jù)平勝大橋鋼橋面鋪裝病害情況，基本可以把環(huán)氧瀝青鋪裝病害分為3種類型，需要針對不同環(huán)氧瀝青橋面病害類型特點(diǎn)采取相應(yīng)的處治措施，以保證橋面鋪裝整體性能和使用壽命。

2.1 嚴(yán)重鼓包開裂病害

嚴(yán)重的鼓包開裂病害主要由于鋪裝層內(nèi)或?qū)娱g在施工中進(jìn)入較多的水分，在高溫情況下鋪裝層內(nèi)部鼓起，鋪裝層內(nèi)部、鋪裝層間或鋪裝層與鋼板間脫空，可造成鋪裝混凝土破裂，在車輛輪胎沖擊碾壓下鋪裝層產(chǎn)生開裂。此種情況下開裂部位鋪裝層材料整體上強(qiáng)度顯著降低，內(nèi)部已發(fā)生明顯的損傷，在雨水及輪載沖擊作用下很快將產(chǎn)生坑槽病害，對此種病害必須完全切除病害鋪裝，重新回補(bǔ)適當(dāng)?shù)匿佈b材料才能得到徹底修復(fù)，回補(bǔ)材料需要具有與原鋪裝材料相近的物理力學(xué)性能。

2.2 輕微鼓包開裂病害

輕微的鼓包開裂病害主要由于鋪裝層內(nèi)或?qū)娱g在施工中進(jìn)入少量的水分，在高溫情況下鋪裝層環(huán)氧瀝青混凝土局部鼓起，產(chǎn)生輕微開裂，由于環(huán)氧瀝青混凝土本身具有很強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度，該病害位置鋪裝層在輕微開列后還能保持較高的整體性和強(qiáng)度，因此開裂病害發(fā)生后該位置橋面鋪裝病害發(fā)展較慢或基本保持穩(wěn)定。此種病害維修主要可采用封縫方法，密閉裂縫防止雨水進(jìn)入和裂縫擴(kuò)展，并定期檢查此類橋面鋪裝病害發(fā)展情況和趨勢，以制定進(jìn)一步的維修養(yǎng)護(hù)措施。

2.3 鋪裝縱向接縫開裂病害

鋪裝層縱向接縫施工中壓實(shí)不足、不平順等問題，造成接縫處粘結(jié)不足或局部進(jìn)入水分，在鋪裝層縱向接縫處產(chǎn)生開裂病害。由于一般鋪裝層縱向接縫不在輪跡帶區(qū)域，而且一般此類病害不是很嚴(yán)重，因此對此類病害一般可采用封縫方法處理，當(dāng)局部嚴(yán)重開裂情況也需要進(jìn)行挖補(bǔ)處治。

3 局部維修技術(shù)方案

3.1 坑槽或嚴(yán)重開裂位置維修施工方案

首先劃定修補(bǔ)范圍，并用捶擊檢驗(yàn)是否脫層，徹底切除全部脫層鋪裝。先切割至上面層深度，檢查坑槽、裂縫發(fā)生位置，如果只發(fā)生在上面層，則徹底清理松散鋪裝，并用帶砂紙砂輪打磨各界面;如果坑槽、開裂發(fā)生至下面層，則徹底清除鋪裝和粘結(jié)層，并用帶砂紙砂輪打磨各界面，打磨鋼板表面，清除雜物和銹跡。用熱風(fēng)筒吹各界面，在需修補(bǔ)處周圍鋪上橡膠布等，防止施工污染周圍鋪裝。之后在切割的底面和側(cè)面涂布TAF冷補(bǔ)樹脂材料0.5 kg/m2，最后補(bǔ)回專用常溫拌和的環(huán)氧樹脂鋪裝材料，表面撒布1.18～2.36機(jī)制砂細(xì)料，養(yǎng)生完成(12 h)清掃表面沒有粘結(jié)固定的碎石，之后可開放交通。

3.2 專用常溫拌和環(huán)氧樹脂鋪裝材料配比及施工程序

修補(bǔ)用樹脂的主劑、硬化劑的配合比為主劑∶硬化劑=5∶4(重量比)，樹脂混合料配比見表3，施工工序如下:

1)集料攪拌:根據(jù)修補(bǔ)面積確定混合料重量，將干燥后的集料按照規(guī)定的配合比例，添加到拌鍋中干拌。

2)樹脂攪拌:計(jì)算所需的樹脂數(shù)量，將環(huán)氧樹脂主劑、硬化劑按照所定比例進(jìn)行正確的計(jì)量，拌和后攪拌均勻(攪拌4 min)。

3)混合料攪拌:將拌和好的樹脂混合液倒入干拌集料的拌鍋中，拌和后攪拌均勻(攪拌3 min)。

4)鋪筑混合料:將拌和好的混合料迅速搬運(yùn)至鋪設(shè)地點(diǎn)，按照比原鋪裝厚度略高出1 mm的厚度均勻進(jìn)行鋪設(shè)，然后使用金屬棒、鏟子等進(jìn)行壓實(shí)摸平，表面撒布1.18～2.36機(jī)制砂細(xì)料。樹脂混合料的可使用時(shí)間約為20～30 min，溫度高則可工作時(shí)間短，在最短時(shí)間內(nèi)完成鋪筑作業(yè)。

表3 樹脂混合料配合比(重量比例)

樹脂混合料在混合后2～3 h就開始硬化，但是養(yǎng)生過程中，仍然需要在鋪設(shè)區(qū)域進(jìn)行交通管制，防止車輛通行。另外，還要考慮并避免養(yǎng)生過程以及施工過程中可能受到的雨水等的影響。用手指觸摸施工后場地的樹脂混合料的表面情況，若其表面未留下手指碰觸的痕跡，則可以認(rèn)為已經(jīng)完全凝固，建議養(yǎng)生12 h以上，可以開放交通。

4 鋼橋面鋪裝維修材料試驗(yàn)評(píng)價(jià)及應(yīng)用效果

目前鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝冷補(bǔ)修復(fù)材料種類較少，對TAF樹脂冷補(bǔ)料(日本產(chǎn))、Sikafloor156材料(瑞士產(chǎn))制作的混凝土進(jìn)行了對比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，以比較兩種材料的變形性能、高溫穩(wěn)定性，并根據(jù)工程應(yīng)用效果綜合評(píng)價(jià)這兩種材料對環(huán)氧瀝青橋面鋪裝修補(bǔ)的適用性，試驗(yàn)結(jié)果見表4。結(jié)果表明TAF樹脂冷補(bǔ)料具有優(yōu)良的變形性能和強(qiáng)度特性，其變形性能是 Sikafloor156的4.7倍，該試驗(yàn)結(jié)果也表明Sikafloor156材料的脆性較明顯，而TAF樹脂冷補(bǔ)料具有優(yōu)良的韌性和變形協(xié)調(diào)性。

表4 15℃小梁彎曲試驗(yàn)數(shù)據(jù)

對TAF樹脂冷補(bǔ)料、Sikafloor156材料制作的混凝土高溫性能進(jìn)行了對比車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5，結(jié)果表明兩種材料的混凝土均屬于熱固型材料，均具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性。

經(jīng)過近2 a的運(yùn)營，TAF樹脂冷補(bǔ)料在鋼橋面鋪裝維修中表現(xiàn)良好，一方面TAF樹脂冷補(bǔ)料自身沒有發(fā)生開裂病害;另一方面TAF樹脂冷補(bǔ)料與原鋪裝接縫緊密，沒有出現(xiàn)間隙或裂縫。說明TAF樹脂冷補(bǔ)料具有良好的韌性變形性能以及與原鋼橋面鋪裝的變形相容追隨性。而Sikafloor156材料修補(bǔ)則出現(xiàn)開裂和與原鋪裝收縮間隙，Sikafloor156材料表現(xiàn)出明顯的脆性，由于鋼橋面鋪裝的變形和振動(dòng)沖擊較大，要求鋪裝維修材料具有良好的韌性和強(qiáng)度，這也說明Sikafloor156材料不適合用于環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝修補(bǔ)。

表5 ChemCo環(huán)氧瀝青混凝土車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

1)試驗(yàn)評(píng)價(jià)和工程應(yīng)用效果表明，TAF樹脂冷補(bǔ)料是一種性能較好的常溫橋面鋪裝專用修補(bǔ)材料，其柔韌性和強(qiáng)度與原鋪裝材料較接近，適用于環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝病害修補(bǔ)。

2)對嚴(yán)重的開裂坑槽病害建議采用挖補(bǔ)方法。對開裂坑槽病害區(qū)域進(jìn)行徹底挖補(bǔ)維修，切割挖出所有已經(jīng)脫層鋪裝，挖補(bǔ)過程中注意切割區(qū)域的形狀和外觀整體性。

3)對于輕微開裂病害建議采用純TAF樹脂封縫方法，維修中應(yīng)注意表面處理，撒布適當(dāng)碎石，避免出現(xiàn)光滑表面影響鋪裝整體外觀。

［1］徐 偉，張肖寧，涂常衛(wèi).虎門大橋鋼橋面鋪裝修復(fù)方案研究與施工［J］.公路，2010(5):67-71.

［2］周旭東.TAF環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)在虎門大橋鋼橋面鋪裝維護(hù)上的運(yùn)用［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2011，8(11):52-55.

［3］王潤壽，余文科，洪 丹，等.環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝病害的原因分析與處治［J］.石油瀝青，2011，25(1):13-16.