江西提高钢桥面铺装耐久性

自2000年成功将环氧沥青应用于南京长江二桥钢桥面铺装工程并取得良好效果之后，国内许多大桥的桥面铺装工程均采用了环氧沥青混合料作为铺装材料。其优越性能相对于其他材料来说很有竞争力，但其技术的复杂性与较高的经济代价又使人望而却步，因此有关该项技术的关键，许多国家都守口如瓶，或者都申请了产品。这对于我国今后环氧沥青混凝土铺装的推广应用是一个较大的障碍，因此，进行国产环氧沥青的研究与开发成为当务之急，国产环氧沥青混凝土铺装技术的成功开发，将会较好降低桥面铺装的工程造价与使用成本，同时拥有自己的环氧沥青技术，也便于在日后生产实践中不断优化环氧沥青铺装性能，其创造的经济效益和社会效益将十分可观。因此，环氧沥青材料的研发与推广对大跨径钢桥面铺装来说具有十分重要的意义。港珠澳大桥，主体工程总长约29.6 km，由桥—岛—隧构成，是世界上规模比较大的钢桥面铺装工程。江西提高钢桥面铺装耐久性

然而，钢桥面铺装尤其是大跨径正交异性钢桥面的铺装技术，在国际上一直是一个难点和热点。主要体现在行车荷载、风载、温度变化及地震等因素影响下，钢桥面铺装的应力及变形复杂；防水粘结层铺装体系不能完善；沥青铺装层结构设计和材料技术参数不够合理；以及铺装层材料的测试和评价方法不够科学。由于存在这些问题，沥青铺装层受到行车荷载和气候环境因素的综合、重复作用，易于过早发生损坏和破坏，影响到钢桥的整体受力功能和交通运输的正常运行。因此，钢桥面铺装层其除了要满足抗变形和其他路用性能的一般要求外，还必须具有与桥面板良好的粘结性、对桥面板的防水防腐作用以及适应桥面板变形的抗疲劳性等。合理和可靠的桥面铺装体系，不仅能为桥梁提供行驶性能良好而耐久的桥面，而且能作为桥面板的有效防护体系，防止水分的渗透，保证桥梁结构的耐久性。海南生产钢桥面铺装应用对于粗放型施工的桥面工程来说，要满足高要求的特殊铺装材料实施，质量控制难度很大。

钢桥面铺装层直接承受着车辆荷载和外部环境的耦合作用。在高温条件下，钢板受温度影响变形较大，铺装层易软化产生塑性变形，逐渐累积形成车辙；在低温条件下，沥青混合料抵抗收缩变形能力差，易发生脆性断裂，形成温缩裂缝；同时，当水进入混合料内部时，在行车动水压力作用下，铺装层易发生松散、坑槽等水损坏；在行车荷载作用下，位于加劲肋上方的铺装层要承受较大的反复拉应力，当拉应力超过混合料的极限疲劳强度时，铺装层就会产生疲劳开裂。

环氧沥青的组成设计与性能研究在已有的研究基础之上，使用E-51和两种助剂复配了一种增容型环氧树脂，通过分子结构设计自制了一种增韧型胺类固化剂，并通过条件优化筛选法综合考虑环氧沥青相容性、粘度特性和拉伸性能及混合料的强度特性，结合经济性，确定了环氧沥青各组分的较佳掺配比例，研究了拌和温度对施工容留时间的影响，并通过荧光显微镜对环氧沥青的微观形貌和相态结构进行了分析。环氧沥青固化动力学研究通过四个升温速率的DSC扫描曲线，经过分析得到了环氧沥青固化过程的三个特征温度，并确定了较佳固化温度，同时研究了不同升温速率下固化度与温度的关系，计算了固化反应动力学3因子：活化能、指前因子和反应级数，应用模型法拟合得到了固化度与时间的动力学方程，并根据实测数据与拟合结果对该模型方程进行修正，修正后的方程可以表征不同恒温点下的固化度与时间的关系，从而预测固化反应进程。从根本上将沥青的热塑性转化为热固性，使得沥青具有更加优异的力学、温度稳定性及耐久性能。

目前我国钢桥面铺装所用的材料主要是国外进口（美国和日本）的环氧沥青及部分国产（以东南大学为）的环氧沥青，这三种沥青的成本普遍较高，美国环氧沥青6~7万元/吨，日本环氧沥青6~8万元/吨，东南大学研制的环氧沥青虽价格稍低，但也要4万元/吨；此外，像产品配方和施工工艺等关键技术外国都申请了保护，但是，我国许多大跨径钢桥都是由本土的施工单位和监理单位来完成的，已经积累了大量的成功经验。因此，若能研发一种低成本高性能的国产环氧沥青材料以替代现有产品用于钢桥面的铺装，对于降低环氧沥青价格、减少钢桥建造成本、打破国外技术垄断具有重大意义，同时也有利于国产环氧沥青的发展与推广，市场前景广阔，社会效益巨大。铺装上层SMA-10设计孔隙率为2.0%~3.0%，具有较好热稳性、密实性、抗裂性和表面抗滑性能。江西提高钢桥面铺装耐久性

德国对防水体系的完善也非常重视，其防水层类型有：两层反应性树脂防水层再加一层沥青类粘结剂。江西提高钢桥面铺装耐久性

环氧沥青混凝土是通过在沥青中添加热固性环氧树脂和固化剂，经固化反应而形成的一种强度高、韧性好的沥青混凝土。1.形成背景20世纪50年代，荷兰皇家壳牌石油公司为了研究一种可以抵抗飞机燃油和高温气流对路面的破坏而开发出来的产品。日本北海道大学土木工学科的间山正一、营原照雄在20世纪70年代对环氧沥青混合料的配制、模量、应力松弛性能、破坏性能等进行了研究。美国**早将这种材料应用于桥面铺装，1967年美国adhesive工程公司得到壳牌公司的许可，***将环氧沥青混凝土用作美国旧金山海湾的SanMateo-Hayward大桥的钢桥面铺装材料。随后环氧沥青混凝土铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用，且以在美国应用**为***。我国从20世纪90年代开始对环氧沥青混凝土材料进行研究，并于1994年在上海龙吴路石龙路口进行了试验路的铺筑。直到2000年东南大学研究人员以美国进口的半成品环氧沥青为基础，在国内***成功的将环氧沥青混凝土技术应用于南京长江二桥大跨径钢桥面铺装。南京长江二桥环氧沥青混凝土铺装总厚度为50mm，上、下曾各厚25mm。自2001年3月南京长江二桥通车以来，双层环氧沥青混合料铺装历经了高温季节与低温季节的考验，铺装使用性能很好。江西提高钢桥面铺装耐久性