江西特制钢桥面铺装技术规范

环氧沥青在国外已有50多年的研究历史，Thomas等人将环氧沥青引入人们的视线中，他们使用松焦油作为体系的共溶剂研制出了一种不熔、不溶的新材料，此后相继诞生了单组份和三组份的环氧沥青材料。Hayashi等人研发了一种新型双组份环氧沥青，采用某种环氧树脂和经过顺丁烯二酸酐处理并加入胺类固化剂的沥青混合物制备改性环氧沥青，但是酸酐和胺类化合物在储存过程中易发生化学反应，对其储存稳定性极为不利，更不利于大面积生产。Gallagher等人虽正式提出了热固性沥青的概念，但其研究的重点在涂料和屋顶铺面材料上，不在道桥面层铺装领域中。德国是钢桥面铺装研究较早的国家，其桥面铺装技术标准经过30余年的发展，制定了较系统的钢桥面铺装标准。江西特制钢桥面铺装技术规范

60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑"浇筑式沥青混凝土"路面。这种结构中沥青含量12％左右，矿粉含量高。使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。我国***使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大 为升高，粘度增加了7倍。品牌钢桥面铺装值得推荐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。

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。

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。桥面上行车的安全和舒适性、桥梁的经济和耐久性都与铺装层的质量密切相关。

以美国为的环氧沥青混凝土，是在沥青中加入环氧树脂，并经过固化反应，使沥青性质由热塑性转为热固性，从而使该材料具有很多优良的性能。环氧沥青混凝土具有很高的强度，其马歇尔稳定度是一般沥青混凝土的3～5倍；还有很好的耐疲劳性能和良好的耐腐蚀性：铺装层材料变形特性好，能尽量追随钢板的伸缩变形；热稳定性好，高温时不发生推移和车辙等变形；抗裂性好，低温时不产生硬化和开裂，铺装层对钢桥面板变形有良好的追从性：防水性能好，混合料沥青含量高，环氧沥青粘结性好，集料较细(较大公称粒径13.2mm)，属于密集型混合料，能阻止水分渗透到桥面钢板，防止钢板锈蚀；环氧沥青重量轻，铺装层面较薄，降低了对钢桥的静荷载：环氧沥青要求养护的时间比较长，一般在28 d以后才可开放交通,性价比高，显然环氧沥青铺装层单价较高(主要原因是目前环氧沥青全部美国进口)，但使用寿命长，减少了维修周期，降低了维护费用。浇注式沥青混合料拌和宜采用具有矿粉加热干燥功能的拌和设备，矿粉加热温度为80~120℃。江西新型钢桥面铺装评价指标

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。江西特制钢桥面铺装技术规范

由于环氧沥青混凝土的成功应用，国内许多科研单位纷纷开展了环氧沥青混凝土铺装的研究，研究内容包括铺装层受力特点、环氧树脂粘结层、环氧沥青及其混合料的性能指标和配合比等。黄卫教授带领其团队对环氧沥青混凝土的路用性能进行了对比评价分析，其研究结果表明环氧沥青混凝土的低温抗裂性能、高温抗变形能力及疲劳寿命等都明显优于普通沥青混凝土。但环氧沥青混凝土也存在一些固有的缺陷，例如造价高、对施工技术和施工质量要求严格，容易出现施工质量问题且出现病害后修补较困难等。江西特制钢桥面铺装技术规范

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