1、鋼橋面環氧瀝青粘結層性能分析【摘要】粘結層材料的選擇是大跨徑鋼橋面鋪裝的關鍵之一。本文根據公路橋橋面鋪裝粘結層的設計過程和特性，對環氧瀝青粘結層的性能做了較為詳細的闡述。其成果對鋼橋面粘結層設計具有一定的借鑒意義。【關鍵詞】鋼橋面；橋面鋪裝；環氧瀝青；剪應力；粘結強度Research on Performance of Epoxy Asphalt Adhesive Layer for Steel Bridge PavementZhang Jia-lin，Man Lin (Zhangjiakou city transportation bureauZhangjiakouHebei075000)

2、【Abstract】The adhesive layer material is one of the key points for the steel bridge pavement. The performance of epoxy asphalt adhesive layer is made out in particular on the basis of the design course and design properties of the LunYang large bridge over the Yangtse River. There maybe the signific

3、ance to guide the adhesive layer design for long-span steel bridge.【Key Words】Steel deck; Bridge deck pavement; Epoxy asphalt; Shear stress; Binding strength 1. 引言柔性橋梁鋼橋面瀝青鋪裝的設計與施工是一項難度較大的技術,屬于國際橋梁界的技術難題。其中保證鋪裝與鋼板之間良好的結合是橋面鋪裝與鋼橋面板協同作用的關鍵,它直接影響到鋪裝的使用耐久性。因此，鋪裝與鋼橋面板間的粘接是鋼橋面鋪裝技術中需要研究解決的關鍵技術之一。目前隨著我國經濟建設

4、的快速發展,跨越大江和海灣的大跨徑懸索鋼橋和斜拉橋大量修建,解決好這一關鍵技術難題，對于我國橋梁技術的發展具有重要意義。 2. 常用粘結層材料的比選目前，應用于正交異性鋼橋面鋪裝的粘結層材料按施工方法與材料特性的不同可分為熱固性粘結材料、熱熔性粘結材料、溶劑型粘結材料三種1。熱熔型粘結材料由瀝青摻加樹脂（如松香）和各種聚合物（如EVA、PE、SBR）等組成。這種材料具有一定的變形能力，能夠適應在交通荷載下由于局部變形而引起的拉應力的反復作用，也具有良好的防水封閉作用。其最大的缺點是在高溫下容易變軟，粘結力下降。溶劑型粘結材料一般多指乳化瀝青和可溶性的橡膠瀝青。乳化瀝青粘結層在國內使用較多，如西

5、陵長江大橋。可溶性瀝青橡膠在日本使用較多，明石海峽大橋即采用這種材料。這種材料在高溫時容易軟化，并且材料內部含有熱敏性物質，遇攤鋪高溫時會釋放出氣體，從而使鋪裝層產生氣泡。熱固性粘結材料指環氧瀝青，它通過往瀝青中摻入一定比例的環氧樹脂及固化劑與催化劑后在加熱條件下發生復雜物理化學反應而得到。同前兩類材料相比，這種材料無論在粘結能力、變形能力，還是在熱穩定性方面，都具有明顯優勢。在調查現有粘結層材料及其工程實踐的基礎上，對環氧瀝青粘結劑、SBR改性橡膠瀝青粘結劑兩種材料進行重點研究比選2。環氧瀝青粘結料的性能研究橋面瀝青鋪裝層在使用期限內提供良好服務的關鍵之一是確保瀝青鋪裝層與鋼橋面板的粘結和共

6、同承受車輛荷載的垂直力和水平力的綜合作用。對選定的環氧瀝青粘結料必須進行性能研究。檢驗粘結層性能最常用的試驗方法是剪切試驗和拉拔試驗。粘結層材料受剪性能的加載剪切試驗裝置如圖1所示。當對試件施加荷載P時，試件受剪切面上的剪切強度=P/S，其中S為試件受剪切截面積。將試件切割成一定尺寸，測試所能施加的最大破壞荷載 P。試驗加載速度為50mm/min。 車輛在橋面行駛時對粘結層所施加的水平剪切力，最不利的情況是在高溫環境條件下。因此，本研究進行了常溫和60的粘結層剪切強度試驗。試驗結果如表2所示。由有限元軟件計算所得的大橋鋪裝層和鋼橋表面層間最大剪應力在常溫下大約為0.443MPa3。 3.2抗拉

7、拔性能。選擇實際橋面鋼板(16Mnq)，經噴砂除銹、防銹涂裝處理后，在其上鋪裝瀝青混合料，空隙率控制在3% 以內。待試件完全固化后，用鉆芯機在試件上鉆取直徑為50mm的芯樣，用快凝環氧樹脂將一個帶有拉桿、直徑為50mm的圓形鋼板粘貼在芯樣表面。待環氧樹脂完全固化后，將芯樣放于拉力試驗儀中，以100200N/s的速度對拉桿加力，直至芯樣破壞。除了能檢驗鋼板和粘結層間的粘結強度外，同時也能反映兩層瀝青混合料鋪裝間的粘結能力以及防銹涂裝層和鋼板之間的粘結能力。 針對潤揚大橋可能采用的三種鋪裝材料，在常溫（23）時環氧瀝青粘結劑與三種混合料的進行了拉拔試驗。環氧瀝青具有較強的粘結力，而三種混合料中，環

8、氧瀝青混合料的抗拉能力最強，SMA最差，澆注式瀝青混合料的抗拉能力比環氧瀝青低，但仍滿足技術要求。 鋪裝材料內部鋪裝材料內部鋼板與粘結劑界面鋪裝材料內部鋪裝材料內部拉頭脫開鋪裝材料內部鋼板與粘結劑界面鋪裝材料內部環氧瀝青作為粘結劑，可以滿足潤揚大橋擬用環氧瀝青混合料（上層）和澆注式瀝青混合料（下層）這種鋪裝結構的要求。 5. 環氧瀝青粘結料用量和環境變化對粘結層的影響研究粘結料的用量和環境變化對粘結層會產生如何的影響是決定粘結層施工計劃的關鍵問題。因此，針對以下幾種情況，進行了復合梁拉拔試驗，以得出兩者對粘結層的影響關系。（1）以正常用量撒鋪下層粘接料，自然養護兩天鋪混合料；（2）下層粘接料用

9、量較少（只刷一薄層）,自然養護兩天鋪混合料；（3）以正常用量撒鋪下層粘結料后，2小時后在粘結層表面灑水，自然養護兩天，用電吹風吹干水分后（目測）鋪混合料；（4）以正常用量撒鋪下層粘結料，自然養護72小時后鋪混合料；（5）以正常用量撒鋪下層粘結料后，即在粘結層表面撒石屑，自然養護兩天鋪混合料；復合梁成型后，所有試件在相同的環境下，放置45天后進行了拉拔試驗。 由試驗結果可以看出，高溫時，粘結料用量較少情況下的粘結強度比正常用量的要高；常溫時，兩者相當。是否可減少粘結層的用量，還應進行多方面試驗與研究，要慎重對待4。粘結層施工后的較短時間內遇雨，雨停后，若能充分排干水分，不進行粘結料的補灑，在48

10、小時內（以粘結層完工后計時）鋪筑混合料，此時的粘結強度與正常情況下的強度，高溫時兩者相當，常溫時有所降低。由室內試驗結果表明，在粘結層不被沖刷的情況下，可不進行補灑；如鋼板有裸露部分，則一定要進行補灑。因此，實際施工時，應根據具體情況確定是否要補灑和具體的補灑量。 下層粘結層與混合料間由試驗結果可以看出，超過規定時間不進行補灑即鋪筑混合料，混合料與鋼板間的粘結強度，在常溫時不能滿足技術要求(2.75MPa)。為防止料車打滑，在環氧瀝青粘結料表面撒布石屑時，混合料與鋼板間的粘結強度，在高溫時不能滿足技術要求（1.75MPa）。因此，在瀝青混合料橋面鋪裝的施工中，應盡量避免這兩種情況的發生。 6. 結論（1）環氧瀝青作為粘結層材料完全符合各項指標，可以推薦作為大橋鋪裝粘結劑。（2）鋼橋面鋪裝粘結層作為影響橋面鋪裝成敗的關鍵技術，必須引起橋梁工作者的高度重視，對該技術的研究還需要不斷深入和完善。參考文獻1黃衛,等.鋼橋面環氧混凝土鋪裝技術及應用R，2