特种环氧防滑薄型磨耗层铺装结构在桥梁桥面上的应用
(2014-06-23 08:42:14)
标签:
股票 |
(一)环氧薄层铺装简介
环氧薄层铺装是采用高粘结、高抗拉强度、高耐候性改进性环氧树脂将具有高抛光值、高磨光值的骨料粘结在桥面(包括水泥混凝土桥梁桥面和钢结构桥梁桥面)或路面上的新工艺。一般其铺装厚度在4---20㎜之间,故称之为薄层铺装。其可以阻止水份、盐份(氯离子)透过混凝土后腐蚀钢结构部件,使桥梁和路面的使用寿命大为延长,而且能提高桥面和路面的防滑性能,提高道路行驶安全性。降低噪音、改善行车舒适性。目前应用的改进性环氧树脂粘结剂具有良好的流动性、渗透性、延展性和较强的粘结力、且固化时间较短。骨料粒径一般在1~5㎜之间,具体骨料种类和粒径级配根据交通流量而定,但骨料抛光值(PSV)一般不低于70,重载交通条件下骨料摩氏硬度不底于8.5。
(二)环氧薄层铺装施工工艺
封闭交通:即对施工区域进行划定,分流或对现有交通车辆进行疏导。
缺陷修补:用改进型特种环氧砂浆对缺陷部位进行修复。修补材料必须与上层环氧薄层铺装结构起化学联结。
表面处理:使用专用设备对工作面(水泥混凝土、钢板、沥青)进行表面处理,以满足铺装工艺对表面清洁度和粗糙度要求。
铺装:将双组分特种环氧树脂在特定的温度控制下按照技术要求严格配比,用专业搅拌器充分搅拌均匀后,人工摊铺到施工段面上,待树脂自流平后用机械或人工均匀撒布骨料。树脂固化后进行骨料回收。根据需要进行两层或多层铺装时,重复第4步操作。
开放交通。
(三)环氧薄层铺装的发展
环氧薄层铺装在上世纪70年代虽然始于英国,但随着特种改进性环氧树脂作为薄层铺装粘结剂的技术在美国发展,使其在美国得到广泛应用,尤其是2000年后。在美国,环氧薄层铺装主要用在各种气候条件下水泥混凝土桥梁桥面、钢结构桥梁桥面、水泥混凝土道路、沥青混凝土道路上;水泥混凝土桥面和路面的破损、坑洼、裂缝、起层、以及桥梁结构和非结构修补等等。在1993年美国的国家高速公路及交通管理者协会(AASHTO),美国联邦高速公路协会(FHWA)就对薄层铺装提出了具体的技术指导参照。此外随着技术的不断发展,美国的混凝土学会(ACI),国际混凝土修补学会(ICRI),保护涂层学会(SSPC),美国材料和测试学会(ASTM)等均对相关的工艺、材料、测试等制定了相应标准。部分州还专门制定了州内环氧薄层铺装工艺的技术标准。另外由于环氧薄层铺装结构无毒、环保、节能符合低碳经济的特点,美国部分州还规定在新建或改扩建的桥梁、道路上采用环氧薄层铺装结构,州政府相关部门(DOT)将给予补贴。在我国到目前为止尚没有任何权威部门或研究单位提出关于此类技术的指导文件或相关工艺、材料、测试等标准。为此参照众多国内外该工艺工程案例,结合美国相关标准和技术规范,可为今后推广环氧薄层铺装工艺在我国众多的桥梁和道路上的应用奠定基础。
(四)环氧薄层铺装技术优势
1.
用途广泛。适用于各种气候条件下的多种桥面、道路铺装,可铺装在水泥混凝土桥梁桥面、钢结构桥梁桥面、水泥混凝土道路、沥青混凝土上下层、瓷砖面层、木结构桥面上等。
2.
重量轻。薄层铺装因其面薄,在水泥混凝土桥梁桥面和道路铺装厚度为≤0.9㎝(采用双层环氧薄层铺装);在钢结构桥梁桥面铺装为≤2㎝(采用多层环氧薄层铺装)。相对于其它铺装结构重量要减轻很多,因此其结构层对桥梁整体结构的影响相对小得多,可有效提高桥梁的安全性,延长桥梁的使用寿命。
3.
安全、快速、灵活施工、降低社会运营成本。可以在半开放交通状况下进行施工。在2008~2009年上海沪宁高速上海连接线高架桥面白改黑改造中,采用了沥青混凝土桥面加铺办案进行改造,需对混凝土破损板块进行换板,对桥梁伸缩缝进行改造,高架道路封闭达6个月。如采用改良性环氧砂浆板块修复后进行薄层铺装,则施工周期在不影响交通情况下仅为40天。同样,美国在2008年对1-35号洲际公路一段十八万平方米高架桥面改造过程中采用环氧薄层铺装(双层),所用时间仅为55天,并且是夜间半开放交通状况下施工。按照美国标准,如采用沥青加铺,则工期为2年;2010年3月上海江苏路环氧薄层铺装白改黑工程(一万六千平方米)(双层)施工工期为13天;上海衡山路下匝道白改黑工程(七千平方米双层)施工工期为5天。
4.
寿命长。环氧树脂具有良好的流动性、渗透性,对基体的破损处、裂纹具有很好的渗透修补作用,使水份和盐份(氯离子)进入基体的几率降低20~50倍以上,这样水份和盐份对桥梁腐蚀的机会大为降低
,可长时间起到密封、防腐的作用,从而大大延长桥梁的使用寿命,根据美国AASHTO和FHWA研究表明,在新建的桥梁和道路上采用环氧薄层铺装结构可提高桥梁和道路使用寿命15年以上;在旧的桥梁和道路上结合改良性环氧砂浆修补工艺,环氧薄层铺装结构可提高桥梁和道路使用寿命10年以上。同时根据美国(AASHTO)和(FHWA)要求,在重载交通和各种气候条件下环氧薄层铺装(双层)路面使用寿命为10~15年。
5.
防滑性能优。由于环氧树脂良好的粘结性,结合高硬度和高磨光值的骨料,使面层防滑性能远大于水泥表面或沥青表面,极大的提高了道路安全性。本系统在目前国内外所有交付使用的路段及桥梁工程中,经过平均2年的运行使用,经现场检测,机动车道路面摆值(BPN)均为65~70之间。且在此期间的薄层路面使用过程中未发生一起由于路面湿滑而引起的交通事故。
6.
可快速、便捷修补。环氧薄层铺装结构一般在固化3~4小时后即可开放交通,在铺装结构发生部分破碎的情况下,可快速、便捷修补,一般修补后无需养护,并且与原路面没有色差,提高了道路使用效率和养护后道路美观度。
7.
符合低碳经济特点。环氧薄层铺装结构是100%固化,不含有任何有毒溶剂,骨料为天然矿石,彩色骨料为废旧玻璃回收染色而成,符合无毒、节能、环保的低碳经济要求。
(五)结论
通过对薄层铺装在技术优势上的分析,以及这一技术在国内成功应用,我们认为环氧树脂类薄层铺装是对桥梁预养护、养护、修补等方面的重要手段,适合在各种气候条件下水泥混凝土桥梁桥面,钢结构桥梁桥面上应用。