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北京化工大學
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環氧瀝青鋼橋面鋪裝技術

2021-02-01 09:14:57
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關鍵詞: 瀝青鋼橋
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所屬領域:
新材料及其應用
項目成果/簡介:

隨著我國經濟的飛速發展,在公路工程項目建設中修筑了許多大跨徑的梁橋,而正交異性鋼橋面板具有重量輕、跨度大等優點,在國內大跨徑鋼橋中得到了廣泛的應用,如江陰大橋、南京長江三橋、佛山平勝大橋、天津富民橋、湛江海灣大橋等。然而使用傳統的復合改性瀝青混凝土施工鋪裝,出現了溫度變化大,易產生脫層推移、車轍和裂縫等病害特征,虎門大橋在通車一年內即出現病害,采用灌縫填縫等修補手段均難以阻止病害的進一步發展,多座橋梁的SMA鋪裝已進行翻修,甚至二次大修。在分析比較目前國際應用較為成熟的鋼橋面鋪裝技術的基礎上,對用于鋼橋面鋪裝的聯結層、鋪裝層進行了系統的調查研究后,設計開發施工簡便、既經濟又易維護的,在鋼橋面鋪裝領域具有創新和國內自主知識產權的環氧瀝青組合體系新型鋼橋面鋪裝技術。 環氧瀝青鋼橋面鋪裝技術是首先在鋼板層上,采用改性環氧樹脂粘結一層3~5mm粒徑的碎石形成碎石與環氧及環氧與鋼板粘結牢固的防水防腐又粗糙且耐高溫的抗滑界面,一步實現鋼橋鋪裝界面的防水和防剪切滑移,這種新型界面形式稱為環氧粘結碎石層界面(Epoxy Bonding Chips Layer, EBCL); 冷拌瀝青混凝土整體化層(Resin Asphalt,RA)由樹脂瀝青和礦料拌和組成, 在其完全固化前,表面均勻灑布一層10~13mm粒徑的石子,采用膠輪壓路機進行碾壓,要求撒布石料粒徑的一半以上嵌入RA表層;當上述RA層完全固化后,在其表面灑布防水瀝青層,用于增強層間的防水和粘結;最后鋪裝傳統的復合改性瀝青混凝土,形成表面功能層。ERS的設計,旨在通過EBCL層中環氧樹脂及RA層中樹脂瀝青兩類材料性能的突破,實現橋面材料極性的梯度化過渡,實現弱極性的瀝青混凝土在強極性鋼橋面上的鋪裝,解決傳統工藝下脫層等的病害。

應用范圍:

目前在國內鋼橋上得到成功應用的環氧瀝青包括美國、日本及國產的專利產品,這幾種環氧瀝青的特性、施工工藝及路用性能不盡相同。國內已積累了較為豐富的環氧瀝青混凝土鋪裝工程經驗,但目前均未形成鋼橋面鋪裝或環氧瀝青混凝土鋪裝的設計與施工技術規程或規范。截至2007 年底,上海地區尚無環氧瀝青混凝土鋪裝技術的應用經驗,國內亦無在桁架梁正交異性鋼橋面上實施環氧瀝青混凝土鋪裝的先例。低碳時代即將到來,對我國大量的交通建筑等基礎設施建設使用的傳統材料進行高性能化改性,實現高效和長效利用將成為實現低碳發展的優先選擇。先進的環氧瀝青材料是傳統筑路材料瀝青的革命性升級產品,從根本上改變了瀝青的熱塑性本質,大大擴展了瀝青鋪面材料使用的溫度范圍,極大地延長了瀝青鋪面的使用壽命,近期越來越受到全球研究者的關注。我們有理由相信,在不久的將來,環氧瀝青鋼橋面鋪裝技術在國內鋼橋面鋪裝中會得到廣泛的應用。

效益分析:

應用范圍及市場分析 目前在國內鋼橋上得到成功應用的環氧瀝青包括美國、日本及國產的專利產品,這幾種環氧瀝青的特性、施工工藝及路用性能不盡相同。國內已積累了較為豐富的環氧瀝青混凝土鋪裝工程經驗,但目前均未形成鋼橋面鋪裝或環氧瀝青混凝土鋪裝的設計與施工技術規程或規范。截至2007 年底,上海地區尚無環氧瀝青混凝土鋪裝技術的應用經驗,國內亦無在桁架梁正交異性鋼橋面上實施環氧瀝青混凝土鋪裝的先例。低碳時代即將到來,對我國大量的交通建筑等基礎設施建設使用的傳統材料進行高性能化改性,實現高效和長效利用將成為實現低碳發展的優先選擇。先進的環氧瀝青材料是傳統筑路材料瀝青的革命性升級產品,從根本上改變了瀝青的熱塑性本質,大大擴展了瀝青鋪面材料使用的溫度范圍,極大地延長了瀝青鋪面的使用壽命,近期越來越受到全球研究者的關注。我們有理由相信,在不久的將來,環氧瀝青鋼橋面鋪裝技術在國內鋼橋面鋪裝中會得到廣泛的應用。 投資條件及效益分析 目前用作正交異性鋼橋面鋪裝的材料包括澆注式瀝青混合料、改性SMA混合料和環氧瀝青混合料三種結構類型。國內大跨徑鋼橋對這三種鋪裝結構類型都有使用,通過使用效果看,除環氧瀝青混合料鋪裝外,其余兩種結構類型均出現早期鋪裝破壞。將設計年限末的總投資折算到初始投資來計算,雙層環氧瀝青鋪裝單價為:國產450元/m2, 進口780元/m2,澆注式瀝青混凝土鋪裝單價為:2366元/m2,改性瀝青SMA10鋪裝單價為1383元/m2。我們可以看到環氧瀝青鋪裝可以為我們帶來巨大的經濟效益。

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