南昌朝阳大桥人非通道彩色环氧薄层铺装施工与应用

南昌朝阳大桥人非通道彩色环氧薄层铺装施工与应用

黄华

上海城建市政工程（集团）有限公司，上海， 200032

摘要：本文介绍彩色环氧薄层铺装材料在南昌朝阳大桥钢桥面人行道和非机动车道施工与应用。彩色环氧薄层铺装材料主要由环氧树脂类粘结剂和单粒径骨料组成，重点分析了环氧薄层施工难点与预处理措施以提高平整度和粘结强度，提出环氧薄层施工工艺与关键环节质量控制标准。现场质量控制应以表面美观、均匀性、平整度好、粘结强度高为控制标准。南昌朝阳大桥钢桥面彩色环氧薄层铺装开放交通近6年后仍表现出很好的服役性能和使用耐久性。

关键词：钢桥面；环氧薄层；施工工艺；使用性能

1、引言

南昌市朝阳大桥上由东岸接线、西岸接线和跨越赣江的主桥组成，全长约1.6km，分为通航孔桥和非通航孔桥，为城市特大型桥。通航孔桥采用六塔单索面多塔斜拉桥，跨径布置为(79+5*150+79)m；非通航孔桥采用双幅等高波形钢腹板-PC组合梁，其西侧跨径为2*(49+50+49)m，其东侧跨径组合为：(4*50+4*48)m。朝阳大桥主梁为双层结构，上层布置为机动车道，下层布置为人行和非机动车道。人非通道设计上采用的是钢桁架结构，人行道宽2米，非机动车道宽4m。为了保证人行道和非机动车道表面防滑、景色美观和便于施工要求，采用彩色环氧薄层进行铺装。钢桥面彩色环氧薄层铺装设计主要考虑环氧铺装层的防水和防腐功能，其次为非机动车和行人提供防滑功能。环氧铺装层厚度小，对钢桥面的结构承载力的影响可忽略不计。为提高防水和防腐作用，钢桥面非机动车道和人行道环氧薄层采用双层铺装，总厚度为6mm~8mm，如图1所示。环氧薄层抗滑铺装具有轻型化、抗滑、与钢板粘结性好、防腐、防污、耐久、外观颜色可选、施工便利优点。环氧薄层铺装材料主要采用改性环氧胶黏剂和陶瓷颗粒，施工设计流程主要包括钢板喷砂、抛丸除锈处理和双层环氧薄层铺装。双层环氧薄层铺装在武汉八一路光谷大桥人非车道、南京眼步行桥、南京夹江南京眼人行桥、南京夹江大桥人行道等得到成功应，使用效果良好。

环氧薄层抗滑铺装材料主要由树脂类粘结剂和单粒径碎石组成。其中，树脂类粘结剂与水泥混凝土、集料、钢板等基材粘结性能好，可对桥面起到防水、保护等功能。所采用的单粒径骨料一般粒径较小，主要起表面防滑和美观作用^[1]。赵锋军等研究认为钢桥面采用特制环氧树脂混凝土薄层铺装能够满足力学上的要求,路用性能能够达到工程要求^[2]。方星等通过室内加速加载试验研究表明环氧抗滑铺装材料具有优异的抗磨耗与松散掉粒性能以及层间黏结性能,可用于水泥混凝土桥面铺装^[3]。Mo等研究发现环氧抗滑铺装材料具有良好的耐疲劳性能和粘结性能，适用于钢桥面铺装^[4]。方星对环氧薄层铺装材料用于桥面和路面的铺装性能展开研究，深入研究了其粘弹特性、动态模量、疲劳特性等，并预估其疲劳寿命^[5]。胡宏源等通过桥面环氧抗滑铺装层间粘结拉拔试验分析发现环氧薄层铺装与混凝土粘结强度大于2MPa,与钢桥面的粘结强度大于3MPa^[6]。崔树华等以现环氧薄层铺装材料低温弯曲性能和抗裂纹扩展性能优于SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土^[7]。王兴昌等通过开展室内加速紫外老化试验和冻融试验分析环氧薄层抗滑铺装材料的耐候性，证实了环氧薄层抗滑铺装材料具有良好的抗紫外老化性、温度收缩兼容性和耐候性^[8]。韩亚芳等研究发现环氧树脂薄层铺装在道路路面的抗滑改造中能极大提高路面的抗滑性能，可应用于潮湿路面的抗滑养护中^[9]。此外，环氧薄层铺装技术在厦门机场T3航站楼到达层工程和徐家汇下立交车行道铺装均得到成功应用^[10-11]。

图1钢桥面彩色环氧薄层铺装结构示意图

2、原材料

南昌朝阳大桥人行道和非机动车道彩色环氧薄层铺装材料主要采用改性环氧胶黏剂和陶瓷颗粒，其中环氧胶黏剂是一种无溶剂、高固含量、低模量双组分粘结剂。环氧胶黏剂的固化时间对温度较敏感，固化温度宜在15℃至30℃之间。所用的环氧胶黏剂的主要性能指标如下：25℃粘度1.7~2.2Pa.s，抗拉强度为12.4~16.2MPa，弹性模量为600~700MPa，断裂延伸率为40~55%，凝胶时间15~30min，与钢板粘结拉拔强度大于10MPa。环氧胶黏剂-10℃低温柔韧性良好，不会发生弯曲断裂。非机动车道表面防滑骨料采用鸽蓝色陶瓷颗粒，人行道采用大丽花黄色陶瓷颗粒，粒径1~3mm，吸水率小于0.2%，莫氏硬度不小于6。环氧薄层抗滑铺装材料各项性能达到JTT712-2008《彩色防滑路面标准》技术要求^[12]。

3、施工工艺与要求

南昌朝阳大桥人行道和非机动车道彩色环氧薄层铺装所涉及2种颜色(鸽蓝色和大丽花黄色陶瓷颗粒)，为减少颜色施工污染，结合工程工期短，且工期期间雨水多等特点，施工总体布置采取：（1）多施工段断面施工：按车道颜色（非机动车道和人行道）分成多个不同施工断面同时施工，避免非机动车道和人行道铺装时产生不同颜色骨料的交叉污染。（2）专班专人梯队连续铺装：同一个施工断面的基面处理、防水防腐层、找平层、防滑耐磨层、封闭层等施工采取专班专人梯队连续铺装，每道施工工艺采取专班专人施工，保证施工的连续性和质量的均匀性，按时间按时完成铺装任务。

南昌朝阳大桥人行道和非机动车道彩色环氧薄层铺装施工难点有：(1)对焊缝、焊筋的处理:对焊缝、焊筋的处理是环氧薄层应用于钢桥面铺装的痛点所在。钢桥面采用环氧薄层铺装总厚度为6mm，而焊缝、焊筋凸起处一般有3mm左右需要进行特殊处理，以减少释放的应力导致环氧薄层的裂缝或脱落等现象，因此在进行大面积施工前必须对焊缝、焊筋先行调平处理。沿焊缝两侧各10cm区域内，用0.5~1mm细骨料调制的预拌环氧砂浆对其进行调平处理以增加区域柔性保证此处产生的应力得到过渡缓释，同时使整体厚度得到均衡过渡，防止局部凸出带来的视觉污染。（2）对因钢板拼接造成的高低不平区域的处理：钢面板逐段拼接势必会带来在横向或纵向上局部区域的高低差异，因此在进行大面积施工前有必要对这些位置进行细致的找平处理，避免雨后积水引流至低位处堆积会造成表面水渍遗留，影响外表美观。现场采用三米直尺横向和纵向逐一排查，低位处用预拌环氧砂浆人工进行找平。（3）对边角、阴阳角等位置的处理:边角和阴阳角是施工处理的薄弱环节，若处理不到位，容易从这些部位先产生小病害再慢慢诱发对钢板的腐蚀或水损坏。对此等不便施工区域务必派专人执小型喷砂桶进行喷砂除锈，或用砂轮进行人工打磨清理，确保所有位置洁净无锈斑。(4)对伸缩缝边缘高程的处理:伸缩缝两侧由于安装程序的原因，很难避免出现高程，应事先通过预拌环氧砂浆进行填充，并用3m直尺进行找平。(5)对施工接缝的设置:每个工作断面的施工接缝应间隔有序、平整美观。接缝选择位置应远离焊缝处以保证整体铺装层的耐用性和美观。

朝阳大桥钢桥面环氧薄层铺装施工主要工艺流程有：钢桥面基面抛丸处理→设置施工作业区边界→涂底环氧胶进行防水防腐层施工，自流平后人工撒布陶瓷颗粒→养护固化后涂第二层环氧胶，自流平后人工撒布陶瓷颗粒进行防滑耐磨层铺装→养护固化后回收表面浮粒，喷涂面漆进行封闭层施工→养护后开放交通，具体如下：（1）钢箱梁桥面除锈主要采用抛丸打磨处理，对于自动无尘抛丸机所不能施工的区域和边缘，采用手提式打砂机作业或人工手工打磨处理。在施工时先对边缘进行喷砂处理，再对桥面中间部位集中采用抛丸机进行处理。钢桥面喷砂除锈处理以表面清洁度达到Sa2.5级，粗糙度达到50～100μm为主要的施工质量控制标准。对于抛丸机所不能施工的区域和边缘，可采用喷砂机或手持式打磨设备进行作业。（2）防水防腐层施工前应采用特定胶带划定工作区，设置施工边界，以免对施工区外造成污染。防水防腐层施工时将胶黏剂A、B组分按比例配比混合后，使用搅拌器以300转/分钟搅拌2～3分钟，直至均匀。将搅拌均匀的环氧胶黏剂倾倒于工作面，用量为1.0L/m²~1.5L/m²。采用橡胶齿耙对环氧胶黏剂进行人工摊铺，摊铺时耙皮应与地面保持垂直，并注意避免对两侧立面造成污染。待环氧胶胶黏剂完全自流平后，应在环氧胶黏剂初凝前撒布陶瓷颗粒，用量为7.0kg/m²~9.0kg/m²。撒布陶瓷颗粒时应让骨料尽量垂直，均匀的落入摊铺于表面的环氧胶黏剂，撒布骨料厚度不得低于1cm，确保陶瓷颗粒能充分进入环氧胶黏剂，且不得有漏撒、撒布不均匀等现象。（3）回收表面浮粒前应在环氧胶黏剂初步固化并失去流动性，强度尚未完全形成时取出胶带。待铺装层完全固化成型后，使用小型手推式清扫车与人工相结合的方式对浮粒进行回收清扫，并采用高压无油压缩空气吹除浮粒。（4）防滑耐磨层铺装涂抹第二层环氧胶黏剂，用量为1.5L/m²~2.0L/m²，自流平后撒布陶瓷颗粒，用量为7.0kg/m²~9.0kg/m²进行耐磨防滑层铺装，固化后回收浮粒。具体工艺同底层施工工序，包括环氧胶黏剂搅拌和摊铺、撒布陶瓷颗粒和浮粒回收等工作。（5）骨料回收并清扫表面干净后采用低粘度环氧胶黏剂作为面漆喷涂在耐磨防滑层表面进行封闭层施工，养护后开放交通。

4、施工质量检测

朝阳大桥彩色环氧薄层铺装施工完后进行了现场表面平整度、铺砂法构造深度、摆式摩擦系数和钻芯拉拔强度检测。现场检测结果表明采用3m尺平整度小于3mm，铺砂法表面构造深度1.0~1.3mm，摆式BPN值摩擦系数为65~75，环氧胶与钢桥面拉拔强度大于10MPa，具有很好的平整度、构造深度、防滑性能和粘结强度。经多年现场跟踪观测结果表明非机动车道和人行道彩色环氧薄层铺装使用近6年后表面颜色持久醒目，耐污性和防滑性能保持良好，无明显磨损、骨料脱落、表面开裂和脱层等病害，表现出很好的使用性能和耐久性。

图2彩色环氧薄层铺装施工前效果（左图）和施工后实际效果（右图）

5、结论

彩色环氧薄层铺装材料在南昌朝阳大桥钢桥面人行道和非机动车道得到成功应用。环氧薄层厚度有限，应保证基面平整度和排水功能，因此铺装施工前对焊缝、焊筋、钢板拼接处、边角位置等薄弱区域进行了有效预处理，以提高平整度和粘结强度。施工中钢桥面基面抛丸处理是关键环节，应以表面清洁度Sa2.5级，粗糙度50～100μm为主要的施工质量控制标准。环氧底涂防水防腐层施工应保证环氧胶用量与粘结拨强度，并用现场拉拔强度进行质量控制。表面防滑耐磨层铺装应在环氧胶自流平满撒布陶瓷颗粒，以表面美观、均匀和平整为控制标准。南昌朝阳大桥钢桥面彩色环氧薄层铺装施工质量良好，开放交通近6年后仍表现出很好的服役性能和使用耐久性。

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