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近年来，随着交通量及轴载越来越大，以及气候条件越来越苛刻，我国的桥面铺装层普遍出现了严重的早期病害，极大地影响了桥梁的服务品质，造成了巨大的经济损失。实践表明，水泥混凝土桥面铺装层破坏后的修复费用往往要数倍于原来的投资，而且修复时间较长，严重影响交通车辆行驶的安全性、快捷性和舒适性。

桥梁作为悬空结构物，受自然因素的作用更为显著，其上桥面铺装对自然因素的变化敏感，比路基路段的沥青路面更容易出现早期病害。有调查发现在夏季炎热季节，箱梁桥面板的温度要比气温高5℃~35℃，车辙发生的可能性要高于普通路段；桥面对低温和温度的升降循环更为敏感，更为容易出现各种形式的裂缝。

桥梁挠度大，震动剧烈，温度应力显著，有时还存在负弯矩，这些外力条件都比材料在路面中所受的要苛刻。另外，由于沥青混合料铺装层同水泥混凝土桥桥梁结构在材料性能上差异较大，即一柔一刚，因此会导致在外力作用下应力与变形的不连续。由于受这种复杂的温度应力、负弯矩、剪应力、超载、偏载及冲击力的影响，桥面铺装出现变形类损害和裂缝类损害。

作为一个完整的工作体系，桥面铺装的使用性能和寿命取决于桥面防水、桥面与沥青铺装层的粘结、沥青铺装层性能。调研发现，在桥面铺装损害中，有的病害是由于桥面沥青铺装层性能差引起的、有的是由于层间粘结失效导致的，也有的病害是由于桥面防水效果不佳引起的。

在严苛的工作环境和工作条件下，桥面铺装病害不断，如我国的武汉长江二桥建成通车时间不长，桥面铺装层就出现裂缝、混凝土剥落、钢筋外露、许多大小不等的坑；湖北省武黄高速公路上的桥面铺装层通车3年，开裂和破损达总的铺装层面积的7.5%，且有的经维修后不到一年又再度破坏，几乎每年都要维修；汕头海湾大桥的钢纤维桥面铺装层使用两个月出现了较多的裂缝，随后，裂纹越来越多，局部还出现了破碎，通车不到两年，需修补的面积己占行车道面积的3/4；南京长江大桥的公路桥在年8月花费多万元，整修后不到半年又不得不重修；广东省佛开高速公路，开通不到两年，全线17座大型桥梁竟有14座被迫返工维修，重新铺装桥面，耗费多万元；苏格兰格拉斯哥市(Glasgow)的京斯顿大桥(KingstonBridge)是全欧洲车流最繁忙的桥，于年出现桥面破坏症状，在无法中断交通进行施工的情况下，修复投资约万美元，是原桥梁造价50万美元的5倍多。

近年来，随着我国公路建设事业的发展，高速公路逐渐向山区延伸，公路桥梁数量越来越多，在道路里程中所占比例越来越高（有的超过1/3），跨径越来越长，桥梁对整个公路运营显得越来越重要，桥面铺装耐久性也成了一个急需解决的问题。

在桥面铺装研究和应用推广过程中，为了达到使用性能好、耐久的设计目标，国内外研究人员通过对桥面铺装工作体系的研究，总结提出了桥面铺装设计原则：①应具备良好的高温稳定性、②优良的抗疲劳性能、③完善的防水排水体系、④良好的层间粘结、⑤对桥面板变形的追随性、⑥良好的平整度及抗滑性能。

为了满足以上设计要求，国内外出现了多种材料和工艺，如各种桥面防水材料、桥面铺装沥青层、层间粘结材料等，实际使用效果参差不齐，而在长期的研究和应用过程中，发现环氧沥青不论在桥面防水、层间粘结、沥青铺装都具有明显的优势。

环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的混合物。自年美国SanMateo-Hayward大桥首次采用了环氧沥青混合料做桥面铺装材料以来，环氧沥青铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用。固化后的环氧沥青混合料是一种强度与力学性能均较高的材料，并且对温度的敏感程度较低。大量的室内试验和实际应用均证明环氧沥青混凝土具有很多优点：①强度高，韧性好；②高温稳定性和低温抗裂性能均比其他类型的沥青混凝土高出很多；③具有极好的抗疲劳性能和水稳定性能；④具有很强的抗化学物质侵蚀的能力，包括溶剂、燃料和油。所以说，环氧沥青为解决桥面铺装问题提供了非常好的解决途径。

综上所述，虽然国内外在桥面铺装领域进行了不少研究，但始终未能很好的解决铺装病害问题，本项目拟在以往研究的基础上，以环氧沥青为材料，并重点解决环氧沥青在桥面铺装体系应用中的技术难题，主要体现在以下几个方面：

（1）需要进一步深入分析桥面铺装损害机理。目前有关桥面铺装的损害基本上是套用沥青路面的病害分类和评价方法，对于铺装病害多是简单地归因于严苛的工作环境和条件等外因，对病害产生的内因（材料和结构）及其与外因的关系未进行深入研究，而这样的结论对解决问题没有实质意义。所以，需要通过调查和研究，分析各类病害产生过程和机理，探讨各类病害与铺装体系（桥面防水、层间粘结、沥青铺装）的关系，为建立桥面铺装体系的设计模型和技术要求提供理论基础。

（）需要结合桥面铺装结构特点，研究验证桥面铺装结构设计理论和方法。在实际桥梁工程设计中，桥面铺装只是作为桥梁结构的附属结构，一般不作专门的计算分析，现行规范只是对桥面铺装的做法、材料、厚度做了指导性说明。在桥面铺装设计方面，还没有获得世界公认的结构设计组合形式、结构厚度、材料种类及设计指标、验算方法及指标等，还没有形成系统的设计理论依据。为了更科学合理地设计桥面铺装，需要结合桥面铺装力学特性分析，研究桥面铺装结构设计理论和方法。

（3）需要更深入进行桥面粘结和防水层研究。目前国内己明确沥青桥面铺装必须由防水粘结层和沥青铺装层组成，但对桥面防水粘结的研究和试验才刚刚起步。交通部刚刚颁布实施的《路桥用水性沥青基防水涂料》行业标准，还有很多不完善之处，在桥面防水粘结材料选择上存在盲目性。近几年，市场上出现了种类繁多的桥面防水材料，面对种类繁多、良莠不齐的新产品和新材料，以及铺天盖地的产品广告宣传，给工程技术人员的材料选择和设计带来很大的困惑。而研究证明，环氧沥青在桥面防水和层间粘结方面，具有很大的优势。需要进一步进行各种防水和粘结材料的比较和评价，并重点对环氧沥青粘结与防水材料的技术标准开展研究。

（4）需要结合混凝土桥面铺装的工作条件，研究与开发性能优良且耐久的铺装材料。由于沥青混凝土桥面具有良好的行驶性能，适合应用于大跨径桥梁，世界各国的桥面铺装多采用沥青混凝土体系，各国的研究者结合本国的国情，对铺装层混合料的性能和结构形式分别作出了特殊的规定，目前常用的桥面铺装层材料主要有四类：普通改性沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA、环氧沥青混凝土。在这几种沥青铺装层中，环氧沥青混凝土具有明显的性能优势，环氧沥青铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用，国内的一些桥面铺装也多是采用进口的环氧沥青，价格高，随着我国桥梁工程建设的不断发展，自主开发环氧沥青技术和环氧沥青混凝土铺装具有重要的社会和经济意义。

（5）我国对桥面防水层和铺装的应用研究起步较晚，目前还没有完善的施工技术规范和质量检测标准，各地做法不尽相同，一般都是根据经验进行施工操作，施工质量不稳定，从某种程度上讲，这也是造成局部损害的重要原因。特别是环氧沥青，施工和质量控制难度较大，对温度和施工时间控制要求很高，需要深入分析环氧沥青技术特点，研究施工工艺，进一步细化施工与质量控制措施，促进其推广和应用。

综上所述，桥面铺装病害是我国高速公路建设中面临的严峻问题，今后若干年，我国特别是山区公路建设还将快速发展，还有大量的桥梁需要建设，改进技术，提高质量显得尤为迫切，亟需开展相关研究。

本项目开发混凝土桥面铺装用环氧沥青，并将桥面防水、层间粘结、桥面沥青铺装层作为一个完整的工作体系开展系统研究，提出水泥混凝土桥梁桥面铺装的技术要求，明确铺装材料的性能要求，分析铺装层结构体系构成及相关影响因素，并优化设计沥青混凝土桥面铺装材料。本课题研究将为相关混凝土桥梁桥面铺装设计与施工提供理论与试验参考依据，同时也将为桥面铺装的规范化积累数据，促进桥面铺装技术水平的进步。桥面铺装问题的解决将提高桥面铺装使用寿命及路用性能，有效的保护桥面板，减少桥面维修费用及因维修造成的交通延误损失，提供更加舒适可靠的交通环境，该课题具有重要的经济效益及社会效益。

.国内外研究动态评述

.1桥面铺装层力学特性及铺装破坏机理研究现状评述

总体而言，桥面铺装与路基路段的沥青路面结构力学响应上有明显的区别，并主要体现在以下几个方面：

（1）桥面铺装虽然在沥青层上表现为层状结构，但不具备半无限体的路基，这就使桥面铺装无法直接应用弹性层状体系理论进行计算分析。

（）桥面铺装的不利受力状态模式，往往是一般沥青路面受力的倒置模式，即铺装表面受拉，而路面铺装层层底受拉。

（3）桥面铺装体系中不同材料间的模量之差巨大，钢材与沥青混凝土的模量比为0左右，水泥混凝土与沥青混凝土的模量比为30左右，而一般沥青路面结构体系中相邻层次的模量比一般为3~5，模量比较大，将造成不同材料层间的巨大剪应力。

（4）桥面铺装处于空间结构一桥梁的表面，承受空间温度场的作用，而沥青路面一般承受半空间温度场，这一点对于钢桥面沥青混凝土铺装尤为重要。

（5）由于桥梁本身的动力特性，桥面铺装与梁体共同参与桥梁结构的自振与荷载激振，虽然沥青路面也具有一定的动力特性，但相对于桥面铺装要小得多。

（6）出于降低集中应力的考虑，桥面板一般很平滑，尤其是钢桥面，加之第（3）点所述的模量差别，桥面铺装与桥面板之间无法形成沥青混凝土面层与基层之间所形成嵌挤连接，只能主要依靠防水豁结材料本身的勃结强度实现层间的完全连续受力状态，结合(3)的分析，巨大的层间剪应力与恶劣的层间结合条件使桥面铺装的层间结合技术成为桥面铺装的关键技术之一。

传统的桥梁设计主要重视桥梁本身的结构受力特性分析，以保证桥梁整体安全，而桥面铺装层一般只作为均布恒载作用在桥面板上，并不对铺装层进行专门的力学分析。随着大跨径桥梁的大量修建及重型交通量的不断增加，许多桥梁的桥面铺装层在服务期内均出现了不同类型的破坏，甚至有的桥梁在通车几个月后桥面铺装就出现了大面积的破损，直接影响了桥梁的使用性能。目前，国内外对于桥面铺装的研究大多侧重新型材料的使用上，通过采用新型的铺装层材料来达到改善桥面铺装层的路用性能的目的。而对于桥面铺装层破坏机理的研究相对很少。国内外一些学者和专家对沥青混凝土桥面铺装层进行了力学分析和计算，如我国的一些学者和专家建立了简化的沥青混凝土桥面铺装层力学模型，日本学者计算了沥青混凝土铺装层的荷载应力，意大利学者计算了沥青混凝土铺装层的温度应力等。对于水泥混凝土铺装则基于线弹性理论，计算分析了铺装层在桥梁肋板处、连续梁支点处和桥面连续铺装负弯矩区拉应力，并提出配筋设计方法；卢哲安等通过在铺装层界面预埋应力应变仪，对铺装层在静载和动载的作用下产生的应力、应变和振动波形进行了测试，并结合计算机模拟计算，揭示了铺装层损坏的原因，发现桥面板铺装层破损的主要是由于其结构与所用的材料不匹配，铺装层过薄，材料的抗弯拉强度、弯曲韧性以及抗疲劳性能等比较差，干缩较大，桥面铺装层与桥面板之间联系筋失效，且夹有泥土，造成界面粘结强度低，耐久性差。美国加州大学SanDieg。分校的SeibleF.和LathamC.T.教授对钢筋混凝土桥面板上的水泥混凝土铺装的特性进行了研究。研究内容主要集中在粘结界面上，他们认为桥面铺装层的破坏主要是因为铺装层的剥离。

目前，国内外主要针对钢桥桥面铺装进行研究。世界上最早开展钢桥面铺装研究和实践的国家是德国，随后法国、日本、美国等国家也相继开展了这方面的工作。少数国家(如德国、日本等)还制定了相应的技术规范。这些国家对钢桥桥面铺装层设计(包括铺装材料与厚度设计)主要采用结合材料试验的经验设计法，英、美等国己开始用有限元分析程序对钢桥面铺装体系进行简单的力学分析；我国近十年来才开始大量修建大跨径钢桥，对钢桥面板铺装层的研究工作起步较晚，主要是借鉴国外经验，研究适合我国的桥面铺装技术，并利用有限元对铺装进行力学分析，进而探讨钢桥桥面铺装的破坏机理。

对于钢筋混凝土桥的桥面铺装世界各国都很少研究，对水泥混凝土桥面铺装层破坏机理的研究更少。国内外的研究大多是在水泥混凝土桥面铺装的材料和施工技术方面。近年来各类改性纤维的不断问世，生产出了一些优质的桥面铺装材料。尽管如此，桥面铺装层的破坏也时有发生。因此，加强对水泥混凝土桥面铺装层破坏机理的研究非常必要。

.环氧沥青材料研究现状评述

国外从上个世纪六十年代就开始研究环氧树脂改性石油沥青，并在多处的实体工程进行使用。美国的ChemCoSystems公司、日本的Watanabegumi公司都已经生产专利的环氧沥青。这些公司生产的环氧树脂沥青大多数用于结合料，有的也生产粘结料，如美国的ChemCoSystems公司环氧沥青系列。

ChemCoSystems公司的环氧沥青是获得壳牌石油公司的许可制造的。在上世纪五十年代的末期，壳牌石油公司开发了环氧沥青，主要是用于抵抗发动机的燃料和尾气对道路路面的损坏，尤其是机场跑道。年，由美国的Adhensive工程公司首次将环氧沥青用于洛杉矶的SanMateo-Hayward大桥的正交异性桥面板铺装。迄今为止，壳牌环氧沥青用于桥面铺装层的数量已经达到了吨，共计6500平方英尺。

壳牌环氧沥青混凝土主要是一种两组分的聚合物混凝土，该环氧沥青采用慢速固化的固化剂，虽然铺筑之后可以通车，但是要完全固化则依据周围环境要持续—6周时间。该环氧沥青具有多种系列，其中作为粘结剂的环氧沥青具有固化速度快、粘度高等特点。与普通沥青混凝土相比，环氧沥青混凝土的强度较高，其中马歇尔稳定度是普通沥青混凝土的6-8倍，流值相当。

早在0世纪70年代，日本就对环氧沥青混合料进行过广泛的研究，日本北海道大学土木学科的间山正一、营原照雄就对环氧沥青混合料的配制、模量、应力松弛性能、破坏性能进行了研究。然而环氧沥青混合料对温度和时间的要求较为苛刻，因此环氧沥青在日本的应用并非一帆风顺。直到0世纪90年代，日本对环氧沥青的认识进入到较为成熟的阶段，环氧沥青在日本的应用日渐深入。目前，日本主要将环氧沥青应用于路面磨耗层及多孔性沥青混合料。日本的Watanabegumi公司生产的环氧沥青采用的是柔性环氧，外加的沥青为直馏沥青，具有优良的抵抗车辙能力、优异的变形能力以及良好的耐久性和耐候性[7]。

目前，世界上将环氧沥青混凝土这种高性能材料应用于桥面铺装工程中的国家主要有美国、加拿大、荷兰、澳大利亚和中国等。其中美国应用最为广泛。此外，有的国家还专门提出了环氧沥青的技术要求。如日本年所制订的《日本本州四国连络桥桥面铺装标准》，就对环氧沥青的铺装技术从设计到施工各个环节制订了条文，以供连络桥施工遵照执行。表1-1列出了世界上部分采用环氧沥青混凝土铺装的正交异性钢板桥。

我国环氧沥青桥面铺装虽然起步较晚，但是随着基础设施的大量建设，也积累了丰富的经验，发展了符合我国气候的环氧沥青铺装。从南京长江第二大桥开始，我国引入了环氧沥青这种桥面铺装材料，并由此展开了我国桥面铺装史上新的一页。随后，环氧沥青混凝土桥面铺装又相继用于润扬长江大桥试验桥、江阴长江大桥试验段、浙江舟山桃夭门大桥以及润扬长江大桥、江阴长江大桥桥面修复、南京长江三桥等国家重点工程。从南京长江二桥五年多的桥面使用状况以及其他各桥的施工质量检测指标来看，环氧沥青混凝土桥面铺装效果从总体上较为令人满意，此项技术在我国也日渐成熟。

目前，随着国产的环氧沥青年首次铺筑了天津国泰钢桥桥面获得成功。经过检测，国产环氧沥青混凝土各项技术指标均达到国际水准，而且施工温度差与宽度指标优于国外同等产品，产品价格比国外环氧沥青砼低/3左右。随后国产环氧沥青又成功的应用于武汉天兴洲长江大桥，改变了依靠进口环氧沥青修筑桥面铺装的落后局面，翻开了国产环氧沥青桥面铺装的新篇章。

.3桥面防水材料性能研究及应用现状

在我国高等级公路建设发展初期，有关桥面防水问题还没有引起人们的足够重视，在混凝土桥面防水的研究上几乎是空白。过去常有一个错误的观点，认为混凝土本身不怕水，钢筋混凝土结构的桥梁无需做防水处理，因此，对桥面系的构造设计不太讲究甚至很粗糙。与此形成鲜明对比的是，欧美国家标准明确规定了所有的桥梁必须设置可靠的防水体系。事实上，恰恰是因为构造设计的缺陷以及没有完善的防水体系，才引起了很多结构病害，致使桥梁过早地遭到破坏而成为危桥。我国自上个世纪80年代后期，开始重视桥面防水技术，而且随着我国高速公路建设逐步转向山区，桥梁涵洞等公路构造物所占的比重越来越大，而高等级公路对路面质量要求较高，对桥面铺装的质量要求相应提高。虽然桥面防水技术有了很大程度的发展，但至今仍存在一些缺陷，全国各地仍然存在由于防水不力，大量的桥面铺装层及桥梁破坏现象。可见，尽管桥面防水技术在我国已使用多年，但仍处于初级阶段，在材料、结构及施工等方面的研究缺乏系统性。

长期的工程实践证明了桥面防水的重要性，为完善和提高防水系统的使用性能，新一轮的研究和应用高潮开始在许多国家展开。英国TRRL于0世纪80年代末、90年代初开展了一项庞大和系统的研究计划，SHRP计划对防水系统的使用性能和无破损检测技术进行了研究，美国的NCHRP也于年对混凝土桥面防水进行了大规模的调查和研究，并重申了桥面防水系统在新建和改建、维修工程中的重要性。年，英国的Thoegersen专门对桥面防水层的气泡问题进行研究；年，Johnson针对防水层的破坏特征进行了大量的野外观测和研究，为修订阿拉斯加州防水施工规范提供依据；新英格兰的HustonDR于年对防水材料及检验等进行深入研究；同年，瑞士的Koichi和Manfred研究了不同参数对防水层与桥面混凝土粘结力的影响，采用了一些新的性能试验用于判断防水薄膜与桥面混凝土粘结力。到目前为止，欧美等国仍在对混凝土桥面防水系统进行着深入和系统的研究。

相比较而言，我国在混凝土桥面防水的研究几乎是空白，早期的混凝土桥梁一般采用水泥混凝土铺装作为应对之策。现在大多数混凝土桥梁使用沥青混凝土铺装，通常在主梁顶面上采用3～10cm厚的水泥混凝土或4～8cm沥青混凝土作为磨耗层。尽管北京、天津等地在混凝土桥面应用桥面防水层已有多年，大多数地区对桥面防水的应用仍处于起步阶段。而且，各地区均没有完善的桥面防水设计、施工、检测规范和标准，尤其在防水材料的选择上缺乏科学性。这造成目前桥面防水系统的材料和施工工艺主要照搬屋面防水工程，尚未形成一套适用于评价和选用桥面防水材料的性能指标和试验手段，这导致桥面防水材料市场十分混乱，质量参差不齐，同时已设置防水层的桥面铺装也产生了不少问题，如防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生早期破坏、防水材料本身质量不过关以致起不到防水作用等。

许多材料均可作为防水膜，NCHRP-报告中对种防水系统进行研究，并根据以下5个特性提出系统的分类标准：预制类（即卷材）和现场铺设（涂膜），热熔类和热固类，加强和非加强类，设磨耗层和不设磨耗层类。英国TRRL根据48种防水膜的室内试验和野外调查而采用的分类方法，它是基于材料的组成将防水膜分为卷材和涂膜两类。其中，卷材类防水材料是指工厂预制生产成型的材料，使用时被粘到桥面板上形成连续的防水膜。涂膜类是指由一组份或两组份化合物经水分或有机化学溶液处治形成，使用时涂到桥面上，固化后形成具有一定厚度的防水膜，有时在涂层之间铺有胎体增强材料来提高其抗拉强度。除此以外，沥青类材料在建筑和桥面防水工程上应用较早，也比较广泛。郭莹莹（）用新型的胶粉改性沥青作为桥面防水材料，并与SBS防水材料进行比较，通过对防水材料及防水层进行试验研究，确定了适宜的桥面防水系统。谢祥根（）指出SBR改性乳化沥青做桥面防水粘结层,能有效起到封缝(微裂缝)、防水的作用,且与水泥混凝土桥面板的粘结性能良好,具有良好的高低温性能、抗剪性能,是一种可靠、简单、经济、环保的功能结构层。

近年来，随着工程技术人员对桥面防水的重视，在防水材料的开发应用方面出现了许多新的思路。一些常用的桥面防水材料都有自身的缺点，采用化学改性的方法就可以改善其缺点，开发出新型的防水材料。张荣辉针对环氧树脂在使用过程中容易产生脆性破坏的特点，在环氧树脂中加入聚硫橡胶，提高了环氧树脂的柔韧性，并且结合广东西江公路铁路两用双层大桥的防水层施工，介绍了改性环氧树脂的配合比设计方法及施工工艺。王新明（）研究认为，高剂量SBR改性橡胶沥青和环氧沥青均具有良好的路用性能和物理力学性能，环氧沥青的抗拉强度与抗剪强度均较SBR改性橡胶沥青大，且粘结力极强，受高温等因素的影响相对较小，可用于钢桥和水泥混凝土桥面防水层，是一种优良的桥面防水材料。

热固性粘结材料指环氧沥青，它通过在沥青中掺入一定比例的环氧树脂及固化剂与催化剂后,在加热条件下发生复杂的物理化学反应而得到。同前两类材料相比,这种材料无论在粘结能力、变形能力,还是在热稳定性方面,都具有明显优势。南京长江二桥就采用了环氧沥青作为粘结层。伴随着环氧沥青铺装层的使用，环氧沥青粘结层逐渐作为一种性能优良的粘结防水材料而采用。并且在国内一系列环氧沥青铺装钢桥面中取得了成功。

桥面防水粘结材料应具备抵抗面层摊铺和碾压的能力、抵抗热沥青混合料的高温作用和经受行车荷载的考验，并在此条件下与桥面板和面层粘结良好，保证水分无法渗透到桥面板。防水粘结层性能的好坏对桥面铺装的使用寿命影响很大，良好的防水粘结层可以提高铺装层的抗剪切性能，减少铺装层产生推移、拥包、渗水等早期病害情况发生，延长桥面铺装的使用寿命。到目前为止，我国仍没有关于桥面防水方面的规范和标准。因此，本项目结合开发的环氧沥青对桥面防水材料级防水层的设置进行理论分析和试验研究，提出环氧沥青防水粘结层合理的试验方法及评价指标，对于防水材料的选择、铺装结构优化设计都具有重要的理论意义和应用价值。

.4桥面铺装材料研究和使用现状评述

铺装材料是桥面铺装的基础，为了设计出性能优良的桥面铺装材料，各国道路工作者开展了广泛的试验研究。为改善普通水泥混凝土桥面铺装性能，在普通水泥混凝土中加入钢纤维，这种钢纤维水泥混凝土的路用性能较普通水泥混凝土桥面铺装有明显改善。为改善和提高桥面铺装沥青混凝土的性能，道路科研工作者也进行了广泛深入的研究。这些研究主要集中在沥青胶结料性能的改善、优化级配、确定合理的沥青混合料孔隙率，以及高性能层间粘结材料的研究开发。这些研究主要是针对大跨径钢桥桥面铺装，针对大跨径混凝土桥桥面铺装材料的研究较少。由于混凝土桥面铺装结构与普通路面结构有较大的差异，并目不同结构桥梁的桥面板类型也有较大差异，那么对混凝土桥面铺装材料的技术性能也有不同的要求。

桥面铺装问题的解决取决于开发和设计能够适应桥面变形及受力特点的铺装材料。国外对桥面铺装材料研究得较早，其中几种较成熟的沥青混凝土结构形式包括：浇注式沥青混凝土（Gussasphalt）、沥青玛蹄脂混合料（Masticasphalt)、沥青玛蹄脂碎石(SMA)、改性环氧磨耗层铺装：

①浇注式沥青混凝土铺装材料

浇注式沥青混凝土起源于德国，并在英国、瑞典、丹麦、日本等国家得到较广泛的应用。浇注式沥青混凝土最初只是用于道路和桥面铺装上因工作面积小、尤法采用机械碾压的局部修补中，后来发现浇注式沥青混凝土具有良好的防水性和较高的变形追随性，才被广泛应用于桥面铺装。浇注式沥青混凝土铺装特点是：采用高含量天然湖沥青或聚合物改性沥青，高含量矿粉，低空隙率(小于1%)，抗老化、抗裂性能强；分两阶段高温（0-50C)下拌和及浇筑式摊铺，摊铺时浇筑式沥青混凝土具有一定流动性，不需要碾压，自由流动密实成型。为增强铺装上下层的结合及增强浇筑式混合料的热稳性，一般在其上撒布一层粒径约5-13mm及13-0mm的预拌碎石，并压入浇注式混凝土中。

由于浇注式沥青混凝土铺装材料具有良好的防水和较高的钢板变形追随能力，日本明石海峡大桥的铺装下层(保护层)就采用浇注式沥青混凝土作为铺装材料。但是，浇筑式沥青混凝土高温稳定性差，易形成车辙。施工需要一系列专用设备，对气候和桥面清洁度要求苛刻。一般只适用于夏季温度不太高的国家和地区，如德国和英国等一些欧洲国家和日本。而在热带和亚热带夏季气温高目持续时间长的地区，它们的适用性有待进一步验证。

②沥青玛蹄脂混合料铺装材料

沥青玛蹄脂混合料(MasticAsphalt)沥青玛蹄脂混合料是由沥青胶结料、矿粉和粗集料组成的无孔隙不透水的混合料。沥青玛蹄脂混合料在欧洲广泛应用，在英国规定用十悬索桥桥面铺装已有30多年。沥青胶结料主要由普通沥青(针入度60-70)和特立尼达湖沥青按一定比例混合组成，标准要求70%特立尼达湖沥青。沥青玛蹄脂可以现场拌制（拌和温度00~30C）；或工厂预制并冷却成5kg块状，以便运到现场重新加热融化。施工时加入单一粒径(10-14mm)粗集料(约占总质量的45%)加热搅拌，并采用专用摊铺机浇筑式摊铺，最后在其表面压入预拌沥青碎石(公称尺寸为14mm)。沥青玛蹄脂混合料具有优良的防水性及耐久性，其预期寿命为5年。自s沥青玛蹄脂混合料在桥面铺装中作为磨耗层或防水层广泛应用，并在我国香港青马大桥及江阴大桥得到应用。与浇注式沥青混凝土相比，沥青玛蹄脂混凝土铺装层的厚度薄，质量轻；GussAsphalt与Masticasphalt均是完全悬浮式结构，骨料间毫无嵌挤。依赖硬质沥青的高软化点和高的矿粉含量以及高温施工所带来的薄沥青膜(基本没自由沥青)形成其强度和达到热稳性要求。与浇注式沥青混凝土相同，该铺装材料的高温性能较差。

③改性沥青SMA铺装材料

SMA（StoneMasticAsphalt)是在沥青玛蹄脂混合料基础上，进一步增大碎石用量，从而形成粗骨料间良好嵌挤的骨架密实型结构，这就为SMA提供了良好的热稳性和粗糙混合料表面。采用纤维是SMA与其它混合料类型的重要区别之一，纤维的加入使得混合料中的沥青含量可以加大到6.0~7.0%，矿粉的含量也相应地增大到8%-1%左右，从而使SMA混合料的孔隙率降低到.5%-3.5%左右。高的沥青用量，厚的沥青膜使得SMA混合料的耐久性、低温抗裂性和抗疲劳特性都得到了明显的改善。

在日本，SMA多用于铺装底层，代替浇筑式沥青混凝土，以增强铺装的抗车辙性能，面层仍多用密级配改性沥青混凝土、开级配改性沥青混凝土；在德国，改性沥青SMA既可用于铺装下层，也可用于铺装面层。在美国高粘度改性沥青的SMA铺装也种用于已破坏的环氧改性沥青铺装的修复。改性沥青的SMA混合料施工与密级配沥青混凝土的施工基本相同。但是，由于SMA混合料的级配是断级配，级配范围很窄，所以拌合的生产控制要求严格。

④环氧沥青混凝土铺装材料

环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的混合物。环氧沥青铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用，美国、德国还编写了相应的环氧沥青桥面铺装规范。环氧沥青是壳牌石油公司在二十世纪五十年代后期,为抵御航空燃料和喷气尾流对机场跑道的损害而发明的特殊改性沥青产品。如s,美国粘合工程公司在横跨旧金山海湾的SanDiego-coronadoq大桥上,将环氧沥青混凝土作为桥面铺装材料进行了第一次商业应用,，至今仍保持良好的使用性能。随后在GoldenGate桥、SanFrancisco-Oakland桥、巴西CostadeSilva桥、澳大利亚WestGate桥等进行了应用。我国在年建成通车的南京长江二桥钢桥面铺装中，首次采用了环氧沥青混凝土技术。铺装层质量达到设计要求，并且表现出优良的使用性能，为我国大跨径钢桥桥面铺装提供了一个成功的先例。随后的舟山桃夭门大桥、上海青浦大桥、天津沽口大桥、江苏润扬大桥、南京长江三桥等也成功使用了环氧沥青路面材料。环氧沥青混凝土是在拌和厂将能够缓慢固化的环氧沥青与热集料混合后制成的聚合物改性混凝土，使用传统的沥青混凝土筑路设备进行铺筑和碾压。冷却封常温后路面将进入半固化状态,可快速开放交通,但达到完全应力状态一般需要一周的时间。环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂,施工中对时间和温度的要求十分严格,施工难度大,材料及施工成本较高，相关技术资料在国外多为专利产品。

3项目研究内容、拟解决的关键问题，拟采取的研究方法、技术路线，及本项目的创新之处

本项目通过现场调研、理论分析和试验研究等手段，开发混凝土桥面铺装用环氧沥青，并将桥面防水、层间粘结、桥面沥青铺装层作为一个完整的工作体系开展系统研究，提出基于环氧沥青的桥面铺装体系的材料、设计和施工质量控制措施。

（1）混凝土桥面铺装耐久性及防水状况调查分析

选择有代表性的高等级公路和国道上设置沥青混凝土桥面铺装的水泥混凝土桥梁为调查对象，调查损坏情况和破坏形式，分析桥面铺装早期损坏的原因，调查桥梁的结构及桥面铺装结构型式、桥面铺装厚度、是否设置防水层、铺装层与桥面板的粘结状况、防排水措施、桥面铺装主要病害及使用、维修状况等，分析桥面损坏原因及影响耐久性的因素。

（1）桥面沥青混凝土铺装层病害调查；

（）桥面防水状况调查和铺装结构调查；

（3）混凝土桥面板病害及腐蚀状况调查。

（4）桥面耐久性影响因素分析。

（5）桥面铺装病害机理分析及其与铺装体系（桥面防水、层间粘结、沥青铺装）的关系。

（）环氧沥青桥面防水层研究

本文依托工程实际，对防水粘结层材料进行力学分析和试验研究，以此指导防水粘结材料的选取和防水粘结层的设计，重点在于对环氧沥青在水泥混凝土桥面上的应用性能进行研究，并提出该粘结层材料在施工中可行性分析报告和需要注意的技术问题，本文主要研究内容如下：

（1）对防水粘结体系进行理论分析，从中得出防水粘结材料断裂形式及粘附强度的影响因素；

（）通过剪切、拉拔等试验研究环氧沥青防水粘结材料的性能，对比国产环氧沥青和其他防水粘结层在不同条件下的性能，从技术经济角度综合比较环氧沥青防水粘结层和其他防水材料，最终确定水泥混凝土桥面铺装施工的防水粘结层材料；

（3）对防水粘结体系进行力学分析，分析防水粘结层计算参数及铺装层各参数对铺装受力特别是桥面板与防水粘结层间最大剪应力的影响，为防水粘结材料的选择提供计算依据；

(3)环氧沥青铺装层研究

本项目结合依托工程，对桥面铺装用环氧沥青混凝土进行试验研究，研究并提出结合料环氧树脂组分和沥青组分的技术指标和标准；结合环氧沥青特点，研究并提出最佳级配和配合比设计方法，并试验研究环氧沥青混合料各项性能，提出环氧沥青混合料设计指标和标准。

（1）通过系统试验，研究并提出结合料环氧沥青技术要求；

（）采用不同级配类型（AC级配、SMA级配）对环氧沥青混合料进行试验研究，通过比较和分析，提出环氧沥青混合料级配确定方法及适用条件；

（3）进行不同环氧沥青混合料马歇尔试验和路用性能试验，提出环氧沥青混合料马歇尔设计参数和路用性能技术要求；

（4）通过正交设计试验方法对混合料的拌合时间、拌合温度、容留时间、击实功、固化时间进行设计；依据马歇尔稳定度、空隙率以及流值等因素，确定一套符合水泥混凝土桥桥面环氧沥青铺装施工要求的容留时间范围、固化时间、拌合时间、拌合温度等施工控制指标。

（4）桥面防水层铺装结构设计及有效性评价研究

选择几种典型的铺装结构，分别进行不铺设防水层、铺设不同类型及厚度铺装层的试件进行室内试验，讨论防水层铺装结构的路用性能及施工性能，评价铺装体系的有效性并指导结构设计。

1．按照试验设计目的，对不同铺装体系进行层间剪切、层间拉拔试验等，评价铺装体系的有效性，并提出评价标准；

.对不同铺装体系进行各项路用性能试验，提出铺装层路用性能技术要求；

3.通过与其他类型改性沥青路用性能比较，分析其提早开放交通的可行性。

（5）实体工程及铺装体系施工工艺与控制研究

结合以上研究成果，在实体工程上进行防水层和铺装层施工，检验防水材料性能、铺装层实际使用效果，研究合理的施工工艺及质量控制措施。

（1）通过实际施工，总结环氧沥青防水层施工工艺及质量控制措施；

（）通过实际施工，研究环氧沥青铺装层施工工艺及质量控制措施；

（3）总结并提出环氧沥青桥面铺装体系的施工技术指南。

3.3拟解决的关键问题

通过本项目的研究，拟重点解决下述关键技术问题，以形成水泥混凝土桥面环氧沥青铺装设计与施工技术：

（1）环氧沥青开发及技术要求；

（）环氧沥青桥面防水粘结层；

（3）环氧沥青桥面铺装层材料开发。

铺装体系设计与施工技术研究

1.研究目的和意义

桥面铺装层是桥梁上部结构的重要组成部分，起着保护桥梁主体和为行车提供舒适、安全的路面功能的作用。它不但直接承受车轮的压力、冲击、振动、剪切荷载和气候因素的长期作用，而且还受到桥梁上部结构的约束作用。所以桥面铺装不但需要具有抵抗外界荷载和自然因素作用的耐久性、适应桥梁变形的能力、防渗水性能，还需要具有平整性、抗滑耐磨耗性等特点。正是因为桥面铺装处于比一般路面更为严苛的的力学环境和工作条件，同时作为桥梁结构的组成部分，对其有着更高的技术要求。所以，桥面铺装一直是世界各国道路工作者的一个重要研究领域。

近年来，随着交通量及轴载越来越大，以及气候条件越来越苛刻，我国的桥面铺装层普遍出现了严重的早期病害，极大地影响了桥梁的服务品质，造成了巨大的经济损失。实践表明，水泥混凝土桥面铺装层破坏后的修复费用往往要数倍于原来的投资，而且修复时间较长，严重影响交通车辆行驶的安全性、快捷性和舒适性。

桥梁作为悬空结构物，受自然因素的作用更为显著，其上桥面铺装对自然因素的变化敏感，比路基路段的沥青路面更容易出现早期病害。有调查发现在夏季炎热季节，箱梁桥面板的温度要比气温高5℃~35℃，车辙发生的可能性要高于普通路段；桥面对低温和温度的升降循环更为敏感，更为容易出现各种形式的裂缝。

桥梁挠度大，震动剧烈，温度应力显著，有时还存在负弯矩，这些外力条件都比材料在路面中所受的要苛刻。另外，由于沥青混合料铺装层同水泥混凝土桥桥梁结构在材料性能上差异较大，即一柔一刚，因此会导致在外力作用下应力与变形的不连续。由于受这种复杂的温度应力、负弯矩、剪应力、超载、偏载及冲击力的影响，桥面铺装出现变形类损害和裂缝类损害。

作为一个完整的工作体系，桥面铺装的使用性能和寿命取决于桥面防水、桥面与沥青铺装层的粘结、沥青铺装层性能。调研发现，在桥面铺装损害中，有的病害是由于桥面沥青铺装层性能差引起的、有的是由于层间粘结失效导致的，也有的病害是由于桥面防水效果不佳引起的。

在严苛的工作环境和工作条件下，桥面铺装病害不断，如我国的武汉长江二桥建成通车时间不长，桥面铺装层就出现裂缝、混凝土剥落、钢筋外露、许多大小不等的坑；湖北省武黄高速公路上的桥面铺装层通车3年，开裂和破损达总的铺装层面积的7.5%，且有的经维修后不到一年又再度破坏，几乎每年都要维修；汕头海湾大桥的钢纤维桥面铺装层使用两个月出现了较多的裂缝，随后，裂纹越来越多，局部还出现了破碎，通车不到两年，需修补的面积己占行车道面积的3/4；南京长江大桥的公路桥在年8月花费多万元，整修后不到半年又不得不重修；广东省佛开高速公路，开通不到两年，全线17座大型桥梁竟有14座被迫返工维修，重新铺装桥面，耗费多万元；苏格兰格拉斯哥市(Glasgow)的京斯顿大桥(KingstonBridge)是全欧洲车流最繁忙的桥，于年出现桥面破坏症状，在无法中断交通进行施工的情况下，修复投资约万美元，是原桥梁造价50万美元的5倍多。

近年来，随着我国公路建设事业的发展，高速公路逐渐向山区延伸，公路桥梁数量越来越多，在道路里程中所占比例越来越高（有的超过1/3），跨径越来越长，桥梁对整个公路运营显得越来越重要，桥面铺装耐久性也成了一个急需解决的问题。

在桥面铺装研究和应用推广过程中，为了达到使用性能好、耐久的设计目标，国内外研究人员通过对桥面铺装工作体系的研究，总结提出了桥面铺装设计原则：①应具备良好的高温稳定性、②优良的抗疲劳性能、③完善的防水排水体系、④良好的层间粘结、⑤对桥面板变形的追随性、⑥良好的平整度及抗滑性能。

为了满足以上设计要求，国内外出现了多种材料和工艺，如各种桥面防水材料、桥面铺装沥青层、层间粘结材料等，实际使用效果参差不齐，而在长期的研究和应用过程中，发现环氧沥青不论在桥面防水、层间粘结、沥青铺装都具有明显的优势。

环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的混合物。自年美国SanMateo-Hayward大桥首次采用了环氧沥青混合料做桥面铺装材料以来，环氧沥青铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用。固化后的环氧沥青混合料是一种强度与力学性能均较高的材料，并且对温度的敏感程度较低。大量的室内试验和实际应用均证明环氧沥青混凝土具有很多优点：①强度高，韧性好；②高温稳定性和低温抗裂性能均比其他类型的沥青混凝土高出很多；③具有极好的抗疲劳性能和水稳定性能；④具有很强的抗化学物质侵蚀的能力，包括溶剂、燃料和油。所以说，环氧沥青为解决桥面铺装问题提供了非常好的解决途径。

综上所述，虽然国内外在桥面铺装领域进行了不少研究，但始终未能很好的解决铺装病害问题，本项目拟在以往研究的基础上，以环氧沥青为材料，并重点解决环氧沥青在桥面铺装体系应用中的技术难题，主要体现在以下几个方面：

（）需要进一步深入分析桥面铺装损害机理。目前有关桥面铺装的损害基本上是套用沥青路面的病害分类和评价方法，对于铺装病害多是简单地归因于严苛的工作环境和条件等外因，对病害产生的内因（材料和结构）及其与外因的关系未进行深入研究，而这样的结论对解决问题没有实质意义。所以，需要通过调查和研究，分析各类病害产生过程和机理，探讨各类病害与铺装体系（桥面防水、层间粘结、沥青铺装）的关系，为建立桥面铺装体系的设计模型和技术要求提供理论基础。

（）需要结合桥面铺装结构特点，研究验证桥面铺装结构设计理论和方法。在实际桥梁工程设计中，桥面铺装只是作为桥梁结构的附属结构，一般不作专门的计算分析，现行规范只是对桥面铺装的做法、材料、厚度做了指导性说明。在桥面铺装设计方面，还没有获得世界公认的结构设计组合形式、结构厚度、材料种类及设计指标、验算方法及指标等，还没有形成系统的设计理论依据。为了更科学合理地设计桥面铺装，需要结合桥面铺装力学特性分析，研究桥面铺装结构设计理论和方法。

（5）需要更深入进行桥面粘结和防水层研究。目前国内己明确沥青桥面铺装必须由防水粘结层和沥青铺装层组成，但对桥面防水粘结的研究和试验才刚刚起步。交通部刚刚颁布实施的《路桥用水性沥青基防水涂料》行业标准，还有很多不完善之处，在桥面防水粘结材料选择上存在盲目性。近几年，市场上出现了种类繁多的桥面防水材料，面对种类繁多、良莠不齐的新产品和新材料，以及铺天盖地的产品广告宣传，给工程技术人员的材料选择和设计带来很大的困惑。而研究证明，环氧沥青在桥面防水和层间粘结方面，具有很大的优势。需要进一步进行各种防水和粘结材料的比较和评价，并重点对环氧沥青粘结与防水材料的技术标准开展研究。

（6）需要结合混凝土桥面铺装的工作条件，研究与开发性能优良且耐久的铺装材料。由于沥青混凝土桥面具有良好的行驶性能，适合应用于大跨径桥梁，世界各国的桥面铺装多采用沥青混凝土体系，各国的研究者结合本国的国情，对铺装层混合料的性能和结构形式分别作出了特殊的规定，目前常用的桥面铺装层材料主要有四类：普通改性沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA、环氧沥青混凝土。在这几种沥青铺装层中，环氧沥青混凝土具有明显的性能优势，环氧沥青铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用，国内的一些桥面铺装也多是采用进口的环氧沥青，价格高，随着我国桥梁工程建设的不断发展，自主开发环氧沥青技术和环氧沥青混凝土铺装具有重要的社会和经济意义。

（5）我国对桥面防水层和铺装的应用研究起步较晚，目前还没有完善的施工技术规范和质量检测标准，各地做法不尽相同，一般都是根据经验进行施工操作，施工质量不稳定，从某种程度上讲，这也是造成局部损害的重要原因。特别是环氧沥青，施工和质量控制难度较大，对温度和施工时间控制要求很高，需要深入分析环氧沥青技术特点，研究施工工艺，进一步细化施工与质量控制措施，促进其推广和应用。

综上所述，桥面铺装病害是我国高速公路建设中面临的严峻问题，今后若干年，我国特别是山区公路建设还将快速发展，还有大量的桥梁需要建设，改进技术，提高质量显得尤为迫切，亟需开展相关研究。

本项目开发混凝土桥面铺装用环氧沥青，并将桥面防水、层间粘结、桥面沥青铺装层作为一个完整的工作体系开展系统研究，提出水泥混凝土桥梁桥面铺装的技术要求，明确铺装材料的性能要求，分析铺装层结构体系构成及相关影响因素，并优化设计沥青混凝土桥面铺装材料。本课题研究将为相关混凝土桥梁桥面铺装设计与施工提供理论与试验参考依据，同时也将为桥面铺装的规范化积累数据，促进桥面铺装技术水平的进步。桥面铺装问题的解决将提高桥面铺装使用寿命及路用性能，有效的保护桥面板，减少桥面维修费用及因维修造成的交通延误损失，提供更加舒适可靠的交通环境，该课题具有重要的经济效益及社会效益。

.国内外研究动态评述

.1桥面铺装层力学特性及铺装破坏机理研究现状评述

总体而言，桥面铺装与路基路段的沥青路面结构力学响应上有明显的区别，并主要体现在以下几个方面：

（1）桥面铺装虽然在沥青层上表现为层状结构，但不具备半无限体的路基，这就使桥面铺装无法直接应用弹性层状体系理论进行计算分析。

（）桥面铺装的不利受力状态模式，往往是一般沥青路面受力的倒置模式，即铺装表面受拉，而路面铺装层层底受拉。

（3）桥面铺装体系中不同材料间的模量之差巨大，钢材与沥青混凝土的模量比为0左右，水泥混凝土与沥青混凝土的模量比为30左右，而一般沥青路面结构体系中相邻层次的模量比一般为3~5，模量比较大，将造成不同材料层间的巨大剪应力。

（4）桥面铺装处于空间结构一桥梁的表面，承受空间温度场的作用，而沥青路面一般承受半空间温度场，这一点对于钢桥面沥青混凝土铺装尤为重要。

（5）由于桥梁本身的动力特性，桥面铺装与梁体共同参与桥梁结构的自振与荷载激振，虽然沥青路面也具有一定的动力特性，但相对于桥面铺装要小得多。

（6）出于降低集中应力的考虑，桥面板一般很平滑，尤其是钢桥面，加之第（3）点所述的模量差别，桥面铺装与桥面板之间无法形成沥青混凝土面层与基层之间所形成嵌挤连接，只能主要依靠防水豁结材料本身的勃结强度实现层间的完全连续受力状态，结合(3)的分析，巨大的层间剪应力与恶劣的层间结合条件使桥面铺装的层间结合技术成为桥面铺装的关键技术之一。

传统的桥梁设计主要重视桥梁本身的结构受力特性分析，以保证桥梁整体安全，而桥面铺装层一般只作为均布恒载作用在桥面板上，并不对铺装层进行专门的力学分析。随着大跨径桥梁的大量修建及重型交通量的不断增加，许多桥梁的桥面铺装层在服务期内均出现了不同类型的破坏，甚至有的桥梁在通车几个月后桥面铺装就出现了大面积的破损，直接影响了桥梁的使用性能。目前，国内外对于桥面铺装的研究大多侧重新型材料的使用上，通过采用新型的铺装层材料来达到改善桥面铺装层的路用性能的目的。而对于桥面铺装层破坏机理的研究相对很少。国内外一些学者和专家对沥青混凝土桥面铺装层进行了力学分析和计算，如我国的一些学者和专家建立了简化的沥青混凝土桥面铺装层力学模型，日本学者计算了沥青混凝土铺装层的荷载应力，意大利学者计算了沥青混凝土铺装层的温度应力等。对于水泥混凝土铺装则基于线弹性理论，计算分析了铺装层在桥梁肋板处、连续梁支点处和桥面连续铺装负弯矩区拉应力，并提出配筋设计方法；卢哲安等通过在铺装层界面预埋应力应变仪，对铺装层在静载和动载的作用下产生的应力、应变和振动波形进行了测试，并结合计算机模拟计算，揭示了铺装层损坏的原因，发现桥面板铺装层破损的主要是由于其结构与所用的材料不匹配，铺装层过薄，材料的抗弯拉强度、弯曲韧性以及抗疲劳性能等比较差，干缩较大，桥面铺装层与桥面板之间联系筋失效，且夹有泥土，造成界面粘结强度低，耐久性差。美国加州大学SanDieg。分校的SeibleF.和LathamC.T.教授对钢筋混凝土桥面板上的水泥混凝土铺装的特性进行了研究。研究内容主要集中在粘结界面上，他们认为桥面铺装层的破坏主要是因为铺装层的剥离。

目前，国内外主要针对钢桥桥面铺装进行研究。世界上最早开展钢桥面铺装研究和实践的国家是德国，随后法国、日本、美国等国家也相继开展了这方面的工作。少数国家(如德国、日本等)还制定了相应的技术规范。这些国家对钢桥桥面铺装层设计(包括铺装材料与厚度设计)主要采用结合材料试验的经验设计法，英、美等国己开始用有限元分析程序对钢桥面铺装体系进行简单的力学分析；我国近十年来才开始大量修建大跨径钢桥，对钢桥面板铺装层的研究工作起步较晚，主要是借鉴国外经验，研究适合我国的桥面铺装技术，并利用有限元对铺装进行力学分析，进而探讨钢桥桥面铺装的破坏机理。

对于钢筋混凝土桥的桥面铺装世界各国都很少研究，对水泥混凝土桥面铺装层破坏机理的研究更少。国内外的研究大多是在水泥混凝土桥面铺装的材料和施工技术方面。近年来各类改性纤维的不断问世，生产出了一些优质的桥面铺装材料。尽管如此，桥面铺装层的破坏也时有发生。因此，加强对水泥混凝土桥面铺装层破坏机理的研究非常必要。

.环氧沥青材料研究现状评述

国外从上个世纪六十年代就开始研究环氧树脂改性石油沥青，并在多处的实体工程进行使用。美国的ChemCoSystems公司、日本的Watanabegumi公司都已经生产专利的环氧沥青。这些公司生产的环氧树脂沥青大多数用于结合料，有的也生产粘结料，如美国的ChemCoSystems公司环氧沥青系列。

ChemCoSystems公司的环氧沥青是获得壳牌石油公司的许可制造的。在上世纪五十年代的末期，壳牌石油公司开发了环氧沥青，主要是用于抵抗发动机的燃料和尾气对道路路面的损坏，尤其是机场跑道。年，由美国的Adhensive工程公司首次将环氧沥青用于洛杉矶的SanMateo-Hayward大桥的正交异性桥面板铺装。迄今为止，壳牌环氧沥青用于桥面铺装层的数量已经达到了吨，共计6500平方英尺。

壳牌环氧沥青混凝土主要是一种两组分的聚合物混凝土，该环氧沥青采用慢速固化的固化剂，虽然铺筑之后可以通车，但是要完全固化则依据周围环境要持续—6周时间。该环氧沥青具有多种系列，其中作为粘结剂的环氧沥青具有固化速度快、粘度高等特点。与普通沥青混凝土相比，环氧沥青混凝土的强度较高，其中马歇尔稳定度是普通沥青混凝土的6-8倍，流值相当。

早在0世纪70年代，日本就对环氧沥青混合料进行过广泛的研究，日本北海道大学土木学科的间山正一、营原照雄就对环氧沥青混合料的配制、模量、应力松弛性能、破坏性能进行了研究。然而环氧沥青混合料对温度和时间的要求较为苛刻，因此环氧沥青在日本的应用并非一帆风顺。直到0世纪90年代，日本对环氧沥青的认识进入到较为成熟的阶段，环氧沥青在日本的应用日渐深入。目前，日本主要将环氧沥青应用于路面磨耗层及多孔性沥青混合料。日本的Watanabegumi公司生产的环氧沥青采用的是柔性环氧，外加的沥青为直馏沥青，具有优良的抵抗车辙能力、优异的变形能力以及良好的耐久性和耐候性[7]。

目前，世界上将环氧沥青混凝土这种高性能材料应用于桥面铺装工程中的国家主要有美国、加拿大、荷兰、澳大利亚和中国等。其中美国应用最为广泛。此外，有的国家还专门提出了环氧沥青的技术要求。如日本年所制订的《日本本州四国连络桥桥面铺装标准》，就对环氧沥青的铺装技术从设计到施工各个环节制订了条文，以供连络桥施工遵照执行。表1-1列出了世界上部分采用环氧沥青混凝土铺装的正交异性钢板桥。

我国环氧沥青桥面铺装虽然起步较晚，但是随着基础设施的大量建设，也积累了丰富的经验，发展了符合我国气候的环氧沥青铺装。从南京长江第二大桥开始，我国引入了环氧沥青这种桥面铺装材料，并由此展开了我国桥面铺装史上新的一页。随后，环氧沥青混凝土桥面铺装又相继用于润扬长江大桥试验桥、江阴长江大桥试验段、浙江舟山桃夭门大桥以及润扬长江大桥、江阴长江大桥桥面修复、南京长江三桥等国家重点工程。从南京长江二桥五年多的桥面使用状况以及其他各桥的施工质量检测指标来看，环氧沥青混凝土桥面铺装效果从总体上较为令人满意，此项技术在我国也日渐成熟。

目前，随着国产的环氧沥青年首次铺筑了天津国泰钢桥桥面获得成功。经过检测，国产环氧沥青混凝土各项技术指标均达到国际水准，而且施工温度差与宽度指标优于国外同等产品，产品价格比国外环氧沥青砼低/3左右。随后国产环氧沥青又成功的应用于武汉天兴洲长江大桥，改变了依靠进口环氧沥青修筑桥面铺装的落后局面，翻开了国产环氧沥青桥面铺装的新篇章。

.3桥面防水材料性能研究及应用现状

在我国高等级公路建设发展初期，有关桥面防水问题还没有引起人们的足够重视，在混凝土桥面防水的研究上几乎是空白。过去常有一个错误的观点，认为混凝土本身不怕水，钢筋混凝土结构的桥梁无需做防水处理，因此，对桥面系的构造设计不太讲究甚至很粗糙。与此形成鲜明对比的是，欧美国家标准明确规定了所有的桥梁必须设置可靠的防水体系。事实上，恰恰是因为构造设计的缺陷以及没有完善的防水体系，才引起了很多结构病害，致使桥梁过早地遭到破坏而成为危桥。我国自上个世纪80年代后期，开始重视桥面防水技术，而且随着我国高速公路建设逐步转向山区，桥梁涵洞等公路构造物所占的比重越来越大，而高等级公路对路面质量要求较高，对桥面铺装的质量要求相应提高。虽然桥面防水技术有了很大程度的发展，但至今仍存在一些缺陷，全国各地仍然存在由于防水不力，大量的桥面铺装层及桥梁破坏现象。可见，尽管桥面防水技术在我国已使用多年，但仍处于初级阶段，在材料、结构及施工等方面的研究缺乏系统性。

长期的工程实践证明了桥面防水的重要性，为完善和提高防水系统的使用性能，新一轮的研究和应用高潮开始在许多国家展开。英国TRRL于0世纪80年代末、90年代初开展了一项庞大和系统的研究计划，SHRP计划对防水系统的使用性能和无破损检测技术进行了研究，美国的NCHRP也于年对混凝土桥面防水进行了大规模的调查和研究，并重申了桥面防水系统在新建和改建、维修工程中的重要性。年，英国的Thoegersen专门对桥面防水层的气泡问题进行研究；年，Johnson针对防水层的破坏特征进行了大量的野外观测和研究，为修订阿拉斯加州防水施工规范提供依据；新英格兰的HustonDR于年对防水材料及检验等进行深入研究；同年，瑞士的Koichi和Manfred研究了不同参数对防水层与桥面混凝土粘结力的影响，采用了一些新的性能试验用于判断防水薄膜与桥面混凝土粘结力。到目前为止，欧美等国仍在对混凝土桥面防水系统进行着深入和系统的研究。

相比较而言，我国在混凝土桥面防水的研究几乎是空白，早期的混凝土桥梁一般采用水泥混凝土铺装作为应对之策。现在大多数混凝土桥梁使用沥青混凝土铺装，通常在主梁顶面上采用3～10cm厚的水泥混凝土或4～8cm沥青混凝土作为磨耗层。尽管北京、天津等地在混凝土桥面应用桥面防水层已有多年，大多数地区对桥面防水的应用仍处于起步阶段。而且，各地区均没有完善的桥面防水设计、施工、检测规范和标准，尤其在防水材料的选择上缺乏科学性。这造成目前桥面防水系统的材料和施工工艺主要照搬屋面防水工程，尚未形成一套适用于评价和选用桥面防水材料的性能指标和试验手段，这导致桥面防水材料市场十分混乱，质量参差不齐，同时已设置防水层的桥面铺装也产生了不少问题，如防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生早期破坏、防水材料本身质量不过关以致起不到防水作用等。

许多材料均可作为防水膜，NCHRP-报告中对种防水系统进行研究，并根据以下5个特性提出系统的分类标准：预制类（即卷材）和现场铺设（涂膜），热熔类和热固类，加强和非加强类，设磨耗层和不设磨耗层类。英国TRRL根据48种防水膜的室内试验和野外调查而采用的分类方法，它是基于材料的组成将防水膜分为卷材和涂膜两类。其中，卷材类防水材料是指工厂预制生产成型的材料，使用时被粘到桥面板上形成连续的防水膜。涂膜类是指由一组份或两组份化合物经水分或有机化学溶液处治形成，使用时涂到桥面上，固化后形成具有一定厚度的防水膜，有时在涂层之间铺有胎体增强材料来提高其抗拉强度。除此以外，沥青类材料在建筑和桥面防水工程上应用较早，也比较广泛。郭莹莹（）用新型的胶粉改性沥青作为桥面防水材料，并与SBS防水材料进行比较，通过对防水材料及防水层进行试验研究，确定了适宜的桥面防水系统。谢祥根（）指出SBR改性乳化沥青做桥面防水粘结层,能有效起到封缝(微裂缝)、防水的作用,且与水泥混凝土桥面板的粘结性能良好,具有良好的高低温性能、抗剪性能,是一种可靠、简单、经济、环保的功能结构层。

樊欣海对桥面防水材料的制备以及工作机理进行了研究。王凤民等总结了目前常用的聚氨酯弹性防水涂料、环氧胶乳防水涂料、聚合物沥青防水涂料、FYT型阳离子氯丁胶乳化沥青防水涂料等几种防水层材料类型的优缺点，认为桥面防水层加入玻璃纤维布或无纺布为辅助材料，采用两布六涂的方式施工效果较好。

近年来，随着工程技术人员对桥面防水的重视，在防水材料的开发应用方面出现了许多新的思路。一些常用的桥面防水材料都有自身的缺点，采用化学改性的方法就可以改善其缺点，开发出新型的防水材料。张荣辉针对环氧树脂在使用过程中容易产生脆性破坏的特点，在环氧树脂中加入聚硫橡胶，提高了环氧树脂的柔韧性，并且结合广东西江公路铁路两用双层大桥的防水层施工，介绍了改性环氧树脂的配合比设计方法及施工工艺。王新明（）研究认为，高剂量SBR改性橡胶沥青和环氧沥青均具有良好的路用性能和物理力学性能，环氧沥青的抗拉强度与抗剪强度均较SBR改性橡胶沥青大，且粘结力极强，受高温等因素的影响相对较小，可用于钢桥和水泥混凝土桥面防水层，是一种优良的桥面防水材料。

热固性粘结材料指环氧沥青，它通过在沥青中掺入一定比例的环氧树脂及固化剂与催化剂后,在加热条件下发生复杂的物理化学反应而得到。同前两类材料相比,这种材料无论在粘结能力、变形能力,还是在热稳定性方面,都具有明显优势。南京长江二桥就采用了环氧沥青作为粘结层。伴随着环氧沥青铺装层的使用，环氧沥青粘结层逐渐作为一种性能优良的粘结防水材料而采用。并且在国内一系列环氧沥青铺装钢桥面中取得了成功。

桥面防水粘结材料应具备抵抗面层摊铺和碾压的能力、抵抗热沥青混合料的高温作用和经受行车荷载的考验，并在此条件下与桥面板和面层粘结良好，保证水分无法渗透到桥面板。防水粘结层性能的好坏对桥面铺装的使用寿命影响很大，良好的防水粘结层可以提高铺装层的抗剪切性能，减少铺装层产生推移、拥包、渗水等早期病害情况发生，延长桥面铺装的使用寿命。到目前为止，我国仍没有关于桥面防水方面的规范和标准。因此，本项目结合开发的环氧沥青对桥面防水材料级防水层的设置进行理论分析和试验研究，提出环氧沥青防水粘结层合理的试验方法及评价指标，对于防水材料的选择、铺装结构优化设计都具有重要的理论意义和应用价值。

.4桥面铺装材料研究和使用现状评述

铺装材料是桥面铺装的基础，为了设计出性能优良的桥面铺装材料，各国道路工作者开展了广泛的试验研究。为改善普通水泥混凝土桥面铺装性能，在普通水泥混凝土中加入钢纤维，这种钢纤维水泥混凝土的路用性能较普通水泥混凝土桥面铺装有明显改善。为改善和提高桥面铺装沥青混凝土的性能，道路科研工作者也进行了广泛深入的研究。这些研究主要集中在沥青胶结料性能的改善、优化级配、确定合理的沥青混合料孔隙率，以及高性能层间粘结材料的研究开发。这些研究主要是针对大跨径钢桥桥面铺装，针对大跨径混凝土桥桥面铺装材料的研究较少。由于混凝土桥面铺装结构与普通路面结构有较大的差异，并目不同结构桥梁的桥面板类型也有较大差异，那么对混凝土桥面铺装材料的技术性能也有不同的要求。

桥面铺装问题的解决取决于开发和设计能够适应桥面变形及受力特点的铺装材料。国外对桥面铺装材料研究得较早，其中几种较成熟的沥青混凝土结构形式包括：浇注式沥青混凝土（Gussasphalt）、沥青玛蹄脂混合料（Masticasphalt)、沥青玛蹄脂碎石(SMA)、改性环氧磨耗层铺装：

①浇注式沥青混凝土铺装材料

浇注式沥青混凝土起源于德国，并在英国、瑞典、丹麦、日本等国家得到较广泛的应用。浇注式沥青混凝土最初只是用于道路和桥面铺装上因工作面积小、尤法采用机械碾压的局部修补中，后来发现浇注式沥青混凝土具有良好的防水性和较高的变形追随性，才被广泛应用于桥面铺装。浇注式沥青混凝土铺装特点是：采用高含量天然湖沥青或聚合物改性沥青，高含量矿粉，低空隙率(小于1%)，抗老化、抗裂性能强；分两阶段高温（0-50C)下拌和及浇筑式摊铺，摊铺时浇筑式沥青混凝土具有一定流动性，不需要碾压，自由流动密实成型。为增强铺装上下层的结合及增强浇筑式混合料的热稳性，一般在其上撒布一层粒径约5-13mm及13-0mm的预拌碎石，并压入浇注式混凝土中。

由于浇注式沥青混凝土铺装材料具有良好的防水和较高的钢板变形追随能力，日本明石海峡大桥的铺装下层(保护层)就采用浇注式沥青混凝土作为铺装材料。但是，浇筑式沥青混凝土高温稳定性差，易形成车辙。施工需要一系列专用设备，对气候和桥面清洁度要求苛刻。一般只适用于夏季温度不太高的国家和地区，如德国和英国等一些欧洲国家和日本。而在热带和亚热带夏季气温高目持续时间长的地区，它们的适用性有待进一步验证。

②沥青玛蹄脂混合料铺装材料

沥青玛蹄脂混合料(MasticAsphalt)沥青玛蹄脂混合料是由沥青胶结料、矿粉和粗集料组成的无孔隙不透水的混合料。沥青玛蹄脂混合料在欧洲广泛应用，在英国规定用十悬索桥桥面铺装已有30多年。沥青胶结料主要由普通沥青(针入度60-70)和特立尼达湖沥青按一定比例混合组成，标准要求70%特立尼达湖沥青。沥青玛蹄脂可以现场拌制（拌和温度00~30C）；或工厂预制并冷却成5kg块状，以便运到现场重新加热融化。施工时加入单一粒径(10-14mm)粗集料(约占总质量的45%)加热搅拌，并采用专用摊铺机浇筑式摊铺，最后在其表面压入预拌沥青碎石(公称尺寸为14mm)。沥青玛蹄脂混合料具有优良的防水性及耐久性，其预期寿命为5年。自s沥青玛蹄脂混合料在桥面铺装中作为磨耗层或防水层广泛应用，并在我国香港青马大桥及江阴大桥得到应用。与浇注式沥青混凝土相比，沥青玛蹄脂混凝土铺装层的厚度薄，质量轻；GussAsphalt与Masticasphalt均是完全悬浮式结构，骨料间毫无嵌挤。依赖硬质沥青的高软化点和高的矿粉含量以及高温施工所带来的薄沥青膜(基本没自由沥青)形成其强度和达到热稳性要求。与浇注式沥青混凝土相同，该铺装材料的高温性能较差。

③改性沥青SMA铺装材料

SMA（StoneMasticAsphalt)是在沥青玛蹄脂混合料基础上，进一步增大碎石用量，从而形成粗骨料间良好嵌挤的骨架密实型结构，这就为SMA提供了良好的热稳性和粗糙混合料表面。采用纤维是SMA与其它混合料类型的重要区别之一，纤维的加入使得混合料中的沥青含量可以加大到6.0~7.0%，矿粉的含量也相应地增大到8%-1%左右，从而使SMA混合料的孔隙率降低到.5%-3.5%左右。高的沥青用量，厚的沥青膜使得SMA混合料的耐久性、低温抗裂性和抗疲劳特性都得到了明显的改善。

在日本，SMA多用于铺装底层，代替浇筑式沥青混凝土，以增强铺装的抗车辙性能，面层仍多用密级配改性沥青混凝土、开级配改性沥青混凝土；在德国，改性沥青SMA既可用于铺装下层，也可用于铺装面层。在美国高粘度改性沥青的SMA铺装也种用于已破坏的环氧改性沥青铺装的修复。改性沥青的SMA混合料施工与密级配沥青混凝土的施工基本相同。但是，由于SMA混合料的级配是断级配，级配范围很窄，所以拌合的生产控制要求严格。

④环氧沥青混凝土铺装材料

环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的混合物。环氧沥青铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国家得到大量应用，美国、德国还编写了相应的环氧沥青桥面铺装规范。环氧沥青是壳牌石油公司在二十世纪五十年代后期,为抵御航空燃料和喷气尾流对机场跑道的损害而发明的特殊改性沥青产品。如s,美国粘合工程公司在横跨旧金山海湾的SanDiego-coronadoq大桥上,将环氧沥青混凝土作为桥面铺装材料进行了第一次商业应用,，至今仍保持良好的使用性能。随后在GoldenGate桥、SanFrancisco-Oakland桥、巴西CostadeSilva桥、澳大利亚WestGate桥等进行了应用。我国在年建成通车的南京长江二桥钢桥面铺装中，首次采用了环氧沥青混凝土技术。铺装层质量达到设计要求，并且表现出优良的使用性能，为我国大跨径钢桥桥面铺装提供了一个成功的先例。随后的舟山桃夭门大桥、上海青浦大桥、天津沽口大桥、江苏润扬大桥、南京长江三桥等也成功使用了环氧沥青路面材料。环氧沥青混凝土是在拌和厂将能够缓慢固化的环氧沥青与热集料混合后制成的聚合物改性混凝土，使用传统的沥青混凝土筑路设备进行铺筑和碾压。冷却封常温后路面将进入半固化状态,可快速开放交通,但达到完全应力状态一般需要一周的时间。环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂,施工中对时间和温度的要求十分严格,施工难度大,材料及施工成本较高，相关技术资料在国外多为专利产品。

3项目研究内容、拟解决的关键问题，拟采取的研究方法、技术路线，及本项目的创新之处

本项目通过现场调研、理论分析和试验研究等手段，开发混凝土桥面铺装用环氧沥青，并将桥面防水、层间粘结、桥面沥青铺装层作为一个完整的工作体系开展系统研究，提出基于环氧沥青的桥面铺装体系的材料、设计和施工质量控制措施。

（1）混凝土桥面铺装耐久性及防水状况调查分析

选择有代表性的高等级公路和国道上设置沥青混凝土桥面铺装的水泥混凝土桥梁为调查对象，调查损坏情况和破坏形式，分析桥面铺装早期损坏的原因，调查桥梁的结构及桥面铺装结构型式、桥面铺装厚度、是否设置防水层、铺装层与桥面板的粘结状况、防排水措施、桥面铺装主要病害及使用、维修状况等，分析桥面损坏原因及影响耐久性的因素。

（1）桥面沥青混凝土铺装层病害调查；

（）桥面防水状况调查和铺装结构调查；

（3）混凝土桥面板病害及腐蚀状况调查。

（4）桥面耐久性影响因素分析。

（5）桥面铺装病害机理分析及其与铺装体系（桥面防水、层间粘结、沥青铺装）的关系。

（）环氧沥青桥面防水层研究

本文依托工程实际，对防水粘结层材料进行力学分析和试验研究，以此指导防水粘结材料的选取和防水粘结层的设计，重点在于对环氧沥青在水泥混凝土桥面上的应用性能进行研究，并提出该粘结层材料在施工中可行性分析报告和需要注意的技术问题，本文主要研究内容如下：

（1）对防水粘结体系进行理论分析，从中得出防水粘结材料断裂形式及粘附强度的影响因素；

（）通过剪切、拉拔等试验研究环氧沥青防水粘结材料的性能，对比国产环氧沥青和其他防水粘结层在不同条件下的性能，从技术经济角度综合比较环氧沥青防水粘结层和其他防水材料，最终确定水泥混凝土桥面铺装施工的防水粘结层材料；

（3）对防水粘结体系进行力学分析，分析防水粘结层计算参数及铺装层各参数对铺装受力特别是桥面板与防水粘结层间最大剪应力的影响，为防水粘结材料的选择提供计算依据；

(3)环氧沥青铺装层研究

本项目结合依托工程，对桥面铺装用环氧沥青混凝土进行试验研究，研究并提出结合料环氧树脂组分和沥青组分的技术指标和标准；结合环氧沥青特点，研究并提出最佳级配和配合比设计方法，并试验研究环氧沥青混合料各项性能，提出环氧沥青混合料设计指标和标准。

（1）通过系统试验，研究并提出结合料环氧沥青技术要求；

（）采用不同级配类型（AC级配、SMA级配）对环氧沥青混合料进行试验研究，通过比较和分析，提出环氧沥青混合料级配确定方法及适用条件；

（3）进行不同环氧沥青混合料马歇尔试验和路用性能试验，提出环氧沥青混合料马歇尔设计参数和路用性能技术要求；

（4）通过正交设计试验方法对混合料的拌合时间、拌合温度、容留时间、击实功、固化时间进行设计；依据马歇尔稳定度、空隙率以及流值等因素，确定一套符合水泥混凝土桥桥面环氧沥青铺装施工要求的容留时间范围、固化时间、拌合时间、拌合温度等施工控制指标。

（4）桥面防水层铺装结构设计及有效性评价研究

选择几种典型的铺装结构，分别进行不铺设防水层、铺设不同类型及厚度铺装层的试件进行室内试验，讨论防水层铺装结构的路用性能及施工性能，评价铺装体系的有效性并指导结构设计。

1．按照试验设计目的，对不同铺装体系进行层间剪切、层间拉拔试验等，评价铺装体系的有效性，并提出评价标准；

.对不同铺装体系进行各项路用性能试验，提出铺装层路用性能技术要求；

3.通过与其他类型改性沥青路用性能比较，分析其提早开放交通的可行性。

（5）实体工程及铺装体系施工工艺与控制研究

结合以上研究成果，在实体工程上进行防水层和铺装层施工，检验防水材料性能、铺装层实际使用效果，研究合理的施工工艺及质量控制措施。

（1）通过实际施工，总结环氧沥青防水层施工工艺及质量控制措施；

（）通过实际施工，研究环氧沥青铺装层施工工艺及质量控制措施；

（3）总结并提出环氧沥青桥面铺装体系的施工技术指南。

3.3拟解决的关键问题

通过本项目的研究，拟重点解决下述关键技术问题，以形成水泥混凝土桥面环氧沥青铺装设计与施工技术：

（1）环氧沥青开发及技术要求；

（）环氧沥青桥面防水粘结层；

（3）环氧沥青桥面铺装层材料开发。

一、环氧沥青混凝土施工组织：

1、主要施工设备：

环氧沥青混凝土桥面铺装主要施工设备见表1-10，其中环氧沥青混合机和环氧沥青洒布车为专用设备，其他设备可以采用功能精度相同或者类似的相应设备代替。

沥青混合料拌和机要求为间歇式，每盘料拌和1～4吨，环氧沥青混合料拌和厂厂址选择应使运料车行驶时间控制在30分钟以内。

环氧沥青混凝土桥面铺装主要施工设备

序号

名称

规格

数量

1

沥青混合料拌和机

3型（或同类设备）

1台

沥青混合料摊铺机

ABG—43(或同类设备，需带电热式熨平板)

台

3

非接触式平衡梁

SAS系统

1套

4

轮胎式压路机

TL—0

台

5

双轮双振压路机

DD

台

6

自卸车

载重量﹥15t，后轴为双桥型

15～0辆

7

环氧沥青洒布车

专用

1台

8

环氧沥青混合机

专用

1台

9

装载机

ZL—50

1台

10

石料洒布器

1台

11

小型振动压路机

1台

1

小型吹风机

手持式

台

13

切缝机

手持式

4～10台

上述设备可以根据具体工作面情况进行调整。

二、水泥混凝土桥面施工工艺流程：

桥面清洁处理→洒布环氧沥青防水粘结层→碎石撒布→桥面铺装施工

三、环氧沥青材料的性能的性能特点，

1、超强的粘结能力

环氧沥青防水粘结层材料与混凝土的拉拔强度超过混凝土材料自身的抗拉强度，是一般防水材料的5—10倍。常温下水泥混凝土桥面用防水粘结材料抗剪强度可达1.0MPa.

、可靠的防水性能

环氧沥青A、B组分在高温下混合洒布后初始粘度低，具有很强的渗透性，可以迅速沿桥面混凝土微小空隙或裂缝进入桥面板内部，在面层摊铺高温作用下发生固化法应形成极高的结合强度，而且可以修复桥面板水泥混凝土的微缺陷，杜塞渗水通道，大幅提高防水粘结效果。

3、优良的高温稳定性、低温抗裂性能

在℃高温下，仍呈现固态形式下而不流淌，在-40℃的低温下，尚具有5%的断裂延伸率和高达0MP的拉伸强度。

4、优异的耐老化特性

该材料在模拟老化条件下拉伸强度和断裂延伸率基本不降低。

5、强度高、韧性强

环氧沥青混凝土的MARSHELL稳定性可达40—50KN(最高80KN),是普通沥青混凝土的5—8倍，而流值却大致相同，环氧沥青混凝土不仅具有高强度，且具有好的柔韧性。

6、良好的高温稳定性及低温抗裂性能

环氧沥青是一种热固性材料，在高温下会变软但不流动。用环氧沥青混凝土摊铺的桥面铺装层具有良好的高温稳定性，不会出现车辙、推挤、拥包等病害。低温下具有良好的抗裂性。

7、良好的耐久性

在酸、碱、盐、油等液体溶剂浸泡15天后，材料性能基本没有变化。能有良好的耐化学药品性和耐油性。残留MARSHELL稳定度高达90%，具有良好的抗水性能。

8、合理的设计厚度

环氧沥青混凝土具有强度高、耐疲劳性能优越等特点，只需3～3cm即可达到铺装层对强度和耐久性的要求（传统沥青的铺装层设计厚度要求不小于9cm），综合造价明显降低。

四、用于水泥桥面环氧沥青的性能指标

适用于水泥混凝土桥面铺装的环氧沥青HLJ—、防水粘结层环氧沥青HLJ—。

NJ环氧沥青防水粘结材料技术指标

项目

技术指标

HLJ—

重量比（A:B）

:

拉拔强度

3℃，混凝土

≧1.0MPa

剪切强度

3℃，混凝土

≧1.00MPa

不透水性

0.3MPa

30min不渗水

耐热性

00℃

不熔化

抗刺破及渗水

暴露轮碾实验（0.7MPa,次）后，0.3MPa水压下不渗水

在荷载作用下的热挠曲温度/℃

-10℃～-18℃

NJ环氧沥青（铺装层）材料的技术指标

项目

技术指标

HLJ—

重量比

:50

浸耗率（3℃）/%

≦35

吸水率（7天，3℃）/%

≦0.3

在荷载作用下的热挠曲温度/℃

-18℃～5℃

粘度增至1cp的时间（10℃）/min

≧35

稳定度（KN）

≧30

马歇尔流值（0.1mm）

0—40

孔隙率（%）

≦4

沥青饱和度(%)

≧75

残留稳定度(%)

≧80

小梁弯曲试验，弯曲应变（-15℃）

≧.0×10-3

车辙实验，动稳定度（60℃）/次·mm-1

≧3没有变形

冻融劈裂实验TSR(%)

≧90