結合江順大橋鋼橋面鋪裝工程例項，研究了如何提高鋼橋橋面上層的結構深度和防滑效能。 對常規環氧瀝青混合料進行優化，通過實驗室試驗和試驗路面分析驗證了優化後的級配環氧瀝青混凝土的效能。 結果表明，優化後的粗級配環氧瀝青混合料效能與常規密配級配料相似，表面結構和防滑效能得到顯著改善。
關鍵字：
鋼橋面路面 |施工深度 |疲勞耐久性 |混合比例 |富含瀝青的混合物 FAC-10
橋面鋪裝材料作為橋梁行駛的重要組成部分，其主要作用是為行駛車輛提供長期穩定、平整的行駛路面，橋面鋪裝的質量直接影響到行駛的安全性、舒適性、耐久性和投資效益。 正交各向異性鋼橋面由於其特殊的使用條件，要求路面層具有良好的變形能力、良好的高溫穩定性、較長的使用壽命和抗疲勞開裂性[1]。 環氧瀝青混凝土力學效能優越，強度高，後續性好，高溫穩定性和抗疲勞性優良，層間粘結性強，能滿足鋼橋面的特殊要求。
環氧瀝青混凝土作為鋼橋面鋪裝材料，其配合比多採用較細的懸架緻密結構，這類結構配合料具有較高的緻密性和內聚力，但內摩擦角小，易造成濕態防滑力不足的問題。 為了在不降低鋼橋面面效能的前提下提高鋼橋面面的防滑效能，本文基於江順大橋鋼橋面麵鋪裝的實際工程例項，對環氧瀝青混凝土級配的優化設計進行了優化，並將優化後的坡度與常規級配的效能進行了分析和對比，以期為我國環氧瀝青混合料的進一步推廣提供依據和參考。
一、專案概況
江順大橋是廣佛江高速公路上橫跨西江的橋梁，鋼箱梁總長1020m，橋面總寬39m，主跨700m。 主橋為斜拉橋，雙塔雙索面鋼筋混凝土混合梁，主梁為流線型平箱梁。 鋼箱梁橋面採用正交各向異性板結構，根據受力需要，屋面採用塔架附近和鋼-混凝土接縫段的厚度為20mm，其他地區快車道的屋面厚度為16mm，重車道範圍內的屋面厚度為18mm。 廣東月平均最高氣溫達28°C4.夏季最高氣溫為38°C7、歷史最低平均溫度-3級，橋面鋪裝材料設計溫度範圍-5-65。 江順大橋鋼橋面鋪裝結構如圖1所示。
2. EA-10混合比優化設計
2.1.設計思路。
提高瀝青混凝土路面的防滑效能，主要原因有：（1）選擇合適的防滑層材料，適當增加巨集觀結構深度; （2）調整骨料級配，使粒徑為475mm的粗骨料含量更能獲得相對理想的防滑效能指標; （3）採用膠粉改性瀝青混合料，改善表面織構[2-3]。
對於鋼橋面鋪裝用環氧瀝青混合料，為了提高表面結構深度和防滑效能，本文主要調整了坡度。 較粗的級配可以延長路面層的疲勞壽命，但會降低路面在潮濕條件下的防滑能力，在選擇級配時，抗疲勞性和防滑性是矛盾的[4]。 設計思路如下：（1）從較粗的級配入手，提高施工深度，參考FAC-10的級配設計。 （2）在上層混合料的設計中，採用與下層相同的0%3%孔隙率控制，通過配合料的強度和變形效能來檢查混合料的效能，從而保證路面層混合料的耐久性和抗疲勞性。 （3）將優化後的混合料的效能試驗資料與常規密配EA-10環氧瀝青混合料的效能進行比較。
全瀝青含量（FAC）的設計基於干涉理論，採用體積設計方法設計混合料[5]，使粗骨料形成骨架預埋擠壓結構，細骨料和瀝青砂漿填充骨架空隙[6]。 根據FAC方法設計的混合物不僅保證了骨架的充分嵌入和擠壓，而且控制了空隙，從而提高了混合物的效能。
具體工程實踐來看，廣東馬坊大橋於2011年採用FAC-10環氧瀝青混合料進行單層75mm路面試驗段，經過3年交通繁忙、薄鋼板作業條件的檢驗，目前執行良好，馬坊大橋計畫於2015年採用該方案進行9跨大修。
2.2.設計漸變。
2.2.1 個聚合。
骨料必須堅硬、緻密、清潔、耐磨，顆粒形狀好（類似於立方體），無風化表面，堅硬的石材與粘結劑具有良好的粘結性能。 粗骨料的粒徑大於 236mm優質碎石骨料，如玄武岩、輝綠岩、閃長岩等，顆粒形狀類似於立方體。 本專案使用河源或廣西輝綠岩，其技術指標見表1和表2。
2.2.2.環氧瀝青。
採用日本熱拌環氧瀝青粘結劑，由基體瀝青、環氧樹脂主劑和固化劑組成。 將56 44所述的主劑與固化劑混合形成的混合物與瀝青按50 50的比例混合，在一定溫度下固化成型，形成環氧瀝青。 環氧樹脂主劑與瀝青混合時使用的瀝青是A-70基瀝青。 環氧樹脂與環氧瀝青混合後的技術指標見表3和表4。
2.2.3層設計。
瀝青混合料的三種典型結構形式是：懸浮式緊湊結構、骨架空隙結構和骨架緊湊結構。 為避免橋面路面出現開裂、鬆動、坑窪等病害，應選擇緻密結構。 環氧瀝青是一種熱固性材料，在高溫下會變軟但不流動，因此懸浮緻密環氧瀝青混合料理論上具有良好的高溫穩定性，級配設計應保證混合料具有優良的抗疲勞性。 參照瀝青路面規範AC-10懸架壓實級配範圍，根據設計級配的上下限，常規環氧瀝青混合料密實級配稱為EA-10。 借鑑實際工程中馬方大橋鋼橋面鋪裝的FAC-10骨架緊湊結構，在常規密密級配EA-10的基礎上，不斷調整475mm、2.36mm、1.18mm等篩孔的合格率使其比FAC-10級配更精細，優化級配記錄為EA-10。 在級配調整過程中，始終控制 0% 和 3% 的空隙率。 設計等級見表5。
3、環氧瀝青混合料效能檢驗
3.1.低溫小梁彎曲試驗。
根據試驗規程（JTGE20-2011T0715），採用低溫小梁彎曲試驗對瀝青用量最佳的環氧瀝青混合料進行評價，試驗結果見表6。 低溫小梁彎曲試驗結果表明，常規緻密EA-10的彎曲拉伸應變為3如圖21e 03所示，優化級配後上層的彎曲拉伸應變為315E-03，下層 309E-03，均大於 30E-03滿足設計要求。
3.2.水穩定性試驗。
最佳油石比6Marshall試驗按JTGE20-2011T0709-2011程式進行，試驗結果見表7。 水穩定性試驗結果表明，常規緻密EA-10的殘餘穩定性為9802%，優化級配後試樣上下層的殘餘穩定性為。 5%，均滿足混合料設計檢驗指標中Marshall殘餘穩定性大於85%的要求。
3.3.高溫穩定性試驗。
使用最佳用量的瀝青 6製備5%車轍試件，按照JTGE20-2011T0719-2011規定進行環氧瀝青混合料車轍試驗，試驗溫度為70°C，試驗結果見表8。 高溫穩定性試驗結果表明，常規密配級配EA-10的車轍穩定性為13547倍，殘餘穩定性為11472倍mm，優化級配試件上下層的殘餘穩定性為11911倍，滿足混合比設計試驗不低於8000倍的車轍試驗動態穩定性要求。
4.試鋪路
2014年11月29日，長約100公尺，145m寬鋼箱梁採用環氧瀝青混凝土試驗段鋪設，以優化的級配比為目標配合比。 12月5日，對試驗路面進行測試，測試專案包括結構深度、摩擦係數、厚度、級配和層間粘結等，平均測試結果見表9。
從表9可以看出，經過級配優化後的EA-10優化環氧瀝青混合料上層結構深度為055、防滑係數為61，均能滿足設計要求。 優化前的EA-10的施工深度為042、防滑係數為48，均不符合設計要求。 透水係數和層間粘接均能滿足要求。 因此，經過級配優化後，環氧瀝青混合料的表面結構深度和防滑係數得到了改善。
5. 結論
本文為提高鋼橋橋面面層結構深度和防滑效能，基於廣東江順大橋專案，優化環氧瀝青混凝土EA-10配合比，分析路面的低溫彎曲效能、水穩定性、高溫穩定性和防滑效能，並與常規級配混合料進行比較。 結果表明：
1）結合實際工程例項，參照瀝青路面規範的AC-10型級配，採用比FAC-10更精細的級配優化EA-10級配，可有效提高環氧瀝青混合料的防滑效能。
2）在上層配合料設計中，與下層採用相同的0%3%孔隙率控制，優選優化的粗級配環氧瀝青混凝土EA-10，其低溫小梁彎曲試驗、水穩定性試驗和高溫穩定性試驗均能滿足設計要求。
3）參考工程試驗段的應用效果和試驗效能試驗，表明優化後的粗級配環氧瀝青混合料的效能與常規的密結級配混合料相似，表面結構和防滑效能明顯提高，作為江順大橋路面上層基本可行。
全文完。 首次發表於《廣東省公路交通》2015年第6期。 作者簡介：袁玲（1987-），女，湖北省黃梅市人，工學碩士，主要研究方向：路基路面設計與理論研究。
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