结合江顺大桥钢桥面铺装工程实例，研究了如何提高钢桥桥面上层的结构深度和防滑性能。 对常规环氧沥青混合料进行优化，通过实验室试验和试验路面分析验证了优化后的级配环氧沥青混凝土的性能。 结果表明，优化后的粗级配环氧沥青混合料性能与常规密配级配料相似，表面结构和防滑性能得到显著改善。
关键字：
钢桥面路面 |施工深度 |疲劳耐久性 |混合比例 |富含沥青的混合物 FAC-10
桥面铺装材料作为桥梁行驶的重要组成部分，其主要作用是为行驶车辆提供长期稳定、平整的行驶路面，桥面铺装的质量直接影响到行驶的安全性、舒适性、耐久性和投资效益。 正交各向异性钢桥面由于其特殊的使用条件，要求路面层具有良好的变形能力、良好的高温稳定性、较长的使用寿命和抗疲劳开裂性[1]。 环氧沥青混凝土力学性能优越，强度高，后续性好，高温稳定性和抗疲劳性优良，层间粘结性强，能满足钢桥面的特殊要求。
环氧沥青混凝土作为钢桥面铺装材料，其配合比多采用较细的悬架致密结构，这类结构配合料具有较高的致密性和内聚力，但内摩擦角小，易造成湿态防滑力不足的问题。 为了在不降低钢桥面面性能的前提下提高钢桥面面的防滑性能，本文基于江顺大桥钢桥面面铺装的实际工程实例，对环氧沥青混凝土级配的优化设计进行了优化，并将优化后的坡度与常规级配的性能进行了分析和对比，以期为我国环氧沥青混合料的进一步推广提供依据和参考。
一、项目概况
江顺大桥是广佛江高速公路上横跨西江的桥梁，钢箱梁总长1020m，桥面总宽39m，主跨700m。 主桥为斜拉桥，双塔双索面钢筋混凝土混合梁，主梁为流线型平箱梁。 钢箱梁桥面采用正交各向异性板结构，根据受力需要，屋面采用塔架附近和钢-混凝土接缝段的厚度为20mm，其他地区快车道的屋面厚度为16mm，重车道范围内的屋面厚度为18mm。 广东月平均最高气温达28°C4.夏季最高气温为38°C7、历史最低平均温度-3级，桥面铺装材料设计温度范围-5-65。 江顺大桥钢桥面铺装结构如图1所示。
2. EA-10混合比优化设计
2.1.设计思路。
提高沥青混凝土路面的防滑性能，主要原因有：（1）选择合适的防滑层材料，适当增加宏观结构深度; （2）调整骨料级配，使粒径为475mm的粗骨料含量更能获得相对理想的防滑性能指标; （3）采用胶粉改性沥青混合料，改善表面织构[2-3]。
对于钢桥面铺装用环氧沥青混合料，为了提高表面结构深度和防滑性能，本文主要调整了坡度。 较粗的级配可以延长路面层的疲劳寿命，但会降低路面在潮湿条件下的防滑能力，在选择级配时，抗疲劳性和防滑性是矛盾的[4]。 设计思路如下：（1）从较粗的级配入手，提高施工深度，参考FAC-10的级配设计。 （2）在上层混合料的设计中，采用与下层相同的0%3%孔隙率控制，通过配合料的强度和变形性能来检查混合料的性能，从而保证路面层混合料的耐久性和抗疲劳性。 （3）将优化后的混合料的性能试验数据与常规密配EA-10环氧沥青混合料的性能进行比较。
全沥青含量（FAC）的设计基于干涉理论，采用体积设计方法设计混合料[5]，使粗骨料形成骨架预埋挤压结构，细骨料和沥青砂浆填充骨架空隙[6]。 根据FAC方法设计的混合物不仅保证了骨架的充分嵌入和挤压，而且控制了空隙，从而提高了混合物的性能。
具体工程实践来看，广东马坊大桥于2011年采用FAC-10环氧沥青混合料进行单层75mm路面试验段，经过3年交通繁忙、薄钢板作业条件的检验，目前运行良好，马坊大桥计划于2015年采用该方案进行9跨大修。
2.2.设计渐变。
2.2.1 个聚合。
骨料必须坚硬、致密、清洁、耐磨，颗粒形状好（类似于立方体），无风化表面，坚硬的石材与粘结剂具有良好的粘结性能。 粗骨料的粒径大于 236mm优质碎石骨料，如玄武岩、辉绿岩、闪长岩等，颗粒形状类似于立方体。 本项目使用河源或广西辉绿岩，其技术指标见表1和表2。
2.2.2.环氧沥青。
采用日本热拌环氧沥青粘结剂，由基体沥青、环氧树脂主剂和固化剂组成。 将56 44所述的主剂与固化剂混合形成的混合物与沥青按50 50的比例混合，在一定温度下固化成型，形成环氧沥青。 环氧树脂主剂与沥青混合时使用的沥青是A-70基沥青。 环氧树脂与环氧沥青混合后的技术指标见表3和表4。
2.2.3层设计。
沥青混合料的三种典型结构形式是：悬浮式紧凑结构、骨架空隙结构和骨架紧凑结构。 为避免桥面路面出现开裂、松动、坑洼等病害，应选择致密结构。 环氧沥青是一种热固性材料，在高温下会变软但不流动，因此悬浮致密环氧沥青混合料理论上具有良好的高温稳定性，级配设计应保证混合料具有优良的抗疲劳性。 参照沥青路面规范AC-10悬架压实级配范围，根据设计级配的上下限，常规环氧沥青混合料密实级配称为EA-10。 借鉴实际工程中马方大桥钢桥面铺装的FAC-10骨架紧凑结构，在常规密密级配EA-10的基础上，不断调整475mm、2.36mm、1.18mm等筛孔的合格率使其比FAC-10级配更精细，优化级配记录为EA-10。 在级配调整过程中，始终控制 0% 和 3% 的空隙率。 设计等级见表5。
3、环氧沥青混合料性能检验
3.1.低温小梁弯曲试验。
根据试验规程（JTGE20-2011T0715），采用低温小梁弯曲试验对沥青用量最佳的环氧沥青混合料进行评价，试验结果见表6。 低温小梁弯曲试验结果表明，常规致密EA-10的弯曲拉伸应变为3如图21e 03所示，优化级配后上层的弯曲拉伸应变为315E-03，下层 309E-03，均大于 30E-03满足设计要求。
3.2.水稳定性试验。
最佳油石比6Marshall试验按JTGE20-2011T0709-2011程序进行，试验结果见表7。 水稳定性试验结果表明，常规致密EA-10的残余稳定性为9802%，优化级配后试样上下层的残余稳定性为。 5%，均满足混合料设计检验指标中Marshall残余稳定性大于85%的要求。
3.3.高温稳定性试验。
使用最佳用量的沥青 6制备5%车辙试件，按照JTGE20-2011T0719-2011规定进行环氧沥青混合料车辙试验，试验温度为70°C，试验结果见表8。 高温稳定性试验结果表明，常规密配级配EA-10的车辙稳定性为13547倍，残余稳定性为11472倍mm，优化级配试件上下层的残余稳定性为11911倍，满足混合比设计试验不低于8000倍的车辙试验动态稳定性要求。
4.试铺路
2014年11月29日，长约100米，145m宽钢箱梁采用环氧沥青混凝土试验段铺设，以优化的级配比为目标配合比。 12月5日，对试验路面进行测试，测试项目包括结构深度、摩擦系数、厚度、级配和层间粘结等，平均测试结果见表9。
从表9可以看出，经过级配优化后的EA-10优化环氧沥青混合料上层结构深度为055、防滑系数为61，均能满足设计要求。 优化前的EA-10的施工深度为042、防滑系数为48，均不符合设计要求。 透水系数和层间粘接均能满足要求。 因此，经过级配优化后，环氧沥青混合料的表面结构深度和防滑系数得到了改善。
5. 结论
本文为提高钢桥桥面面层结构深度和防滑性能，基于广东江顺大桥项目，优化环氧沥青混凝土EA-10配合比，分析路面的低温弯曲性能、水稳定性、高温稳定性和防滑性能，并与常规级配混合料进行比较。 结果表明：
1）结合实际工程实例，参照沥青路面规范的AC-10型级配，采用比FAC-10更精细的级配优化EA-10级配，可有效提高环氧沥青混合料的防滑性能。
2）在上层配合料设计中，与下层采用相同的0%3%孔隙率控制，优选优化的粗级配环氧沥青混凝土EA-10，其低温小梁弯曲试验、水稳定性试验和高温稳定性试验均能满足设计要求。
3）参考工程试验段的应用效果和试验性能试验，表明优化后的粗级配环氧沥青混合料的性能与常规的密结级配混合料相似，表面结构和防滑性能明显提高，作为江顺大桥路面上层基本可行。
全文完。 首次发表于《广东省公路交通》2015年第6期。 作者简介：袁玲（1987-），女，湖北省黄梅市人，工学硕士，主要研究方向：路基路面设计与理论研究。
DTS-30 CTS-30多功能路面材料动态试验系统是一种液压伺服试验系统，采用数控高性能伺服阀，可在高达100Hz的频率下提供准确的加载波形。 DTS-30 CTS-30多功能路面材料动态试验系统可进行拉伸、压缩和动态载荷，适用于测试沥青、土壤、未粘结废料、纤维和塑料等各种不同材料。 DTS-30 CTS-30配备了意大利Matest-P**Etest CDAS CDAS2数字控制器、TestLab2软件和全套测试配件，实现了软硬件的良好结合。 DTS-30 CTS-30 动态测试系统是一个紧凑、完全集成、用户友好和环保的测试系统。
特征：
紧凑、坚固的装载架。
占地面积小：90cmx135cm，包括液压动力装置和环境室。
反应框架嵌入环境柜中。
可移动温度控制单元。
全套配置适用于广泛的测试应用。
数字液压伺服控制。
标准配置是 4 轴控制和 16 通道数据采集系统（可选高端 CDAS CDAS2）。
有关道路交通、土木工程和岩土工程的更多知识和设备，请联系 tiptop！