CN103225249B - 灌入式修补环氧沥青钢桥面浅小坑洞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种灌入式修补环氧沥青钢桥面浅小坑洞的方法。具体做法是，首先通过坑洞的深度、面积来计算坑洞的大小和修补的体积进而确定冷拌料和胶水的质量，然后将坑洞表面杂物及剥落物清除后，在顶层涂刷环氧树脂底层油，接着将计算好的冷拌料均匀摊铺在修补区域内，并且摊平，用小型压路机振动来回碾压，碾压至比原有路面略低，在达到要求的压实度后，将之前准备的一定质量的胶水灌入到冷拌料表面并且要做到均匀灌注。在表面撒上一层细砂，养生24h后便可开放交通。其技术操作简单，环保效益显著，且节省时间，同时坑洞修补处能够达到原有环氧沥青铺装层的铺装效果，特别适合于小面积坑槽修补。
Description
技术领域
本发明涉及一种修补环氧沥青钢桥面坑洞的方法，尤其是涉及一种通过将环氧树脂灌入大孔隙冷拌沥青混合料的方法来修补环氧沥青钢桥面浅小坑洞的方法。
背景技术
近年来，我国快速建成了一批大桥，尤其是跨海大桥。由于环氧沥青混凝土具有强度高、韧性好、耐久性和高温稳定性好、低温抗裂能力强等优点，纷纷选用环氧沥青混凝土作为桥面铺装材料。桥面铺装层是桥梁的重要组成，直接影响到桥梁的服务水平。部分大跨径钢桥桥面环氧沥青铺装层出现了开裂、坑洞、脱层等病害，但是对于环氧沥青混凝土铺装层的病害修补，国内鲜有讨论。所以通过灌入式的方法来修补环氧沥青钢桥面坑洞的方法，具有非常重大的意义。
国外应用环氧沥青混凝土铺装层已经有较长的历史，对其病害修复已开展了相关的研究和应用，上个世纪60年代，美国学者Metcalf 对环氧沥青桥面铺装材料率先开展了模拟疲劳对比试验。国外大多环氧沥青混凝土铺装层使用寿命很长，出现的病害以疲劳开裂为主，且损害较轻微。例如美国San Mateo-Hayward 1967年开放交通，至2004年桥面铺装的使用状况仍然很好，期间只是对裂缝进行了封闭修复。
近年来，我国开始关注环氧沥青钢桥面铺装层病害的研究，但是仅限于裂缝的产生机理，而并没有得到具体的防止裂产生的集体措施及控制指标。
由于我国在环氧沥青钢桥面铺装的研究起步较晚，技术还不成熟，而且目前仍处于铺装材料的组成设计研究时期。同时因为国内外环境气候、施工工艺各方面的差别，国外的技术借鉴学习后，意义不大。所以国内自己研究出一套适合中国的钢桥面铺装层病害修补技术，尤为重要。
发明内容
本发明的目的公开一种通过灌入式的方法来修补环氧沥青钢桥面坑洞的方法，填补国内环氧沥青铺装层钢桥面养护的一项空白。由于环氧沥青混凝土优良的使用性能，所以要求修补材料也必须要达到像环氧沥青混凝土一样的性能，包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性、耐久性。此外还要具备良好的变形协调能力，与桥面的变形相协调。同时要减少坑洞修补的时间和修补材料早期强度的形成时间，做到尽快开放交通。
本发明给出的技术方案为：
一种通过灌入式的方法来修补环氧沥青钢桥面浅小坑洞的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
一、首先制备施工料：
材料设计为由胶水和冷拌料组成，胶水与冷拌料的质量比为17.05~20%；
胶水选用的是环氧树脂,
冷拌料密度为1.83g~1.93/cm3,并根据修补范围的体积和冷拌料室内标准击实的密度，确定冷拌料的用量：
式中：—修补区域所需要的冷拌料质量；
—冷补料标准击实50次的毛体积密度，由室内试验取1.83~1.93g/cm3；
s—修补区域的面积大小；
h—修补区域的深度，比实际坑洞高度低1~2mm。
所述冷拌料由冷拌沥青母料和石料两者的冷拌混合而成，其拌合温度为40~80℃，混合而成的冷拌料可以储存；。
所述冷拌料中的冷拌母料用量为石料质量的4~5%；
为了保证冷拌料有较大的空隙，所述冷拌料中的石料级配组成(按照质量百分比)：
75~85%的粗石料（粒径10～20mm），
12.5~17.5%的细石料（粒径5～10mm），
2.5~7.5%的碎石（粒径0～5mm）。
所述环氧树脂为施工时现配，环氧树脂是由A、B组分构成，A组分为树脂基，B组分为固化剂，A:B为2：1 ，两者混合后制备的环氧树脂应满足的技术要求为：
| 粘度(Pa·s) | 12-16 |
| 25℃凝胶时间 | 4~6h |
| 25℃固化时间 | 48h-7d |
| 抗拉强度(Mpa) | >17.2 |
| 延展率 | 30-40% |
| 邵氏硬度 | 60-70 |
| 吸水率 | <0.2% |
| 抗压强度(Mpa) | 48.3-62.1 |
二、然后现场施工：
（1）接着将计算好的冷拌料拌合好，均匀摊铺在桥面坑洞修补区域内，并且摊平，
（2）用小型压路机振动来回碾压使得充分压实，碾压至比原有桥面铺装层顶略低1~2mm，达到要求的压实度，
（3）按照冷拌料的质量，计算所需要的胶水量,将胶水灌入到压平的冷拌料表面,均匀灌注，特别注意边角处的均匀性,
（4）在完成的表面撒一层2mm厚的烧制铝钒土或粗砂，起到防滑作用，防滑粗砂的铺洒与环氧树脂灌注时间间隔应该不大于环氧树脂表干时间，具体要求见表1,
表1 加铺防滑砂时间要求
养生24h小时后，再开放交通。本发明灌入式修补方法，其修补工艺采用先填冷拌混合料后灌胶水的方式，为此，集料的级配设计保证了冷拌混合料具有较大的空隙，以此保证施工过程中环氧树脂胶水容易灌入。本发明方法特别适用于环氧沥青钢桥面浅小坑洞的病害修补，可以降低对修补料的压实要求。
本发明方法操作简单、节能环保、可行性强，在常温状态下进行即可，不需要给修补料加热，同时坑洞修补处能够达到原有环氧沥青铺装层的铺装效果。并且铺装层病害修补后，原有修补处不会出现二次病害。本发明技术方法适用于浅小坑洞，其施工的灵活，对于小范围的修补优势明显。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明，两个实施例中采购的原材料一致。技术方案中环氧树脂具体采用陶氏环氧树脂（Mark-163，该产品是由A组分树脂基，B组分固化剂组成，使用时A:B以质量比2：1混配而成）
实施例1
具体包括以下步骤：
（1）所用的修补材料是美佳冷拌母料制备的冷拌料和环氧树脂胶水。根据修补范围的体积和冷拌料室内标准击实的密度，确定冷拌料的用量：
式中：—修补区域所需要的冷拌料质量；
—冷补料标准击实50次的毛体积密度，由室内试验取1.83g/cm3；
s—修补区域的面积大小；
h—修补区域的深度，比实际坑洞高度低2mm。
胶水质量的计算按照胶水与冷拌料的质量比为17.05%来计算。
（2）然后将计算好的冷拌料均匀的摊铺在修补区域内，摊平，用小型压路机振动碾压，碾压至比原有路面低2mm左右。注意冷拌料的摊铺与层间粘结材料之间的时间应该不超过环氧粘结层表干时间。采用10吨压路机对冷料碾压成型，压实次数为4-6遍。
（3）在压实好的冷补料周围贴上贴好隔离纸袋，防止灌入胶水流淌到周边路上。按照室内确定的灌入胶水百分比，计算所需要灌入的胶水量。将胶水灌入到冷拌料表面均匀灌注，特别注意边角处的均匀性。
（4）在完成的表面撒一层2mm厚的烧制铝钒土或粗砂，起到防滑作用，防滑粗砂的铺洒与环氧树脂灌注时间间隔应该不大于环氧树脂表干时间，具体要求见表1。养生24h小时后，可开放交通。
表1 加铺防滑砂时间要求
实施例2
首先根据冷拌料的配合比，以石灰石做集料和美佳冷拌母料作为本实例母料，根据表2来制备冷补料：
表2 冷补料集料级配参考
| 标准尺寸（mm） | 10~20 | 5~10 | 0~5 |
| 所占百分率（%） | 75~85 | 12.5~17.5 | 2.5~7.5 |
混合好的石料加热至80℃；冷拌母料加热至40℃，使母料出现流塑状态；冷拌母料加入热石料中，然后搅拌均匀，冷拌母料用量为石料总用量的4~5℅；
同时测量出坑洞大小，分别为长120cm，宽46.5cm，深5cm坑洞体积V=120*46.5*5=27900计算出所需冷拌料质量M=1.83*27900=56.06kg，所需环氧树脂质量为m=56.06*17.05%=8.71kg。环氧树脂A组分质量mA=*8.71=5.81kg，A组分质量mB= *8.71=2.9kg。采用陶氏环氧树脂（Mark-163）作为本实例的环氧树脂。
坑洞修补处需要将原有的铺装材料清除，坑洞深度较深，采取全厚度清除。修补区域清除干净，对钢箱梁表面污染物用磨光机进行打磨，并将四边角用钢丝刷清除松动物后，采用吹风机清理干净。
将计算好质量的冷补料均匀的摊铺在修补区域内，摊平，用小型压路机振动碾压，碾压至比原有路面低2mm左右。注意冷拌料的摊铺与层间粘结材料之间的时间应该不超过环氧粘结层表干时间。采用10吨压路机对冷料碾压成型，压实次数为4~6遍，要求压实度达到94.2%及以上。
在压实好的冷补料周围贴上贴好隔离纸袋，防止灌注胶水时胶水流淌到周边路面上。将胶水灌入到冷拌料表面并且要求均匀灌注，特别注意边角处的均匀性，并且格外注意边角处是否有胶水流入。
在完成的表面撒一层2mm厚的烧制铝钒土或粗砂，起到防滑作用，防滑粗砂的铺洒与环氧树脂灌注时间间隔应该不大于环氧树脂表干时间，具体要求见表1。养生24h后，可开放交通。
在修补施工完，开放交通十天后，对路面进行路用性能调查测试。包括平整度、表面磨阻系数，透水系数和构造深度，检测结果见表3。
表3 灌注式修补桥面路用性能调查
| 桩号（点） | 渗水系数(ml/min） | 构造深度（mm） | 摩擦系数 | 平整度（mm） |
| 1 | 15 | 0.62 | 56 | 8 |
| 2 | 20 | 0.64 | 55 | 5 |
| 3 | 15 | 0.58 | 58 | 7 |
| 4 | 25 | 0.70 | 57 | 3 |
| 均值 | 19 | 0.64 | 57 | 6 |
从表3试验结果可以看出，灌入式冷补料的路用效果良好：渗水系数较小；构造深度和摩擦系数结果表明，修补后材料的安全性能满足要求。
Claims (1)
1.一种通过灌入式的方法来修补环氧沥青钢桥面浅小坑洞的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
一、首先制备施工料：
材料设计为由胶水和冷拌料组成，胶水与冷拌料的质量比为17.05～20％；
胶水选用的是环氧树脂,
冷拌料密度为1.83～1.93g/cm3,并根据修补范围的体积和冷拌料室内标准击实的密度，确定冷拌料的用量：
mo＝ρ0·s·h
式中：mo—修补区域所需要的冷拌料质量；
ρ0—冷补料标准击实50次的毛体积密度，由室内试验取1.83～1.93g/cm3；
s—修补区域的面积大小；
h—修补区域的深度，比实际坑洞高度低1～2mm；
所述冷拌料由冷拌母料和石料两者的冷拌混合而成，其拌合温度为40～80℃，混合而成的冷拌料可以储存；
所述冷拌料中的冷拌母料用量为石料质量的4～5％；
为了保证冷拌料有较大的空隙，所述冷拌料中的石料级配组成，按照质量百分比：
75～85％的粗石料，粒径10～20mm，
12.5～17.5％的细石料，粒径5～10mm，
2.5～7.5％的碎石，粒径0～5mm；
所述环氧树脂为施工时现配，环氧树脂是由A、B组分构成，A组分为树脂基，B组分为固化剂，按照质量比A:B为2：1，两者混合后制备的环氧树脂应满足的技术要求为：
二、然后现场施工：
(1)接着将计算好的冷拌料拌合好，均匀摊铺在桥面坑洞修补区域内，并且摊平，
(2)用小型压路机振动来回碾压使得充分压实，碾压至比原有桥面铺装层顶略低1～2mm，达到要求的压实度，
(3)按照冷拌料的质量，计算所需要的胶水量,将胶水灌入到压平的冷拌料表面,均匀灌注，注意边角处的均匀性,
(4)在完成的表面撒一层2mm厚的烧制铝钒土或粗砂，起到防滑作用，防滑粗砂的铺洒与环氧树脂灌注时间间隔不大于环氧树脂表干时间，具体要求见表1,
表1 加铺防滑砂时间要求
养生24h小时后，再开放交通。
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| 钢桥面铺装环氧沥青配合比设计及性能研究;王胜等;《上海公路》;20120331(第1期);第10-12页 * |
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