2011年9月30日，作為海河基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)20項民心工程之一的國泰橋竣工通車，這座橋梁采用了世界名橋澳大利亞悉尼國家大劇院橋建筑形式建造，座落于天津市中心城區(qū)的金融商務(wù)區(qū)（C B D），處于天津沿河四大特色區(qū)域的“智慧城”中。2013年該橋獲得由中國市政工程協(xié)會評選頒發(fā)的“全國金杯示范工程”獎。天津市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有限公司為該橋建設(shè)單位，天津城建集團(tuán)有限公司、天津城建濱海路橋有限公司、天津市政公路設(shè)備工程有限公司為主要施工單位，監(jiān)理單位為天津市路馳建設(shè)工程監(jiān)理有限公司。國泰橋全長396m，主橋長172.38m，引橋223.62m；寬度為31.5m，雙向6車道，兩側(cè)設(shè)人行觀光走道，兩端設(shè)有橋頭堡。主橋結(jié)構(gòu)采用桁式拱肋鋼主梁三跨中承式拱梁組合形式，上弦拱距離橋面高26m，下弦拱距橋面高22m。吊桿采用單根PE護(hù)套高強鋼絲索，間距8m，全橋共計30根。
考慮到竣工后國泰橋?qū)⒊蔀檫B接天津中環(huán)線和東南快速路的重要通道，扮演起天津城區(qū)主干道橋梁的角色，承擔(dān)的交通壓力較大，因此對于瀝青混凝土鋪裝施工質(zhì)量要求較高，同時該橋位于海河兩岸跨越繁華路段，橋下是周邊居民和游人的休閑觀光場所，工期緊迫，對于外觀質(zhì)量要求高，因此施工方?jīng)Q定采用國產(chǎn)多組分新型環(huán)氧瀝青混凝土進(jìn)行鋼橋面鋪裝。
環(huán)氧瀝青應(yīng)用于橋面鋪裝在國內(nèi)是近些年興起的新技術(shù)。從20世紀(jì)60年代國外就開始研究并推廣使用環(huán)氧瀝青混合料，最早應(yīng)用于美國加州SanMateo. Hayward 大橋，環(huán)氧瀝青獨特的性能促使其日漸在世界各地的橋面鋪裝中得到越來越廣泛的應(yīng)用，尤其在鋼橋面鋪裝中體現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。20世紀(jì)90年代，以東南大學(xué)為首的我國一些道路科研和工程單位開始對環(huán)氧瀝青的生產(chǎn)及施工應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究。2000年，國內(nèi)首次成功地將環(huán)氧瀝青混凝土技術(shù)運用于南京長江二橋大跨徑鋼橋面鋪裝，這也是環(huán)氧瀝青第一次在鋼箱梁橋梁上成功運用。
2007年10月，由東南大學(xué)經(jīng)過多年實驗研制的多組分新型環(huán)氧瀝青，成功應(yīng)用于天津富民橋，這次巨大成功是環(huán)氧瀝青國產(chǎn)化施工應(yīng)用的重要里程碑。與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，環(huán)氧瀝青混凝土具備以下突出特點：（1）與鋼板變形相接近：環(huán)氧瀝青能與鋼橋面形成牢固粘結(jié)，因其與鋼板冷熱變形率相似，能適應(yīng)鋼橋面的變形而不脫落；（2）剛度大：熱拌和冷拌環(huán)氧瀝青混凝土相比普通瀝青混凝土具有較高的強度，高溫抗變形能力更強，低溫下并不更脆硬；（3）良好的耐久性：環(huán)氧瀝青混凝土不怕燃油的侵蝕，用環(huán)氧瀝青混凝土作為大跨徑鋼橋面的鋪裝材料可以避免因車輛用油的滲入而產(chǎn)生病害；（4）防水性能好：環(huán)氧瀝青粘結(jié)性好，集料較細(xì)屬于密集型混合料，能阻止水分滲入到鋼橋面板，防止鋼板銹蝕。
綜合來說，環(huán)氧瀝青良好的延展性、耐久性、剛度大等特點是普通瀝青鋪裝不可比的，尤其應(yīng)用于鋼橋面鋪裝體現(xiàn)出了不可替代的優(yōu)點。同時，環(huán)氧瀝青國產(chǎn)化以后，在生產(chǎn)過程中可以方便地調(diào)整產(chǎn)品性能，同時方便調(diào)整固化時間和固化溫度，便于施工，拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。材料的生產(chǎn)過程不產(chǎn)生廢氣、廢水、固體廢棄物，實現(xiàn)了污染的零排放。
環(huán)氧瀝青要求施工條件苛刻。溫度控制條件要求較高，拌和過程中的溫度應(yīng)保持在115±5 ℃范圍內(nèi)，盡量接近中間值；運輸過程中也要采取嚴(yán)格的保溫措施，在攤鋪過程中，攤鋪機工作前要進(jìn)行預(yù)熱，控制預(yù)熱溫度在100+5 ℃之間，碾壓工序中，初壓終了溫度不低于82 ℃，壓實應(yīng)在混合料溫度下降至60 ℃之前完成。此外，施工設(shè)備的準(zhǔn)備、施工工序的銜接、施工人員的配合等因素對于環(huán)氧瀝青攤鋪質(zhì)量都有重要影響。
目前國內(nèi)對于環(huán)氧瀝青鋪裝施工技術(shù)掌握比較嫻熟的施工單位只是少數(shù)，天津城建濱海路橋有限公司作為本土企業(yè)，是國內(nèi)掌握環(huán)氧瀝青施工技術(shù)的佼佼者。從1995年東南大學(xué)對環(huán)氧瀝青展開系統(tǒng)研究，并且在南京長江二橋成功應(yīng)用，到目前為止也有將近20年的發(fā)展史，也就是從那時候起，天津濱海路橋的管理層開始關(guān)注環(huán)氧瀝青施工領(lǐng)域，
從2004年開始，濱海路橋成為全國第二家掌握環(huán)氧瀝青施工的企業(yè)，2006年到2008年之間在天津市就組織施工了8座橋梁，經(jīng)歷十幾年使用，目前橋面質(zhì)量仍然良好。同時，天津濱海路橋也是將國產(chǎn)多組分新型環(huán)氧瀝青應(yīng)用于鋼橋面鋪裝的第一家企業(yè)。
為了能夠深入了解環(huán)氧瀝青在國泰橋的施工應(yīng)用以及該工藝目前在國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，中國市政工程網(wǎng)記者采訪了天津城建濱海路橋有限公司的副總工程師蔣學(xué)奎，他也是目前整個天津最早接觸環(huán)氧瀝青施工的第一批專業(yè)技術(shù)人員之一。
據(jù)蔣總介紹，濱海路橋主要承擔(dān)的國泰橋施工工藝分為兩步，一是涂裝防腐工程，二是橋面鋪裝工程，工期為36天（不包含環(huán)氧瀝青混凝土的養(yǎng)護(hù)時間），橋面鋪裝總面積約為4999.02m2，大約使用了約715t環(huán)氧瀝青混凝土。
蔣總說，涂裝防腐工程是鋼橋面鋪裝的第一步，國泰橋正式鋪裝之前必須對橋面進(jìn)行清潔處理，去除鋼橋面表面全部的油漆和銹蝕，對無法用回收式真空拋丸機處理的邊角處，用手動打磨機進(jìn)行打磨，拋丸除銹清潔度達(dá)到Sa2.5級 ，粗糙度達(dá)到R z60-80μm。在4h以內(nèi)進(jìn)行噴涂作業(yè) ，用高壓無氣噴涂機，噴涂環(huán)氧富鋅底漆，做到涂層分布均勻，厚度適中。
蔣總比喻說：“鋼橋面的瀝青鋪裝跟做手術(shù)的過程一樣，手術(shù)之前必須將傷口清理干凈。即使橋面遺留一根掃帚絲，日后最先損壞的肯定是此處！”
為了保證環(huán)氧瀝青攤鋪效果，蔣總介紹公司在國泰橋施工之前所做的設(shè)備、材料和人員三方面的準(zhǔn)備：
�。�1）設(shè)備準(zhǔn)備
公司根據(jù)多年的環(huán)氧瀝青施工經(jīng)驗，對環(huán)氧瀝青施工設(shè)備進(jìn)行了改造。首先，對環(huán)氧瀝青混合料拌和設(shè)備進(jìn)行了改造。在拌和機上增加一套稱重計量的設(shè)備，使稱重更加精確。其次，成功研制了環(huán)氧瀝青智能灑布機。針對以往環(huán)氧瀝青粘結(jié)層人工灑布，施工質(zhì)量受操作手影響大，灑布不均勻，灑布效率低的問題，公司自主研發(fā)了環(huán)氧瀝青粘結(jié)料的智能灑布機，該灑布機加熱升溫快，噴灑速度快，提高了灑布質(zhì)量、工作效率，改善了工人勞動條件，實現(xiàn)了當(dāng)天灑布當(dāng)天鋪裝完成，減少了天氣因素對施工的影響，尤其對于南方雨水天氣和大型橋梁鋪裝施工效果更為顯著。
第三，研制了新型環(huán)氧瀝青鋪裝層自動切邊機。以往進(jìn)行鋼橋面鋪裝切縫施工時，采用手持式電鋸，需要大量的人工，施工效率低，易切到鋼板，造成質(zhì)量隱患。經(jīng)過多方調(diào)研，自主研發(fā)了新型環(huán)氧瀝青鋪裝層自動切邊機，該切邊機的刀片與切割面成45°-55°夾角，通過電頻調(diào)速控制行走速度，實現(xiàn)傾斜切邊的自動切割，提高了環(huán)氧瀝青鋪裝層的切縫效率和質(zhì)量，并且大幅度降低了刀具的故障率，保證了操作人員的人身安全。第四，成功研制了環(huán)氧瀝青加熱養(yǎng)護(hù)設(shè)備。為解決環(huán)氧瀝青養(yǎng)護(hù)時間與市政道路開放交通的矛盾，公司自行研制了加熱養(yǎng)護(hù)設(shè)備，使環(huán)氧瀝青自然養(yǎng)護(hù)時間由原來的45天，縮短為10天左右。在濱海路橋這一系列科技成果中，“用于環(huán)氧瀝青灑布車的灑布結(jié)構(gòu)”、《環(huán)氧瀝青鋪裝層自動切邊機》和《軌道式自動行走環(huán)氧瀝青養(yǎng)護(hù)設(shè)備》獲得了國家實用新型專利。以上實用新型專利，都為國泰橋成功施工提供了硬件保障。同時，項目部提前對施工所用機械設(shè)備（拌和機、裝載機、攤鋪機、壓路機、運輸車輛等）進(jìn)行檢修，確保所用機械以良好的狀態(tài)投入施工。保證車輛及設(shè)備所用燃油、潤滑油足夠使用；保證車輛及設(shè)備清潔；杜絕漏油、漏水的設(shè)備及車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場。
�。�2）材料制備
從最初拌和材料預(yù)熱保溫到調(diào)試拌和溫度再到混合料拌和、質(zhì)量檢查到最終運輸和前場測溫，溫度的把控是最關(guān)鍵的。拿混合料拌和階段來說，熱混合料卸入裝料小滑車或裝載機后要立即進(jìn)行測溫，要求混合料溫度在110℃-121℃范圍內(nèi)（盡可能接近中值）。對超出混合料容許溫度范圍的料，卸入裝運廢料運輸車中，運至預(yù)先選定的廢料堆場。同時，在制備材料過程中都會派專人檢查瀝青混合料質(zhì)量，目測其拌和質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)花白料、焦料、溫度不合格和離析現(xiàn)象就應(yīng)立即廢棄，直至合格為止。最終目的就是能夠保證環(huán)氧瀝青的質(zhì)量。
�。�3）施工人員管理
施工人員各崗都要進(jìn)行施工培訓(xùn)，將其進(jìn)行分組，每道工序?qū)＝M負(fù)責(zé)，不允許出現(xiàn)代班亂崗現(xiàn)象，目的就是確保施工環(huán)節(jié)的順暢，不耽誤環(huán)氧瀝青攤鋪的最佳時間。
在鋼箱梁上直接鋪裝薄層瀝青鋪裝層，是橋梁建設(shè)中一項高難度的重要關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)蔣總介紹，除了上述環(huán)氧瀝青材料的制備生產(chǎn)之外，粘結(jié)層也是橋面鋪裝的重要組成部分，粘結(jié)層的用量及使用品質(zhì)對橋面鋪裝使用壽命有很大影響，也是國泰橋施工過程中難點之一，灑布粘結(jié)層之前必須對天氣條件進(jìn)行觀測，噴灑環(huán)氧瀝青粘結(jié)料時氣溫不應(yīng)低于10℃，風(fēng)速適度。風(fēng)速大于10m /s、有霧、下雨或相對濕度大于9 0%時不得施工，施工前要確認(rèn)施工期間不會出現(xiàn)雨、霧天氣。灑布時間上安排在環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝施工的前一天，同時要進(jìn)行施工設(shè)備的準(zhǔn)備。機械噴灑為主，人工補涂為輔，后期的取樣、檢查、養(yǎng)護(hù)也是必備的程序與步驟。鋪筑環(huán)氧瀝青混凝土?xí)r，除攤鋪機之外施工現(xiàn)場其它車輛均不得在粘結(jié)層上通行，目的就是達(dá)到環(huán)氧瀝青攤鋪的最佳效果。
蔣總說，整個攤鋪的過程也是考究一個單位施工能力高低的標(biāo)志，從壓路機、攤鋪機等施工設(shè)備的清潔準(zhǔn)備，到幅寬及縱縫的把握，再到攤鋪速度和松鋪系數(shù)的把握，最后到壓路機組合碾壓工藝方案的制訂都需要層層把關(guān)。
據(jù)蔣總介紹：“目前國內(nèi)環(huán)氧瀝青鋪筑總面積估計超過80萬平米，隨著技術(shù)不斷成熟，環(huán)氧瀝青鋪筑應(yīng)用的領(lǐng)域也將不斷擴大。去年濱海路橋單就環(huán)氧瀝青鋪筑面積超過7萬多平米，產(chǎn)值過億。”對于未來環(huán)氧瀝青施工應(yīng)用發(fā)展，蔣總信心滿滿。
在談及未來環(huán)氧瀝青的養(yǎng)護(hù)后市場時，蔣總說：“未來此領(lǐng)域養(yǎng)護(hù)市場的發(fā)展空間相當(dāng)可觀。環(huán)氧瀝青鋪筑也不是一勞永逸，況且環(huán)氧瀝青對于施工條件要求嚴(yán)苛，一點馬虎可能導(dǎo)致日后問題。國內(nèi)在環(huán)氧瀝青的施工領(lǐng)域出現(xiàn)近幾年出現(xiàn)了”打包服務(wù)“，在工程招標(biāo)的時候，將后期養(yǎng)護(hù)的費用附加在造價里面，工程竣工投入運營之后8年內(nèi)出現(xiàn)任何質(zhì)量問題全部由施工單位解決，此種養(yǎng)護(hù)服務(wù)形式逐漸受到青睞。在天津市內(nèi)，濱海路橋承擔(dān)了幾乎所有環(huán)氧瀝青橋面的養(yǎng)護(hù)任務(wù)，有專門的巡查人員，發(fā)現(xiàn)問題即使處理，避免發(fā)生嚴(yán)重?fù)p害。從第一座橋梁大沽橋的鋪裝到國產(chǎn)多組分新型環(huán)氧瀝青成功應(yīng)用于富民橋再到即將鋪裝的超級工程港珠澳大橋，天津城建濱海路橋有限公司已經(jīng)成為鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪筑的品牌企業(yè)。
在熟練掌握進(jìn)口環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)基礎(chǔ)上，采用國產(chǎn)環(huán)氧瀝青混凝土進(jìn)行鋼橋面鋪裝，得到了建設(shè)部、交通部及天津市領(lǐng)導(dǎo)的高度評價。先后完成了天津市金阜橋、進(jìn)步橋、大光明橋、李公樓橋、赤峰橋、中央大道、東風(fēng)橋等九座天津市鋼橋及武漢天興洲長江大橋、白沙洲大橋、湖北荊岳長江大橋、四川黃艤長江大橋、江西九江長江大橋等鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土的鋪裝，鋪裝效果良好。
在采訪中，我們了解到為了加強路面施工、環(huán)氧及其它特種瀝青施工技術(shù)的研發(fā)工作，濱海路橋成立了路面技術(shù)研發(fā)中心，明確定位把自主創(chuàng)新作為增強企業(yè)施工能力的核心支撐力，形成”產(chǎn)學(xué)研一體化“的技術(shù)創(chuàng)新體系，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新和技術(shù)人才在競爭中的優(yōu)勢。
�。ū疚牡玫教旖虺墙I海路橋有限公司路面技術(shù)研發(fā)中心主任助理王瑞大力支持）
