实现伸缩缝与高分子砂浆有机融合的新方法

     作者：郑晓蒙

    EP-100高分子砂浆在高速公路桥梁伸缩缝应用研究内容简介。

    1   EP伸缩缝系统

    EP伸缩缝系统采用EP-100砂浆代替原混凝土结构进行修复，针对橡胶密封条老化问题采用高效密封剂替代，EP砂浆浇筑完成4h后强度达到预期10.3 MPa,即可满足开放交通条件。其系统结构图见图1，EP伸缩缝系统小样实物图见图2。

    2材料性能

    2.1 EP-100砂浆

    EP-100砂浆是一种由高性能的特种高分子材料和骨料组成，具有对水气不敏感、高强度、无收缩等特点，其性能见表l。

    2.2高效密封剂

    高效密封剂是一种单组分、无溶剂、高耐久、高伸缩率的密封剂。其性能见表2。

    该密封剂与FP-100砂浆具有良好匹配性和黏结性，伸长率和耐老化性均优于橡胶密封条，最小伸长率要求对比图见图3。

    3主要施工工艺及质量控制

    EP-100砂浆与沥青混合料、水泥混凝土、钢材均有良好的黏结性能，适用于伸缩缝的局部修复，同时也可以修复伸缩缝附近松散沥青，其主要施工工艺如下：准备工作——伸缩缝混凝土破除——界面处理—— EP-100砂浆浇筑——灌注高效密封胶——开放交通。

    1)准备工作。准备工作从人机料法环出发，做好交底、设备保养、备料和环境检查（5℃以上），保证施工有据可依，有法可控。

    2)伸缩缝破除。伸缩缝破除结合伸缩缝附近沥青破损情况，一次修复到位，避免沥青修复过程的人机料产能较低的弊端。

    3)界面处理。为保证EP-100砂浆与梁体、钢材及沥青具有良好的粘结，须对混凝土、沥青、钢材表面进行打磨，在界面处涂刷EP-100的A、B拌合料，增加界面黏结力，封闭混凝土微裂缝的作用。

    4) EP-100砂浆浇筑。EP伸缩缝系统，其性能主要依赖于材料，故须严格控制材料的质量。材料质量控制主要包括配比控制、拌合时间控制和使用时间控制。

    (1)配比控制。根据模拟和现场实践，该材料配为A组分（环氧）：B组分（固化剂）：骨料=153.97 kg：130.82 kg：1800kg。现场控制根据A、B组分密度分别为1.13 g/m3和0.96 g/m3以及桶装容量5 gal/桶(18.925 1)，采用5 gal A组分、5 gal B组分和5袋骨料（骨料约51 kg/袋）进行拌合。

    (2)拌合时间控制。A、B组分拌合时间≥3 min，现场秒表计时。

    (3)拌合。与骨料充分拌合方可浇筑，同时自A、B材料拌合完毕到该拌材料夯实应控制在30 min内完成，避免A、B材料初步固化影响EP-100砂浆整体性能。

    5)灌注高效密封剂。根据高效密封剂的自流平性能，在灌注高效密封剂前做好封底工作，根据缝宽采用泡沫条打底，利用硅胶和细砂对泡沫条进行封堵和找平，保证密封剂灌注的均匀性。

    6)开放交通。根据材料性能和实践结果，EP-100砂浆在浇筑完成4h后抗压强度>10.3 MPa，满足通车条件。

    4效益分析

    4.1工期效益

    本次新材料EP-100砂浆抢修高速公路桥梁伸缩缝自上午8:16开始，至20:00结束，共计11.7 h，包含必要的休息，顺利实现ld内快速抢修高速公路桥梁伸缩缝，较快速混凝土抢修高速公路桥梁伸缩缝( 23.3 h)节省近一半的工期（见表3）。

    4.2质量效益

    EP-100砂浆采用现场拌合、现场控制的方式，定量进行拌合，保证材料配比、拌合质量及使用要求，减少工程质量的潜在影响因素，使工程质量具有较高的可控性。

    4.3社会效益

    采用EP-100砂浆新材料抢修伸缩缝，有效避免以往混凝土伸缩缝的施工弊端，如养护时间长、收缩裂缝、无韧性、与原结构的黏结性差等，大大提高伸缩缝使用的耐久性。另外，EP-100砂浆其弹性模量与沥青相近，约为1430 MPa,有效解决因混凝土和沥青变形不一致造成的桥台跳车问题，行车平稳性和舒适性达到一个新的高度。表4为三类伸缩缝弹性模量与沥青弹性模量的对比表。

    4.4经济效益

    本次伸缩缝抢修采用局部修复方式，修复长度为40.235 m，产值约12万元。较快速混凝土修复费用131 045元（单价3 257元/m），节约费用约1 1 000元，费用节约率达8.4%。另外，同等条件下修复，EP-100砂浆性价比仍高于硬性混凝土，且耐久性好，满足全寿命周期的设计和施工理念，实现对高速交通影响的最小化。经过2a内多次实践和尝试，EP-100伸缩缝可以实施无型钢安装，其经济效益更高。表5为目前EP-100砂浆经济效益，在工期和经济价值上形成双丰收。

    5结语

    EP-100砂浆首次运用到伸缩缝领域，成功实现1 d内快速抢修高速公路桥梁伸缩缝，并且EP-100砂浆有效克服混凝土伸缩缝结构的收缩裂缝、无韧性、黏结性差等问题，提高伸缩缝结构的使用耐久性、行车舒适性。

    6评述：

    EP-lOO高分子砂浆材料具有高弹性、无收缩、良好的黏结性等特性，该材料可有效应用于高速公路桥梁伸缩缝抢修，具有工期短、耐久性好的特点。针对该材料在G15沈海高速公路嘉浏段首次现场应用进行分析研究．