环氧沥青在大跨径钢桥桥面铺装中的应用 - 行业交流-热门路桥、学术研究、企业交流-中国桥梁网 -

访谈时间：2012-03-12 15:30:00

访谈实录

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中国桥梁网主持人：尊敬的各位领导、各位嘉宾、亲爱的观众朋友，以及中国桥梁网的网友们，大家下午好！欢迎关注中国桥梁网《行业交流》栏目，我是本期主持人刘行行。非常高兴本期栏目能够走进交通运输部公路科学研究院，与公路院的各位专家们共聚一堂。

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中国桥梁网主持人：《行业交流》每期特邀国内外顶级的桥梁专家进行现场和在线交流，深受广大桥梁从业者的欢迎。今天，我们有幸邀请到了中国工程院院士黄卫先生做客我们的栏目，就“环氧沥青在大跨径钢桥桥面铺装中的应用”这一话题与大家进行技术交流。作为我国大跨径桥梁钢桥面铺装和智能运输系统技术的主要开拓者之一，黄卫院士曾获得国家发明专利多项，组织领导了我国二十余座大跨径桥梁钢桥面铺装的设计和工程实施。欢迎您，黄院士！

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中国桥梁网主持人：下面请允许我为大家介绍一下本期的特约嘉宾：交通运输部公路科学研究院副院长张劲泉先生，张院长是交通运输部专家委员会委员，全国优秀科技工作者，享受政府特殊津贴专家。
张院长长期从事桥梁检测评定与维修加固、桥梁结构监测与安全评估、桥梁耐久性等方面的研究，曾主持十余项重大项目的研究工作。

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中国桥梁网主持人：以及本期的特约主持人：交通运输部公路科学研究院研究员王旭东博士。在交流环节，特约嘉宾和特约主持人将参与我们的讨论。出席本次交流的还有：交通运输部公路科学研究院科教处处长牛开民先生,交通运输部公路科学研究院公路中心副主任曹东伟先生。让我们以热烈的掌声欢迎各位的到来！
　　下面我们有请张院长讲话。

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张劲泉：尊敬的黄卫院士，各位来宾，中国桥梁网的网友们：大家下午好！首先，对中国桥梁网《行业交流》栏目走入交通运输部公路科学研究院表示热烈的欢迎，对黄卫院士亲临会场，与大家分享环氧沥青在我国大跨桥梁建设中的成就表示衷心的感谢！

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张劲泉：交通运输部公路科学研究院成立于1956年，主要从事道路工程、桥梁工程、智能交通、汽车运用工程、道路运输与物流、公路生态与环境保护工程等领域的科学研究及技术材料与装备开发。设有土木工程和交通运输工程两个国家一级学科硕士学位点，一个博士后科研工作站，拥有一批包括工程院院士在内的国内外知名专家。

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张劲泉：近年来，在交通运输部的领导和支持下，公路院已经发展成为交通运输行业中集科研与产业开发于一体，规模最大，多领域、跨学科的综合性科研机构，形成了独具特色的科研创新体系。

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张劲泉：拥有综合实验能力位居世界前列的公路交通综合试验场和多专业的实验基地；设有国家智能交通系统工程技术，国家公路养护技术等9个国家和部级研究中心，桥梁结构安全技术国家工程实验室和道路结构与材料等6个交通行业重点实验室，国家道路及桥梁质量监督检验中心，国家交通安全设施质量监督检验中心，国家道路与桥梁工程检测设备计量站和6个部级检测中心。

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张劲泉：公路院紧密围绕我国公路交通建设需求，攻克了一大批公路交通行业的共性和关键技术，为我国公路建设提供了重要的技术支撑。
在公路院的发展过程中，行业内外的一大批专家学者给予了有力的支持和帮助。黄卫院士作为我院学术委员会的主任委员，更是为我院的长远发展提供了许多富有建设性的建议，给予了大力的支持。

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张劲泉：根据建设国际一流科研院所的发展目标，我院将秉承“求实创新，力臻卓越”的发展理念，通过加强人才培养，平台建设和科学研究，不断提高自主创新能力。今天，中国桥梁网《行业交流》栏目在我院安排这次访谈，对我院学术水平的提高是一次有力的促进，对我院的广大科技人员也是一次良好的学习机会。

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张劲泉：最后，希望这次活动能够促进广大技术人员对大跨径钢桥铺装技术和发展成就的认识和了解，预祝访谈活动取得圆满成功！

　　谢谢大家！

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中国桥梁网主持人：谢谢张院长！我们也很感谢交通运输部公路科学研究院对我们栏目的支持！

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中国桥梁网主持人：随着越来越多大跨径钢桥的建成，大跨径钢桥桥面铺装的问题越来越引起工程技术人员的重视。受外部环境影响，钢箱梁上的沥青混凝土桥面铺装技术十分复杂，甚至一度被称为“世界难题”。

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中国桥梁网主持人：由黄卫院士亲自主持，经多年科技攻关、试验研究，具有自主知识产权的新型复合材料——环氧沥青，具有强度高、变形能力好、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优点，非常适用于大跨径钢桥桥面的铺装。黄院士带领团队的研究成果把中国的大跨径钢桥桥面铺装技术推向了世界领先水平，对全世界的大跨径钢桥桥面铺装技术做出了巨大的贡献。

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中国桥梁网主持人：我们的网友在前期提问中也表示，很想知道黄院士多年来在环氧沥青方面研究的心得与成果。我们现在就有请黄院士与大家介绍一下环氧沥青在大跨径钢桥桥面铺装中应用的研究现状。

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黄卫：谢谢大家！我也很高兴来到公路科学研究院，与大家交流。

　　首先我给大家介绍一下环氧沥青，环氧沥青是一种采用环氧树脂和石油沥青及其它助剂等混合组成的一种高性能的复合材料。

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黄卫：固化后的环氧沥青形成不可逆、高温不熔化的空间网络体系，是一种热固性材料。它既不是传统的热塑性的沥青，也不是常规的树脂，它从根本上改变了沥青的热塑性质，从而赋予了沥青优良的物理力学性质。环氧沥青混合料作为一种高性能材料，在国内外工程中已经得到了比较显著的应用效果。

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黄卫：我再给大家简要介绍一下环氧沥青的历史。大概1961年，Thomas等人第一次报道了一种环氧树脂改性沥青，此后环氧树脂改性沥青材料相继出现，都有各自不同的共容剂以解决环氧沥青的相容性问题。由于环氧树脂和沥青之间相容性很差的问题没有解决，就像水和油放在一起不能相容一样。

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黄卫：所以不能够大规模应用在大型工程上。

　　最初使用环氧沥青混合料的目的是利用其优良的高温稳定性，主要应用于机场跑道罩面。1967年，美国Adhensive工程公司首次将环氧沥青应用于San Mateo-Hayward大桥。虽然国外公司已经应用环氧沥青多年，但环氧沥青产品较为单一，且应用范围也比较局限，多应用于涂料、桥面铺装以及路面磨耗层方面。

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黄卫：20世纪90年代前期，我国道路界的一些科研单位和工程单位开始对环氧沥青的生产技术进行研究，但没有能形成可供工程应用的成果。1995年，东南大学开始对环氧沥青进行探索，并在我国最早系统的研究了环氧沥青及其应用技术。2000年，在国内首次成功地将环氧沥青混凝土技术运用于南京长江二桥大跨径钢桥面铺装。这也是环氧沥青第一次在钢箱梁桥梁上成功运用。随后，对环氧沥青的研究，受到了越来越多的科技工作者的重视，国内的各种科研成果开始不断的涌现。

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黄卫：自2001年3月南京二桥正式通车以来，双层环氧沥青混合料铺装历经了高温季节与低温季节的考验，铺装使用性能很好。有了成功的例子，环氧沥青桥面铺装得到推广应用，先后应用在南京长江第三大桥、武汉阳逻长江大桥和荆岳长江公路大桥等20多座大型工程，通车各桥的运营状况总体较好。

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黄卫：鉴于进口环氧沥青受专利保护，价格昂贵，东南大学经过多年的潜心研究，发明了具有完全自主知识产权的多组份环氧沥青生产及应用技术，获得了多项多组份环氧沥青生产技术、施工技术等国家发明专利，实现了环氧沥青的国产化，在获得良好使用性能的同时，降低了工程造价，并在上海长江大桥、武汉天兴洲公铁大桥桥面铺装等多项工程上成功应用。

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黄卫：除了对环氧沥青混凝土材料本身性能的研究外，实际工程应用中，东南大学针对环氧沥青铺装施工工艺及质量控制的研究也在进行，从材料选型、结构设计以及施工组织与管理等方面考虑，对环氧沥青施工过程中原材料的选用、环氧沥青混合料施工配合比的确定、施工过程混合料温度的控制以及混合料摊铺和压实等施工质量进行了大量细致的研究，提出了完善的环氧沥青相关施工工艺，并制定出了施工质量标准。

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黄卫：目前，国产环氧沥青已在国内许多工程中得到了应用，尤其在钢桥面铺装、水泥混凝土桥面铺装、防水粘结层、重交通路面、隧道铺装等方面取得良好的使用效果。

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黄卫：非常高兴今天东南大学团队的钱振东教授还有其他的研究人员今天也参加了我们的交流，天津的桥梁专家韩振勇高级工程师他也是富民桥应用设计和组织者，他今天也在我们现场参加交流。

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黄卫：第二部分我简单给大家说说环氧沥青的种类，环氧沥青从它的理化性质上来讲，它可以分为两类：一类是热塑性环氧基树脂改性沥青；另一类是热固性环氧沥青。热塑性环氧基树脂改性沥青是一种普通的改性沥青，这类改性沥青仍然是一种热塑性材料，其性能与热固性环氧沥青有着巨大差距的，在道路工程中很少使用。

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黄卫：另一类是热固性环氧沥青，即道路工程上使用的环氧沥青，它已经彻底改变了常规沥青热溶性的特点，热固性环氧沥青通常在300℃高温时也不会发生融化，有一般改性沥青不能相比的非常好的工程性能。

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黄卫：热固性环氧沥青混合料摊铺压实后，经一定温度条件的养护固化后最终形成一种不熔的三维立体结构的混凝土，环氧沥青混合料的强度是其他传统沥青类混合料的3～10倍以上，而且变形能力也非常好。热固性环氧沥青路面由于其热固性的特点，这类路面在高温使用条件下也不会融化，因此不会出现车辙，是水泥混凝土或钢桥面铺装的首选材料。总之，采用热固性环氧沥青的改性方法是同时提高沥青材料的黏附力、拉伸强度及断裂延伸率的最有效的方法。

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黄卫：第三个再简要地跟大家介绍一下国产环氧沥青的特点。国产环氧沥青是由东南大学经过多年的深入研究，拥有完全自主知识产权，获得了多组分环氧沥青生产技术、施工技术等多项国家发明专利。国产环氧沥青的主要性能特点：

　　（1）具有很强的粘结性能和很好的延伸率，具有很好的高温和低温性能；

　　（2）在生产过程中可以方便地调整产品性能，产品可以满足桥面铺以及重交通道路的使用要求，

　　（3）生产过程中可以方便地调整固化时间和固化温度，更加便于施工，应用领域更加广泛；

　　（4）发明了与材料应用相关的施工设备，建立应用技术，拓展了应用范围，提高了工程应用的可靠性；

　　（5）材料的生产过程绿色环保，不产生废气、废水、固体废弃物，实现了污染的零排放。

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黄卫：最后再给大家简要介绍一下国产环氧沥青在大跨径钢桥面铺装中的应用。

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黄卫：天津富民桥为我国首座独塔空间索面自锚式悬索桥，桥梁长340.3米，桥宽40米，机动车双向6车道。天津富民桥钢桥面铺装的特点主要表现为：

　　一、国产环氧沥青在钢桥面铺装中首次应用。天津富民桥钢桥面铺装是国产环氧沥青的第一次大面积钢桥面铺装工程应用。

　　二、低温环境条件下施工。天津富民桥钢桥面铺装施工于2007年10月份进行，施工期间环境温度已经降至20℃以下。由于之前的美国环氧沥青钢桥面铺装工程施工均是在20℃以上的环境温度下实施，因此需要根据国产环氧沥青特点，结合实桥施工外部条件，进行低温条件施工组织设计。

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黄卫：武汉天兴洲公铁两用长江大桥是世界上第一座四线铁路双塔公铁两用斜拉桥，南汊主桥为主跨504米双塔三索面公铁两用钢桁梁斜拉桥，上层公路为六车道，宽27米，下层为四线铁路，设计时速200公里。针对大桥跨度大、承载重、运营时速高等特性，钢桥面铺装必须具备高强的强度性能、良好的变形能力、优良的高低温稳定性能以及抗疲劳性能等特点。武汉天兴洲大桥铺装工程具有以下特点：

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黄卫：一、施工环境温度苛刻。武汉天兴洲大桥环氧沥青混凝土铺装的施工于2008年11月底至12月中旬展开，正值寒冷的秋末冬初季节，铺装施工过程中的气候温度大多在10℃左右，而美国环氧沥青材料的施工要求气温必须在20℃以上才能进行。

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黄卫：二、铺装施工必须在武汉天兴洲大桥主桥两端公路未贯通的情况下进行，可环氧沥青混凝土对摊铺、碾压的时间控制要求十分严格，国外环氧沥青材料的允许容留时间范围很窄，不能满足武汉天兴洲大桥铺装施工的要求。

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黄卫：上海闵浦大桥位于奉浦大桥与徐浦大桥之间，是跨越上海黄浦江的第8座大桥，也是世界上跨径最大的双塔双索面钢桁梁双层公路斜拉桥。大桥全长3610m，主桥长1212m，主孔跨径708m，中跨主梁为正交异性板桁结合钢桁梁。大桥上层按照高速公路标准设计，双向8车道，桥面宽43.6m，设计车速120km/h；下层按二级公路标准设计，双向6车道，桥面宽28m，设计车速为60km/h。闵浦大桥钢桥面铺装工程特点主要表现为：

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黄卫：一、铺装受力特性复杂。与闭口钢箱梁不同，闵浦大桥的上、下层钢桥面均为开口箱型截面，上、下层钢桥面均为正交异性钢桥面，其纵向采用U形闭口肋与T型纵梁加劲，横向采用箱形截面的主横隔梁与较矮的T型副横隔梁加劲。这类新型箱体结构对沥青铺装层的受力与变形特性提出了更高的要求。

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黄卫：二、下层桥面铺装固化条件不良。闵浦大桥钢箱梁体为桁架梁结构，此类结构比箱形梁结构保温性能差，散热快。加之闵浦大桥下层桥面施工于2009年10月展开，施工时气温已很低，而且下层桥面没有阳光直射，所以下层桥面铺装施工时桥面板温度几乎都在10℃左右，不利于桥面铺装的固化。

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黄卫：三、铺装施工面积大，机械化施工尤其重要。闵浦大桥分为上、下两层桥面，铺装面积高达4万多平方米，且大桥施工工期要求紧，工作强度大，施工过程中的人工环节要尽量省略。

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黄卫：四、混合料运输时间长。闵浦大桥属城市桥梁，沿线的交通较为繁忙，钢桥面铺装的沥青拌和厂站设置、混合料生产与运输等环节过程中均受到沿线交通的影响，因此，施工过程中对环氧沥青混合料的摊铺、碾压的允许容留时间范围提出了更高的要求。

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黄卫：上海长江公路大桥主通航孔为跨径730米的分离式全漂浮体系斜拉桥，是目前世界上最大的公轨合建斜拉桥。与国内已建成的钢桥面铺装工程相比，上海长江公路大桥钢箱梁桥面铺装工程有如下几个特点：

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黄卫：一、交通量大，车辆荷载重。设计超载比例为20%，设计超载量为30%。
二、铺装连续施工时间长。上海长江公路大桥钢桥面铺装长度为1430m，由于环氧沥青混凝土施工时不设置横缝，单幅铺装必须连续完成，单日连续摊铺时间可达到八小时。因此，需合理安排拌合楼开机时间，制定严格的时温控制方案，以尽量消除气温变化这对钢桥面环氧沥青铺装施工的影响，确保国产环氧沥青混凝土顺利铺装。
三、施工环境条件不利。上海长江公路大桥桥址位于长江入海口，该区域气候变化异常、湿度高、温差大、多雾，非常不利于环氧沥青混凝土的施工组织和连续施工作业。

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黄卫：近年来，国产环氧沥青在水泥混凝土桥面铺装中也应用的比较多，像南京市玄武大道的花园路跨线桥、国道G108线介休~霍州段夏门汾河大桥改造等均采用了国产环氧沥青材料进行铺装。

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黄卫：此外，环氧沥青应用于隧道铺装中去，不但能够有效解决隧道内部噪音大、能见度差等环境问题，同时环氧沥青混凝土本身也是一种温拌混合料，其施工温度只有135℃，比较适宜于在隧道内进行施工，符合目前路面环保节能的趋势和潮流。

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王旭东：黄院士：感谢您对钢桥面铺装技术的精辟阐述，您曾于1996年出版了《大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法》专著，这是我国第一部系统阐述钢桥面沥青混凝土铺装技术的专著，对后来我国钢桥面铺装技术的发展和完善奠定了基础。

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王旭东：关于“环氧沥青混凝土钢桥面铺装技术”，您堪称这一领域的顶尖专家。在此，我想把话题稍微拓展一下，听听您的见解：十多年来，钢桥面铺装技术蓬勃发展，特别是材料方面，SMA、环氧、浇注、橡胶沥青等，您能否针对这些材料在钢桥面铺装应用中的技术特点进行简要评述？这里仅谈技术特点，不以工程论英雄，因为从技术到设计，再到实际工程，中间还有许多环节，把很多问题放在一起，有些问题反而不容易讲清楚。

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黄卫：大跨径桥梁钢桥面的铺装材料，主要有浇注沥青、改性沥青如SMA，及环氧沥青三类，选择哪一种材料主要取决于交通荷载和环境条件，其中环境条件中最重要的因素是极端高温和极端低温的要求。三种材料以及相关的结构都有成功的经验和失败的教训，成功与否还与施工工艺与质量控制以及使用的养护有关。根据已有的国内外实践，我国最为成功的材料和结构是环氧沥青的桥面铺装，南京二桥已经成功地使用了十多年，而其他的材料和结构还没有理想的成功的例子。

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黄卫：环氧沥青桥面铺装就其材料的特性和结构形式而言，可以适应于我国绝大多数的桥梁以及交通荷载条件，工程质量控制及工艺通过我国二十多座大桥的实践，已经比较成熟，只要我们严格按照技术要求和规程进行施工和质量控制，完全可以达到实际要求。由于我国大多数地区超载十分严重，加之极端高低温特别大，在国外成功应用的SMA和浇注式的经验并不能直接应用于中国。

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黄卫：需要特别说明的是，大跨径桥梁往往位于国家的主要干线交通，通行能力要求高，不能中断交通反复维修。因此我们在选用新材料和新技术的时候，必须满足两个条件：一是要充分说清楚已有的成功经验和工程实践，二是必须结合实际应用的桥梁的条件，进行全面系统的研究。过去我们国家不少桥梁桥面铺装，采用了多种形式的结构和材料，通车不久就产生破坏的原因虽然很多，但是基本都没有满足上面所提到的两个条件。

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王旭东：据了解，自从南京二桥以后，您和您的团队一直致力于环氧沥青混凝土的国产化技术研发及应用，能否请您简要介绍一下其中的艰辛历程和取得的技术突破。

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黄卫：南京二桥环氧沥青钢桥面铺装，已经正常使用超过了十年。它的研究和工程实践，以及维护管理，为我们国家的大跨径桥梁钢桥面铺装积累了丰富的经验，以及大量的研究与工程实践数据。二桥铺装以后，我们一直在进行跟踪和进一步深入的研究，一是发明了国产的环氧沥青及相关的施工设备，并且在多座特大跨径桥梁上成功应用，如世界上最大的公铁两用桥天兴洲大桥、上海长江大桥。二是对结构形式也进行了深入的研究，发明了浇注加环氧的新型结构，以及浇注加SMA的结构形式。三是丰富了环氧沥青的产品，拓展了环氧沥青的应用领域，环氧沥青已经成功地应用于水泥桥梁的铺装层、隧道和高速公路。四是我们对箱梁结构与铺装的关系、桥梁整体变形与铺装的关系，以及铺装优化设计进行了深入研究，取得了丰富的成果。

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王旭东：以上谈的铺装材料方面的问题，使我们受益匪浅。下面想跟您请教关于铺装结构方面的问题。现在有一种现象：“钢桥面铺装主要谈材料（如上面所说的各种材料），而忽视对铺装结构的分析、甚至钢箱梁结构本身的分析”。但钢箱梁铺装作为一种特殊的路面结构，在路面研究中近些年已经逐渐形成一种认识，甚至是共识，即“脱离结构研究材料是没有意义的，研究材料在结构中的行为是学科发展的方向以及工程实践的需要”。因此，我想请教您，做钢桥面除了材料设计外，在结构设计方面需要考虑哪些因素？钢箱梁刚度？钢板厚度？铺装结构？

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王旭东：特别对于环氧沥青混凝土铺装，近些年衍生出几种不同的结构：（双层）环氧、环氧浇注、环氧 SMA、浇注环氧，您能否分析一下这几种铺装结构的特点和适用范围？

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黄卫：我认为双层环氧既可应用于大跨径斜拉桥，也可以使用于大跨径悬索桥。国外都有成功的经验，我们国家双层环氧用于斜拉桥的表现，要好于悬索桥，我认为一是需要重视施工工艺和质量的控制，这是极为重要的；另外一个方面，悬索桥主梁的整体变形更大，施工工程中调索对桥面变形影响也较大。因此我们应该重视主梁调索和变形对铺装的影响，也要重视桥梁使用过程中主梁的变形对桥面铺装的影响。

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黄卫：另外一方面，在材料的选择和设计上，也可以做些必要的调整。浇注加环氧这种结构，是我们取得发明专利的一个新结构形式。由于浇注式的变形能力更好，所以浇注加环氧适应主梁变形的能力就更强；由于环氧沥青用于上面层，也就克服了浇注式抗车辙能力弱的特点，这个结构变形能力好于双层环氧，但是强度会有所损失。另外在桥面铺装时，需要使用两套施工工艺和方法，虽然我们在润扬大桥，对浇注加环氧进行了全面系统的深入研究，后来还是因为考虑了施工控制的原因，没有下决心使用这种结构形式。

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黄卫：环氧加SMA这种形式，对加快环氧沥青的固化，以及提前开放交通有利。把环氧放底层，把浇注放上层，这种结构不宜采用。

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王旭东：一个工程的好坏，材料设计、结构优化仅仅是第一步，施工工艺、质量控制和管理更为关键。在我看来，现在一些钢桥面铺装的早期破坏归结于某些材料是不客观的，主要还是没做好。

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王旭东：您主持修建的南京二桥是业内公认的质量严格控制的典范，至今已使用了12年，应该是目前国内使用最长的钢桥面铺装。您能否介绍一下当时是如何严格控制施工质量的，能否举几个例子？

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黄卫：南京长江二桥是全国公认的质量控制最好的桥梁之一，严格控制质量，一是要有非常充分的科学研究为基础，有足够的室内外的实验数据，以及相关工艺和设备做保证。二是业主部门必须严格要求，严格规范。三是施工单位必须按照工艺规程，严格施工，其中最关键的是，要有严谨的态度。四是监理单位严格认真负责，监理单位对技术要求、关键技术点必须十分清楚。南京二桥施工的时候，业主的要求是十分严格的，对研究单位、设计人员、监理单位充分信任、充分尊重，只要是为满足施工质量的要求，业主都能够支持设计单位、施工单位和监理单位，这个在工程领域还是十分难能可贵的。南京二桥在质量控制时，最大的权威就是设计单位、施工单位和监理单位。

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黄卫：南京二桥的实践还证明，任何对材料、施工工艺的技术要求，只要设计、施工、监理、业主认真合作，严格要求，工程质量要求的技术指标都能够很好地满足。比如说，环氧沥青混合料的级配，实际施工的和实验室的基本上完全吻合。这大大超出了我们的预料，也是其他工程中很少能做到的。

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中国桥梁网主持人：谢谢黄院士和王博士！两位的交流令我们受益匪浅，钢桥面铺装涉及材料设计、结构优化、施工工艺等多个领域，是一项严谨而复杂的工程。

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中国桥梁网主持人：谢谢黄院士和王博士！两位的交流令我们受益匪浅，钢桥面铺装涉及材料设计、结构优化、施工工艺等多个领域，是一项严谨而复杂的工程。我们的交流预告一经上线，就受到了广大网友的关注，并收到了很多网友的问题。现在我们就进入互动环节，请黄院士与广大网友进行在线交流。

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中国桥梁网主持人：首先我们来看网友桥梁小小兵的问题。他说，目前钢箱梁桥面铺装问题是世界性难题，国内外最常用的三种桥面铺装方式分别为：双层SMA、浇注式沥青SMA、双层环氧沥青等桥面铺装方式。前两种使用较早运用较多，但基本上在使用一段时间后，均会出现这样那样的问题。而环氧沥青对施工要求很高，从目前国内桥梁的状况来看，有些使用十几年后也会出现问题。他的问题是：目前的桥面铺装方式均存在问题，在未来，是否沥青根本就不适合在钢桥面上铺装？有没有新材料代替沥青解决该难题？目前，国内外有没有新材料来解决这一问题？

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黄卫：跨江跨海大桥桥面的设计车速一般为100-120公里/小时，就这样的车速要求，加上对于桥梁恒重、行驶速度的舒适度等要求，目前环氧沥青铺装是最佳的选择。当然随着材料科学的发展，不排除未来有新的材料能代替。但是，特大工程的实际应用，必须建立在充分的科学研究，以及工程实践经验的基础上。

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中国桥梁网主持人：谢谢！网友wangze444说，黄院士，你好！我是中交二公局三公司泰州大桥E08标项目部的施工人员，现在与东南大学合作泰州大桥的钢箱梁桥面铺装工程，目前泰州大桥所采用的下面层浇注式沥青混凝土+上面层环氧沥青混凝土的铺装结构型式，尚属国内首例。我们在施工的准备过程中发现，浇注式沥青混凝土在国内没有相关的具体规范来指导配合此设计，因此造成了室内设计与实际拌合生产具有相当大的差异性。我想知道，目前国内是否已经对相关标准规范进行编制和研究，以便利于施工过程控制！

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黄卫：在润扬大桥铺装设计研究时，我们对浇注加环氧的结构形式，进行了系统的全面的研究，并且建了实体的试验桥，对试验桥还进行系统的测试，研究的结论是：浇注式加环氧可以用于润扬长江大桥。最后之所以没有采用，就是考虑到两套施工工艺，两套质量控制要求，存在一定的工程风险。

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黄卫：所以泰州大桥在实用浇注加环氧结构的时候，施工单位必须在正桥施工前，取得相应的施工经验，以及建立比较完整的工艺和质量控制要求。

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中国桥梁网主持人：网友“不敢那么说”的问题是：黄院士，您好！环氧沥青桥面铺装的国产化您功不可没，现在环氧沥青铺装的成功案例很多，失败的也不少，想请问您，对于出现问题的环氧沥青铺装采用怎样的修复方案比较好！谢谢！

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黄卫：环氧沥青混凝土早期养护的量是比较小的，早期养护的关键，一是建立巡查制度，定期观察桥面的使用状况，二是对出现的微小裂缝和鼓包及时处理，三是应该用专门的快速的固化的环氧沥青对裂缝和鼓包进行处理，不能用其他的材料如SMA或者改性沥青去处理。

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中国桥梁网主持人：网友fengbridge说，除了材料本身的改进外，我建议通过改善外部条件，来提高桥面使用寿命。1、减少超载；2、水冷系统降温。我特别建议水冷系统，在高温季节，水冷系统向爬坡方向桥面喷水，以克服材料高温下易变形的弱点。水冷可自流、喷洒等。不知目前国内是否采用过类似的物理降温方法。

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黄卫：控制超载是非常必要，但在我国要想像国外那样完全控制，目前还有难度。因此在桥面铺装设计时，应考虑超载的影响。二是实践表明，环氧沥青的高温性能是好的，一般情况下可以不用浇水降温的方式方法。

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中国桥梁网主持人：网友悦泽说，黄院士好，请问武汉白沙洲大桥桥面铺装技术的根本问题在哪儿？

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黄卫：顺便在这儿说一下，我们说的桥面铺装通常有两类，一是在钢板上做的钢桥面铺装，一类是大桥引桥的水泥混凝土桥面铺装。我们在说桥面铺装病害的时候，要区分钢箱梁铺装和水泥混凝土铺装的病害。白沙洲大桥钢桥面铺装曾经采用双层SMA铺装，多次出现病害。2008年用环氧沥青进行重新铺装。

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中国桥梁网主持人：网友天马行空说，黄院士好，请问钢桥面铺装采用沥青混凝土，它与钢板之间需要采取什么措施连接？如果通过剪力钉连接，那么对桥面进行喷涂时避免不了喷到剪力上，请问应如何克服？

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黄卫：钢桥面铺装必须与钢板有非常好的连接，环氧沥青粘结料专门用于环氧沥青与钢板的连接，即使是在高温条件下，也有很好的连接。这也是我目前研究过程中，发现的最好的连接材料。顺便说一下，除了粘结强度以外，粘结层和铺装层对于钢板要有很好的追从性；也就是说，当钢板进行温度变形的时候，铺装层也能够随之协调变形。

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中国桥梁网主持人：下面这位网友的问题是：环氧沥青技术能不能有效解决路面滑动的问题？寿命多长？费用多少？

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黄卫：环氧沥青桥面铺装可以满足路面抗滑要求，与其他路面不一样的是：初期几年，环氧沥青铺装的桥面抗滑能力是提高的，不是下降的。

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中国桥梁网主持人：网友xingchangli说，黄院士：您好！接触过国内两座大桥的环氧沥青铺装施工，都是东南大学进行的技术咨询，现阶段环氧沥青桥面铺装质量都较好，但是也暴露出了一些问题：

　　1、施工队伍仍然是决定铺装质量的关键，建议政府主管部门严把准入关，针对环氧沥青施工办法建立并审核专业施工资质。

　　2、工序衔接控制是关键，主管部门应编制环氧沥青施工技术规范（规程），在规定各项质量指标时，还应规定各工序的间隔时间，该连续的连续，该中断的中断。

　　3、在旧桥上加铺环氧沥青一般工期压力都比较大，而环氧沥青的养护时间过长也影响了开放交通的时间，不知黄院士是否在研究如何缩短养护时间以达到尽快开放交通的目的。

　　4、环氧沥青的废料应如何处理，如何减少对环境的影响？

　　5、环氧沥青桥面的局部修补材料是否有了更经济的新产品？

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黄卫：施工是环氧沥青质量保证的关键。前面已经提到，这需要业主单位、设计、施工、监理的合作。多座大桥的实践证明，只要我们认真，我们就能够做好。关于开放交通的问题，北京的一座桥西关环岛旧桥有很好的实践，他们采取了两个措施，一是在结构上采用环氧加SMA的形式，二是在钢梁底部加设电子加热设备，这就大大缩短了养护时间。

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中国桥梁网主持人：网友“风景独好”问，钢箱梁桥面沥青铺装往往容易发生破损，有人说是因为钢箱梁桥面局部刚度不足，导致桥面铺装在局部的变形过大，从而导致沥青疲劳破碎，请问是否是这样的？如果不是，那么导致钢箱梁桥面沥青混凝土铺装容易破损的原因是什么？目前有无较好的方法防治此类病害的发生？

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黄卫：钢箱梁沥青铺装破坏的原因很多，如超载、极端气候、施工质量控制不好等等。钢箱梁与桥面铺装进行整体设计，也是必要的，比如说顶板的厚度不宜太薄，我们通常要求14至16mm；另外还有结构下部的U形肋，以及纵隔板和横隔板，都可能对铺装的控制应力产生影响，设计中也应该予以重视。

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中国桥梁网主持人：谢谢黄院士！我们现场还有很多观众，下面我们留点时间给现场的观众，我们留几个问题看看在场的嘉宾有没有要提问的。

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现场观众：我是交通部公路院公路中心的一名科研人员，今天也很荣幸有机会在现场听您关于环氧沥青的研究和应用现状的介绍。我有两个问题想问一下：一个问题就是说与普通的沥青混凝土桥相比，我们这个大跨径钢桥对于桥面铺装层有什么特殊的要求？第二个问题，环氧沥青混凝土在材料设计上有哪些关键的性能指标？

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黄卫：钢桥面铺装跟其他的桥面铺装有哪些特殊的要求，别的桥要求钢桥面上都有，比如它要摩擦系数要好，抗滑性能要好，然后强度要好，钢桥面铺装其中有一个很重要的要求，就是铺装层一定要薄，传统的SMA通常在7公分、9公分以上，环氧沥青可以做到5公分。如果钢板再厚一点甚至还可以再薄一点。因为这对主梁结构来讲，包括塔索来讲非常有利的，可以大幅度地降低工程造价，可以增加主跨的跨度。另外一个就是变形的能力要比一般的要好，因为在钢板上它的变形是比一般的路面要大。另外弯距的位置、应力的位置也不一样，路面我们知道在底面受拉，可是在钢桥面铺装的时候是在顶面受拉。所以我们在做疲劳梁实验的时候就不一样。另外我刚才讲到整体性要更好，还有个就是变形的系统，钢板和铺装层要能够协调黏结，这要选择材料要使得它的变形系数接近钢板的变形系数，这个将来可以看我写的那本书，有很多试验的数据。

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黄卫：还有第二个问题是材料设计上强度、变形能力、疲劳，我们通常一定要做与钢板的符合梁的疲劳试验。也要做车辙试验，常规的都需要做，抗冻的试验，抗油污的试验，然后马歇尔试验，还有不一样的就是温度和时间对固化的影响，我们也要做分析，也要做试验。我想在这儿说的就是环氧沥青虽然在不少的桥上都用了，但是即使这样，对每座新的桥梁来讲，你如果用环氧沥青桥面铺装，包括其他材料，都必须做全套系统完整的研究，包括石料，石料跟环氧沥青性能相互之间的关系是什么，也要做系统的试验。不要认为已经有成功的经验，就认为我们可以省掉很多环节，对每个桥梁来讲所有重复的试验都是值得的。以前的经验只是给我们对下一步的研究和设计带来基础，它不应该成为代替。

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中国桥梁网主持人：我们网上还有很多新问题，网友们提的问题特别多，由于时间关系我们就再问几个问题。第一个问题，网友说，环氧沥青混凝土具有耐凝腐蚀的性能，柴油和机油不易挥发，桥面的残留性也很大。环氧沥青能抵得住这日积月累的石油吗？

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黄卫：常规的沥青，柴油、汽油都是它的溶剂，常规的滴了柴油、机油路面就会形成坑洞。环氧沥青没这个问题，我们通常做这样的试验，把一定质量的混合料的材料泡在这个油里面，把环氧沥青泡在柴油里它没有任何损失，就是再拿出来它也没有任何损失，甚至还可以增加一点，可能大概有一点空隙油跑进去了，油的颜色不做任何改变，一般的材料沥青出来以后颜色就发黑了。汽油把这个环氧沥青放进去泡，稍稍有一点点颜色有一点点改变，但是总体上影响很小。所以环氧沥青是个新材料，你不要想到它是个沥青，这个时候它更多的表现的是环氧的性质，它抗油污非常好。

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中国桥梁网主持人：谢谢黄老师，刚刚有位网友问了一个关于沥青混凝土铺装层厚度问题，他说如何确定桥面铺装，沥青混凝土厚度。

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中国桥梁网主持人：这个问题是这样：环氧沥青通常在5公分左右，它还取决于钢镶梁顶板的质量，平整度是不是好，我们通常要求有效厚度5公分。浇注式通常也在5公分左右，也有做得比5公分更薄，也有更厚一点。它取决很多因素的影响，这个看具体的桥梁结构。

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中国桥梁网主持人：我们来看下面一个问题，网友说虽然环氧沥青具有高强度和高低温性能，但是国内应用却是寥寥无几，究其原因除了较高的成本，还有施工工艺的复杂性以及应用的苛刻要求有关，在这方面你们团队有没有再具体研究改进，具体的方向和方法能不能说一说？

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黄卫：环氧沥青现在在桥面铺装里应用还不能算寥寥无几，还是主要的，大部分都是用环氧沥青的。所以它高温性能也很好，低温性能也很好，施工的苛刻也好，过去我们在二桥是这么提的，现在我觉得可以不这么提。原来从来没有施工单位用过，现在会施工的单位已经很多了，经验也很丰富了。施工的难不是主要的技术问题。就是毛主席说的，世界上难就难在认真二字，我后面跟一句，桥面铺装成功的关键还取决于认真二字。

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中国桥梁网主持人：谢谢黄老师！我看问题很多。还有一个，钢桥面沥青铺装层易损害是一个难问题，您带领东南大学团队为解决这一难题做出了巨大推动，从应用效果来看环氧沥青混凝土是目前钢桥面材料中的佼佼者，然而它的造价较高，施工要求严格，所以想请教您，就综合铺装的力学性能、施工性能、工程造价、耐久性等因素而言，环氧沥青混凝土铺装主要适用于哪些类型的桥梁？

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黄卫：环氧沥青都适用，悬索桥、斜拉桥都可以。因为我们现在有国产的环氧沥青了，所以环氧沥青的价格大幅度下降。现在大概要比南京二桥的时候成本还要低，后来我们二桥成功以后，国外涨价，现在价格也有所回落。综合地看，从使用年限、养护费用、通行效率等综合效果来看，环氧沥青经济效益是好的。

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中国桥梁网主持人：谢谢黄老师。这位网友说，国内环氧沥青铺装厚度大约在50到55毫米之间，请问这个厚度是不是在国内大部分地区都适用呢？

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黄卫：基本上可以，和钢箱梁的顶板厚度有关系，不能低于14毫米，然后钢箱梁的顶板平整度很好，就是桥面铺装有效厚度就可以保证，要是不平稳的地方，有的地方凹凸不平，有效厚度得不到满足就有影响。

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中国桥梁网主持人：网友说，环氧沥青在施工过程中的控制程度是非常严格的，您能不能简单介绍一下施工过程中应该注意的问题，有哪几个大的方面需要我们注意？

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黄卫：温度、时间、压缩度，温度就是它对应的施工时间，在一定的混合料的温度情况下，它要对应一定的施工时间，还有就是温度也是压实的一个很重要的前提条件。压实度取决于压实的变速和把握好压实际温度。

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中国桥梁网主持人：由于时间关系，我们来看最后一个问题。这位网友问，沥青会不会腐蚀钢桥面呢？

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黄卫：沥青不会腐蚀钢桥面，在桥面铺装里是这样的，钢板上面有铺装，我们今天因为时间关系没有讲到，经过大量的研究我们发现，用环氧复型漆第一能更好地保护钢板，第二环氧复型漆能与粘结层更好地结合。

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中国桥梁网主持人：谢谢！由于时间关系，我们本期的《行业交流》就进行到这里。再次感谢黄卫院士，感谢各位嘉宾，谢谢现场所有的朋友和中国桥梁网的网友们。我们下期节目再见！

网友问答

xingchangli：黄院士：您好！接触过国内2座大桥的环氧沥青铺装施工，都是东南大学进行的技术咨询，现阶段环氧沥青桥面铺装质量都较好，但是也暴露出一些问题：1、施工队伍仍然是决定铺装质量的关键，建议政府主管部门严把准入关，针对环氧沥青施工办法专业施工资质。2、工序衔接控制是关键，主管部门应编制环氧沥青施工技术规范（规程），在规定各项质量指标时，还应规定各工序的间隔时间，该连续的连续，该中断的中断。3、在旧桥上加铺环氧沥青一般工期压力都比较大，而环氧沥青的养护时间过长控制了开放交通的时间，不知黄院士是否在进行研究如何缩短养护时间以达到尽快开放交通的目的。4、环氧沥青的废料应如何进行处理，如何减少对环境的影响？5、环氧沥青桥面的局部修补材料是否有更经济的新产品了？

黄卫：施工是环氧沥青质量保证的关键。前面已经提到，这需要业主单位、设计、施工、监理的合作。多座大桥的实践证明，只要我们认真，我们就能够做好。关于开放交通的问题，北京的一座桥西关环岛旧桥有很好的实践，他们采取了两个措施，一是在结构上采用环氧加SMA的形式，二是在钢梁底部加设电子加热设备，这就大大缩短了养护时间。