轨道式环氧沥青混凝土加热养护设备及其应用研究

摘要：环氧沥青混凝土的自然养护时间与养护温度密切相关，为了提高养护温度，达到提前开放交通的要求，研发了采用拼装结构、有导轨行走装置的加热养护设备。该设备利用导热油炉加热升温，通过循环泵强制导热油在离环氧沥青混凝土摊铺面一定距离、密布的无缝钢管内不断循环，可以提高环氧沥青混凝土的养护温度。工程实践表明，通过养护环氧沥青混凝土可以达到提前开放交通的目的并延长了环氧沥青混凝土的施工时间。

关键词：环氧沥青混凝土；加热养护；导热油炉；轨道式

中图分类号： TU375文献标识码：A

1 前言

自2000年9月南京长江二桥引入环氧沥青作为钢桥面铺装材料以来[1]，经过14年的工程实践，国内已经有50多座钢箱梁桥面及混凝土桥面采用环氧沥青混凝土作为铺装材料。由于环氧沥青混凝土固化时间与养护温度有关[2]，因此环氧沥青混凝土施工面临着施工的季节性及自然养护时间长的问题。

由于桥梁多处于重要交通网络枢纽，或者某一地区过江跨海的重要通道，它的畅通情况直接影响到整个路网交通是否正常运行，因此实际工程中要求尽可能快地开放交通。目前钢桥面环氧沥青混凝土养护材料多采用与原铺装材料相容性较好的环氧沥青，为了实现桥面铺装工程及养护工程中环氧沥青混凝土的加热养护，研制了采用导热油循环加热的轨道自动行走式养护设备，天津海河大桥维修加固工程实践表明，加热养护设备可以实现环氧沥青混凝土的加热养护，达到提前开放交通的目的。

2 加热养护设备的结构

2.1加热养护设备的组成

加热养护设备整体外形尺寸为长22 m、宽8.62 m、高2.6 m，包括导热油炉、轨道、驱动装置、传动机构和多组加热单元，如图1所示。其中导热油炉及发电机主动件由1台导热油炉、1台发电机、1个柴油油箱、防止滴漏的接油槽等组成，上述装置焊接固定在由方管焊接成的网格形状托架上组成动力加热体。轨道由12根长6m，宽0.3m，高0.08m的单件按中心距8.32m分两组简单拼装而成。

图1加热养护设备平面图

驱动装置放在一支撑框架的支撑板上，在2.2m宽的两侧中间方管上各装一个带有链轮的直径为120mm的轨道槽轮，链轮的直径为1in，齿数为16齿，支撑框架的支撑板上装有电动机和一个大转速比的减速机,减速机的输出轴上装有一个直径为1 in且具有16齿的链轮,通过链传动与轨道槽轮同轴的链轮实现传动。在发电机和柴油箱的底部设有用于防止滴漏的接油槽。为了加强行走的动力，在其中一个加热单元的上方也设有一套驱动装置。

每个加热单元的外形尺寸为长8.4m，宽2.2m，高0.2m；其中方管按一定间距焊接而成矩形框架，底部均布27根无缝钢管且首尾相连焊接为蛇形盘管；蛇形盘管的上部满铺一定厚度的镀锌支撑铁板，镀锌支撑铁板上再满铺一定厚度的保温岩棉层，保温岩棉层上满铺用于固定密封的一定厚度的镀锌密封铁板；在两侧各装两组直径120mm的轨道槽轮；另外，在矩形框架的两侧中间的方管上各焊接有对称的用于安装起吊的吊环，该吊环还可以用于运输与存放时作为叠放支撑点，将加热单元用连接板连接在一起[3]。加热件结构如图2。

图2加热件结构简图及断面图

3工程应用

采用室内试验与现场加热养护相结合的方式确定养护设备距离铺装层的距离、养护温度、养护时间。室内试验和施工现场用原材料为美国进口环氧沥青和江苏句容生产的玄武岩石料。根据《钢桥面环氧沥青加热养护施工技术研究》技术成果里确定的养护设备距离铺装层的垂直距离为12～15cm，养护温度为100℃，养护时间根据室内同条件下标准马歇尔试件达到开放交通要求的稳定度的时间确定，试验结果为养护6h[4]。

3.1设备安装与调试

具体施工流程为测量放线、设备运输、设备安装、设备调试、加热养护、设备移动、拆除（清洗）。

安装时，首先在需要养护的环氧沥青路面上做好轨道标记并向两侧多延25m，然后选定好养护起点后在此一侧延长的25m轨道标记处按标记位置摆放轨道且用钢卷尺校核间距是否符合要求；轨道摆放符合要求后开始向上摆放第一个加热标准件并人工推到接近养护面的一端，然后放置第二个加热标准件，用人工推到第一个标准件处靠紧，先用长螺栓把两个紧挨着的两个吊点连接上，再用连接板在标准件2.2m宽度紧挨处用螺栓固定连接；然后放置第三个加热标准件依此类推放置固定好第四个加热标准件后放置加热主动件，然后再放置固定第五个加热标准件，依此类推放置固定好第八个加热标准件后放置导热油炉及发电机主动件与第八个加热标准件固定后开始管道连接，所有加热件的出口同时连接到一颗3in内径的无缝钢管上，此无缝钢管再连接到导热油炉的进口上；所有加热件的进口都连接到一颗3in内径的无缝钢管上，此钢管再与导热油炉的出口连接即管道连接完毕；然后打压检验管道漏不漏气同时把四个减速机电机接线到电闸箱并调试四个电机前进后退方向是否一致，一致后电机调试完毕；管道经检验不漏后开始徃管道内注入导热油，导热油注好后启动导热油炉排气脱水，排气脱水后设备即可投入使用。

3.2 施工控制

加热养护施工时，先依轨道标记放置好轨道并校核，然后启动电机前进按钮设备整体沿轨道依每分钟3m的速度向前移动，移到第一块需加热的位置后停止前进，设备四周用棉被密封好即可开始按环氧沥青加热养护技术要求加热，控制导热油炉温度，使被加热的环氧沥青混凝土表面温度达到100℃，在恒温条件下，到加热时间完成后，撤掉设备四周棉被，摆好轨道，启动电机前进按钮设备整体向前移动，到达下一块加热养护区域后停止前进，设备四周重新用棉被封好开始第二块区域的养护，依此类推，此一幅养护完成后退出养护面进行拆解，再同理组装到下一幅需要养护的环氧沥青路面上进行下一幅的养护，养护全部完成后，拆解运输到该设备的存放地，整个养护工作全部结束。

4结语

该养护设备采用了有效的保温措施，防止了热量损失；组成该设备的各装置可以拆卸、组装、可重复使用，节约了能源，避免了浪费。加热养护设备采用轨道自行式装置，采用电机驱动，污染少，人员少，劳动强度低，安全可靠性高。

通过该设备对新铺装的环氧沥青路面或者钢桥面环氧沥青养护过程中铺装的环氧沥青混凝土加热养护，环氧沥青混凝土固化速度加快，缩短了自然养护时间，满足提前开放交通的要求，提高了环氧沥青混凝土施工的社会、经济综合效益。

参考文献

[1]南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术及应用[R].东南大学.2000

[2]赵付星，刘军等.加热养护环氧沥青在钢桥面铺装中的应用[J].天津建设科技，2010，3：42-43

[3]张金财，徐风亮，刘卓等.轨道式自动行走环氧沥青养护设备：中国，ZL201220726708.1 [P].2013

[4]《钢桥面环氧沥青加热养护施工技术研究》[R]，天津城建滨海路桥有限公司. 2012