一种环氧沥青钢桥面铺装用加热系统及铺装方法技术领域
本发明涉及一种环氧沥青钢桥面铺装用加热系统及采用所述加热系统进行
环氧沥青钢桥面铺装的方法。
背景技术
钢桥面板具有减轻恒载和发挥空间结构的特性，是大跨径桥梁首选的结构
形式。但同时，钢桥面板光滑、柔韧、局部变形大、动力特性复杂、热容小等
特点也对桥面铺装提出了严格的要求。
沥青铺装较水泥混凝土铺装具有轻、柔、防水、易修复等特性，是钢桥面，
特别是大跨径钢桥桥面铺装的首选材料，在国内外得到广泛应用。在材料上，
沥青铺装也从传统密级配混凝土向改性沥青、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混
凝土、橡胶沥青混凝土等多方向快速发展。
环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的
混合物。环氧沥青混凝土具有非常好的抗车辙、抗剥落、耐久、耐化学腐蚀和
不易产生裂缝等性能，因此广泛应用于使用条件恶劣的场合。在国内主要应用
于钢桥面铺装。在我国，南京长江二桥和润扬长江公路大桥的铺装层均采用环
氧沥青混凝土作为铺装材料。
CN 1928243A公开了一种环氧沥青混凝土钢桥面铺装施工方法，采用以下
步骤：钢桥面防腐涂装层上喷洒一层环氧沥青防水粘结层；制备环氧沥青结合
料；制备混合矿料；制备环氧沥青混和料，铺装下层环氧沥青混凝土铺装层；
碾压；切缝；喷洒环氧沥青粘结层；再铺装上层环氧沥青混凝土铺装层；养护。
采用该施工方法铺装的环氧沥青混凝土钢桥面，具有优良的高温稳定性、低温
抗裂性、抗腐蚀性和对钢板的追从性，桥面混凝土粘结力强、承载力大、降低
了维修成本、提高了使用寿命。
环氧沥青的优异性能显示的化学反应开始于环氧树脂、固化剂、改性沥青
和基料在拌制过程中的混合时刻。在拌制温度下，该反应使结合料粘度逐渐增
加，因此，在现有的搅拌过程中，要求环氧沥青混合料在温度下降至规定最小
值以下之前即被摊铺并压实。如果不能遵守这些规定并将混合料温度维持在规
定拌合温度范围内，将导致混合料变成硬化、不可操作的块体。因此在环氧沥
青混合料的拌制和环氧沥青的摊铺碾压过程中，温度控制极为重要。本领域通
常称固化剂为B料，其他的料为A料，例如环氧树脂、沥青基料及其他助剂等。
由此，虽然环氧沥青的性能优于普通沥青、改性沥青，但环氧沥青固化时
间长，在铺装过程中表现为养护时间长。普通桥面沥青摊铺、碾压结束沥青冷
却后即可车辆通行。环氧沥青即使在夏天施工，也必须养护30天以左右可车辆
通行，春、秋季节需要45天左右，冬季基本不能施工。CN 1928243A所公开的
环氧沥青混凝土钢桥面铺装施工方法中，养护时间长达45天。
因此，急需开发一种环氧沥青的铺装方法，该方法应当具有固化时间短、
养护时间短，同时具有环氧沥青本身的抗车辙、抗剥落、耐久、耐化学腐蚀和
不易产生裂缝的优点。
发明内容
环氧沥青钢桥面的铺装方法是本领域技术人员已知或可通过查阅相关文献
获知的操作。典型的参考文献有：《环氧沥青混凝土在大跨径钢桥面铺装中的应
用》，黄卫，东南大学学报（自然科学版），2002，32（5）；《钢桥面铺装环氧沥
青施工技术研究》，罗锋锐，城市建设，2010，59：370-372。但现有技术的养护
时间一般在30-50天，甚至更长时间。
本领域技术人员很清楚，在环氧沥青混合料的拌制和环氧沥青的摊铺碾压
过程中，温度控制极为重要。本发明的目的之一是提供了一种环氧沥青钢桥面
铺装用加热系统，所述加热系统能够控制环氧沥青混合料运输过程的保温，环
氧沥青混合料摊铺后的操作温度控制固化时间，有效解决环氧沥青混合料摊铺
对于气温和养护时间的严格要求等问题。
本发明所述环氧沥青钢桥面铺装用加热系统的加热基本单元为温度可控的
加热片，加热基本单元的连接可以是串联、并联或串并联结合中的任意一种。
本发明为了独立地监控铺设了加热片的目标物的温度，并且避免因某个加热片
的损坏造成整个加热系统的瘫痪，优选通过多路并联的方式将加热基本单元连
接在一起。所述路为≥1个加热基本单元串联在一起为1路，所述多路为≥2路串
联的加热基本单元。作为优选技术方案，本发明所述的加热系统是一个并联电
路，每条并联的支路都串联有≥1个温控开关，和≥1个加热基本单元，例如每条
并联的支路都串联1个温控开关和2-5个加热基本单元，本发明优选每条并联的
支路串联1个温控开关和1个加热基本单元。
温控开关，是根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而
产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，也叫温度
保护器或温度控制器，简称温控器。温控开关也可通过温度保护器将温度传到
温度控制器，温度控制器发出开关命令，从而控制设备的运行以达到理想的温
度及节能效果。本发明所述的温控开关没有具体的限制，可以是机械式温控器，
例如气体吸附式温控器、金属膨胀式温控器等，也可以是电子式温控器，例如
电阻式温控器、热电偶式温控器等。本发明优选采用电子式温控器。
本发明所述温度可控的加热片通过将加热片串联温控开关实现对温度的控
制。具体地讲，当控温目标物超过控温范围，温控开关自动断电，停止加热，
当控温目标物低于控温范围，温控开关又会自动通电加热。
本发明所述的加热片对形状没有限定，即并不限定为“片”状，能够加热的任
何一种热源均可用于本发明，例如加热片、加热板、加热丝等，此处的“加热片”
只是对起到加热作用的热源的统称。从加热片的材料上看，本发明也没有具体
的限定，能够起到加热作用的材料均可用于本发明，典型但非限制性的加热片
的实施例有陶瓷加热片、聚酰亚胺膜加热片、薄膜电加热片、硅胶加热片、电
加热管、陶瓷加热管等。
优选地，本发明所述加热片选自陶瓷加热片、铝箔加热片、聚酰亚胺膜加
热片、薄膜电加热片、硅胶加热片、电加热片中的任意一种，优选硅胶加热片、
聚酰亚胺膜加热片、陶瓷加热片中的任意一种，特别优选硅胶加热片；所述加
热片的形状选自加热管型、加热片型、加热圈型、加热板型、加热丝型中的任
意一种，优选加热片型。
为了减少热量散失，保证温度的恒定，本发明优选在加热片一侧附一层保
温层。保温层的选择没有具体限定，本领域技术人员可以根据具体情况和掌握
的背景知识进行选择。本发明所述保温层的保温材料选自保温棉、泡沫塑料、
矿物棉、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩绝热材料、胶粉EPS颗粒保温浆料、矿物喷涂
棉、发泡水泥保温材料、聚氨酯保温材料中的任意一种，优选保温棉、矿物棉
保温材料、聚氨酯保温材料中的一种，进一步优选保温棉。
为了将加热片吸附在目标物上，保证温控的灵敏性和铺装过程温度控制的
准确性，加热片的另一侧附一层吸附层。本发明所述吸附的方式也有很多种，
例如磁性吸附、胶粘吸附、吸盘吸附或直接捆绑固定，所述的吸附方式可以根
据实际情况进行选择，磁性吸附例如通过铺设磁粉层实现，胶粘吸附例如铺设
胶粘层实现，吸盘吸附例如通过在加热片上固定吸盘实现等。本发明所述吸附
层选自磁粉、磁性橡胶、胶粘剂、吸盘中的任意一种，优选磁粉和/或磁性橡胶，
进一步优选磁粉。
作为优选技术方案，本发明所述的环氧沥青钢桥铺装用加热系统的加热基
本单元由一侧胶粘有磁粉、另一侧胶粘有保温棉的硅胶加热片串联温控开关组
成，所述加热基本单元相互并联，接入控制柜，组成加热系统。
本发明的目的之二是提供一种环氧沥青钢桥面的铺装方法，所述环氧沥青
钢桥面铺装方法能减少通车前养护时间，能够实现桥面摊铺结束后3天通车，
即养护时间只需3天即可通车。
本发明所述的环氧沥青钢桥面的铺装方法的步骤包括以下步骤：（1）喷洒
粘结料；（2）环氧沥青混合料拌合；（3）环氧沥青混合料运输；（4）摊铺碾压；
（5）养护。为了达到养护3天即可通车的目的，本发明需要解决环氧沥青固化
时间长的技术问题。
本发明用所述环氧沥青钢桥面铺装用加热系统控制环氧沥青钢桥面铺装过
程中接触铺装层的钢板温度和/或保持环氧沥青混合料出料温度，具体地，就是
将所述的加热系统铺设在钢桥铺装面的反面和/或铺设在环氧沥青混合料运输车
的车厢夹层控制环氧沥青铺装过程中钢桥整体的温度和保持运输车的车厢的温
度，实现在环氧沥青混合料摊铺和碾压之前，其温度保持在规定的最小值110
℃之上。
本发明所述的环氧沥青钢桥铺装过程包括如下步骤：
（1’）在钢桥铺设面反面铺设加热系统；
（1）控制钢桥面温度，喷洒粘结料；
（2）环氧沥青混合料拌合；
（3’）在环氧沥青混合料运输车辆的车厢夹层铺设加热系统；
（3）环氧沥青混合料运输过程中，控制运输车辆的车厢温度；
（4）进行全断面摊铺、碾压；
（5）保温、养护；
所述钢桥面铺装过程中，对钢桥面和运输车辆车厢的温度控制均通过所述
的加热系统实现。
本发明步骤（1’）所述加热系统的加热基本单元均匀的铺设在钢桥铺装面的
反面；步骤（3’）所述加热系统的基本单元均匀铺设在运输车的车厢底部和侧面。
环氧沥青钢桥铺装过程中，过程温度的控制范围是本领域普通技术人员所
熟知的。作为优选技术方案，本发明所述的环氧沥青钢桥面铺装过程包括如下
步骤：
（1’）在钢桥铺设面反面铺设加热系统；
（1）控制钢桥面温度为20-25℃，喷洒粘结料；
（2）环氧沥青混合料拌合：首先，将A料加热至87±3℃；然后，将B料
加热至150±3℃；最后，将两者混合，混合温度为110-130℃；
（3’）在环氧沥青混合料运输车辆的车厢夹层铺设加热系统；
（3）环氧沥青混合料运输过程中，控制运输车辆的车厢温度为120±3℃；
（4）进行全断面摊铺、碾压：所述摊铺过程中，控制接触铺装层的钢板温
度为80±3℃；所述碾压过程中，控制钢桥面的初压终了温度≥82℃，终压终了温
度≥65℃；
（5）保温、养护：通过钢桥面的温控开关，控制钢桥接触铺装层的钢板温
度在80±3℃；
所述钢桥面铺装过程中，对钢桥面和运输车辆车厢的温度控制均通过所述
的加热系统实现。
作为可选技术方案，环氧沥青钢桥铺装过程包括如下步骤：
（1’）在钢桥反面铺设磁性硅胶加热片。在硅胶加热片的一侧胶粘上磁粉，
可以很好的吸附于钢板之上，使加热有效、均匀。硅胶加热片的另外一侧胶粘
上保温棉，可以防止热量的散失；
每片硅胶加热片均安装温控开关，控制温度为80℃±3℃。当加热片温度超
过83℃时，加热片会自动断电，停止加热，低于77℃又可以自动通电加温；
加热片通过并联分成多路接入控制柜，没路线均设置温控开关。在钢桥面
上设置温控器，每个温控器对应控制一路加热片。温控开关可根据温控器反馈
的温度自动调节。
（1）当喷洒粘结料时，通过加热温控系统，设置温控区间在20-25℃，将钢
桥接触铺装层的钢板温度控制在需要的20-25℃；
同时，可以通过设置挡风板等减少热量散失。
（2）环氧沥青混合料搅拌时A料加热至87±3℃，B料加热至150±3℃；使用
时，将A料和B料拌合，拌合温度为110-130℃。
（3）环氧沥青混合料的运输：为了保证摊铺时能够达到初压温度沥青搅拌
机搅拌后的混合料温度在120℃左右，在货车底部、侧面加装钢板，并在钢板反
面粘帖磁性硅胶加热片，加热片设置温控开关，温度设置在120℃+3℃。在车辆
上方设置覆盖保温板。通过铺设加热系统和做好保温措施，就保证运输过程中
混合料不降温。
（4）本发明选用全断面摊铺、碾压方式进行钢桥面的环氧沥青摊铺。普通
施工工艺需要分幅施工，且需要等上一幅环氧沥青达到一定强度后，才可以施
工另一幅环氧沥青,而全桥实行全断面一次性摊铺后，解决了等待强度的时间，
仅仅需要的就是摊铺时间和等待一次强度时间。通过这种方法加快摊铺速度，
可减少热量损失。
优选地，摊铺时，通过加热温控系统，设置温控区间在45-85℃。
优选地，碾压时，通过加热温控系统，控制钢桥面的初压终了温度≥82℃，
终压终了温度≥65℃。
（5）养护时，通过加热温控系统，设置温控区间在45-85℃。
同时，在摊铺-碾压-养护过程中，通过覆盖棉被，设置挡风板等减少热量散
失。
在环氧沥青钢桥面铺装过程中，为了减少热量散失，保证铺装过程中钢桥
的温度恒定，本发明优选在钢桥铺装面设置覆盖保温层和/或挡风板，所述保温
层可以选自棉被、聚氨酯保温层等，所述挡风板的材质可以选自木板、塑料板
等，所述挡风板的类型可以选自单峰型、双峰型、三峰型中的任一种。在环氧
沥青运输过程中，为了减少热量散失，保运输车辆车厢的温度恒定，即保证运
输过程中环氧沥青处于规定的最小值之上，本发明优选在所述运输车辆的车厢
顶部设置覆盖保温层。所述保温层可以选自棉被、聚氨酯保温层、双层真空结
构等。
本发明所述方法铺装的钢桥面在养护1天后，马歇尔稳定度≥30kN；所述方
法铺装的钢桥面在养护3天后，空隙率＜3%，可允许车辆通行。
本发明的优点有：
（1）本发明提供一种环氧沥青钢桥面铺装用加热系统，该系统能够有效控
制铺装过程中的操作温度，实现环氧沥青快速固化，从而可在摊铺结束3日内
实现车辆通行。
（2）本发明所提供的铺装方法可以使环氧沥青在冬季施工，甚至于在环境
温度为-20℃或-30℃下，仍可施工。
（3）本发明所提供的铺装方法可以实现在夏季有快速固化要求下的环氧沥
青施工。
（4）本发明所提供的铺装方法采用的是环氧沥青，相对于传统的普通沥青
铺装、改性沥青铺装，具有非常好的抗车辙、抗剥落、耐久、耐化学腐蚀和不
易产生裂缝的优点。
（5）本发明所提供的铺装方法铺装速度快，养护时间短，养护3天即可达
到通车的要求，而现有的环氧沥青铺装的养护时间最短也要30天才可以通车，
本发明所述的铺装方法大大缩短了工期。
附图说明
图1是钢桥面养护过程中钢桥及加热系统示意图。
图2是钢桥面养护过程中摊铺面的局部示意图。
图3是实施例一种磁性硅胶加热片的结构示意图。
附图说明：1-磁性硅胶加热系统；2-保温覆盖层；3-环氧沥青面层；4-粘结
料层；5-钢桥面板；6-磁性硅胶加热片；7-磁性硅胶加热片胶粘的磁粉层；8-磁
性硅胶加热片的硅胶加热片；9-磁性硅胶加热片的保温棉。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，
所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例一
制备环氧沥青钢桥面铺装用加热系统：
（1）制备磁性硅胶加热片：所述磁性硅胶加热片，主体是硅胶加热片，硅
胶加热片一侧胶粘有磁粉，另一侧胶粘有保温棉。结构如图3所示。
（2）制备磁性硅胶加热系统：每片所述的磁性硅胶加热片串联热电偶温控
开关，组成一个温度可控的磁性硅胶加热片。将得到的多个温度可控的磁性硅
胶加热片并联接入控制柜，组成磁性硅胶加热系统。
（3）制备温度可控的钢桥面：将所得到的磁性硅胶加热系统，通过磁性硅
胶加热片上磁粉层的吸附作用固定在待铺装的钢桥铺装面的反面，加热片的铺
设要做到均匀，才能保证钢桥加热的均匀。
（4）制备温度可控的环氧沥青混合料运输车辆的车厢：将所得到的磁性硅
胶加热系统，通过磁性硅胶加热片上磁粉层的吸附作用固定在环氧沥青运输车
辆的车厢上，加热片的铺设要做到均匀，才能保证运输车辆车厢加热的均匀。
（5）通过温控开关，控制铺装过程中钢桥的温度和运输车辆车厢的温度，
实现钢桥的快速铺装。
实施例二
制备环氧沥青钢桥面铺装用加热系统：
（1）制备磁性聚酰亚胺膜加热片：所述磁性聚酰亚胺膜加热片，主体是聚
酰亚胺膜加热片，聚酰亚胺膜加热片内嵌在硅胶层中，硅胶层中同时内嵌有磁
石，聚酰亚胺膜加热片一侧胶粘有保温棉。
（2）制备磁性聚酰亚胺膜加热系统：每片所述的磁性聚酰亚胺膜加热片串
联温控开关，组成一个温度可控的磁性聚酰亚胺膜加热片。将得到的多个温度
可控的磁性聚酰亚胺膜加热片并联接入控制柜，组成磁性聚酰亚胺膜加热系统。
（3）制备温度可控的钢桥面：将所得到的磁性聚酰亚胺膜加热系统，通过
磁性聚酰亚胺膜加热片上磁石的吸附作用固定在待铺装的钢桥铺装面的反面，
加热片的铺设要做到均匀，才能保证钢桥加热的均匀。
（4）制备温度可控的环氧沥青混合料运输车辆的车厢：将所得到的磁性聚
酰亚胺膜加热系统，通过磁性聚酰亚胺膜加热片上磁石的吸附作用固定在环氧
沥青运输车辆的车厢上，加热片的铺设要做到均匀，才能保证运输车辆车厢加
热的均匀。
（5）通过温控开关，控制铺装过程中钢桥的温度和运输车辆车厢的温度，
实现钢桥的快速铺装。
实施例三
一种环氧沥青钢桥面铺装方法，包括（1）喷洒粘结料；（2）环氧沥青混合
料拌合（3）环氧沥青混合料运输；（4）摊铺碾压；（5）保温、养护步骤。其中
铺装过程的温度控制通过环氧沥青钢桥面铺装用如下：
（1）喷洒粘结料时的桥面温度为20-25℃；
（2）环氧沥青混合料搅拌过程：1）将A料加热至87±3℃；2）将B料加
热至150±3℃；3）使用时，将两者混合，混合温度为110-130℃；
（3）环氧沥青混合料的运输过程：保持运输车辆的车厢温度为120±3℃；
（4）摊铺碾压过程：摊铺时，钢桥整体温度在45-85℃；碾压时：初压终
了温度≥82℃，终压终了温度≥65℃；
（5）保温、养护过程：钢桥整体的温度在45-85℃。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺
流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明
必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应
该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的
添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。