大纵坡小半径弯桥环氧沥青钢桥面铺装关键技术研究

一、项目概况

天龙山区域防火旅游通道工程位于太原市晋源区晋祠天龙山景区，道路长度 9.8km，宽度 8.5～10.5m。因拟建场地地势陡峭，起终点高差大，无法采用常规方法 完成道路展线，故创新性的设计了多座山区高架桥完成展线。受地形限制， 桥梁纵坡 大弯道多，针对大纵坡小半径弯桥钢桥面铺装问题提出本研究课题。

二、关键技术和创新点

（一）关键技术

通过系列试验研究，本项目解决了如下关键技术：

（1）通过材料配方试验研究，使得温拌型环氧沥青技术特点具有重大突破，A 、B 组分混合后的粘度增长速度大大减缓，120℃温度下粘度升至 3Pa.s 的时间达到100min ，110℃温度下粘度升至 3Pa.s 的时间达到 120min。彻底解决了温拌型环氧沥 青容留时间短、施工节奏急促，施工技术难以掌握的难题。

（2）改进的环氧沥青混凝土专用拌和设备，采用集料通过冷料仓计量，小型滚 筒批量加热技术，使得集料温度更准确，误差小于±2℃。环氧沥青 A、B 组分配比采 用称重计量方式，使得 A 、B 组分配比误差小于 1%。大大提高了环氧沥青混合料的 拌和质量和成品率。

（3）改进后的温拌型环氧沥青混合料可以采用 100℃~110℃的拌和温度，混合 料摊铺温度可以采用 85℃~100℃, 碾压温度可以采用 40℃~80℃; 适宜的施工气温可 以低至 0℃以上。使得环氧沥青混凝土施工适应范围更广， 对环境的影响更小，具有 非常明显的节能、环保特性。

（4）采用混合料运输车辆“小型化” 、“少装载”，摊铺顺序“先内后外” 、“先低后 高”，碾压工艺“先胶后钢” 、“胶钢交替”等一系列措施进行施工组织管理，总结了一 套适用于“纵坡大” 、“桥面窄” 、“半径小”的钢桥面环氧沥青混凝土运输、摊铺、碾压 施工技术，成功实施了太原天龙山区域防火旅游通道高架桥钢桥面环氧沥青混凝土铺 装工程。

（二）创新点

（1）成功研发了适用于特种工程条件（大纵坡小半径弯桥）的温拌型环氧沥青 材料， 最大容留时间达到 120min   以上， 环氧沥青混合料适宜 的拌和温度为 100℃~110℃, 适应的施工气温为 0℃以上。温拌型环氧沥青施工操作空间更为宽松， 环氧沥青混合料的废料比例大幅度降低。

（2）改进完善了温拌型环氧沥青混凝土钢桥面铺装施工工艺，采用改进的小型 加热滚筒拌和设备及称重配料计量系统，拌和温度误差由以往的±10℃降低到±2℃ ,  配料精度由以往的±10%提高到±1%，保证了环氧沥青混合料的质量性能，减少了环 氧沥青混合料废料比例，降低了施工成本。

三、总体性能指标及应用

（一） 改进型温拌环氧沥青技术性能

本项目研发改进的新型环氧沥青技术性能与国内外同类产品相比，在可操作性和 施工宽松性方面具有重大突破，无论是与美国环氧沥青相比还是与其他国产环氧沥青 相比，混合料 110℃的容留时间均达到其他产品的 2 倍以上，基本与日本的热拌型环 氧沥青相当，总体上达到国际先进水平。为环氧沥青钢桥面铺装提供了价廉物美的优 质新材料。为更为广泛地大量推广应用环氧沥青钢桥面铺装奠定了很好的基础。

（二）改进环氧沥青混凝土拌和设备技术性能

（1）常用的沥青混凝土拌和设备是连续式加热集料、通过二次筛分（热筛分） 进行配料的工艺，最大缺点是温度控制精度低，尤其是在集料含水量不均匀或粒径离 散性较大的情况下，温度误差均在±10℃以上。本项目采用小滚筒批量加热技术后， 集料温度可控制在±2℃范围内，大大减少了混合料的温度离析。这一点对环氧沥青而 言是非常重要的（超温拌和对环氧沥青的危害是致命的）。

（2）多年来绝大多数环氧沥青混凝土配料方式均采用流量方式进行控制，其最 大缺陷是流量稳定性较差，它随着温度的波动粘度也会有较大的波动，进而导致流量 波动。其次， 计量装置（流量计或计量泵）也会因为温度或长期磨损发生变化，致使 计量误差加大，其变化幅度往往超过 10%。这也是造成环氧沥青混凝土质量波动的重 要问题。本项目采用称重计量的方式解决环氧沥青 A、B 组分配比控制方式，使其配 比误差减小到±1%。

本项目采用的这一套环氧沥青混合料拌和工艺是一个重大突破，尤其对于环氧沥 青混凝土施工具有重大意义。

（三）大纵坡小半径弯桥钢桥面铺装施工技术

国内外环氧沥青混凝土钢桥面铺装已有几十年的成功经验，东南大学获得国家科技进步二等奖的科技成果，也是建立在南京长江二桥及润杨长江大桥等大跨径钢结构桥梁基础上的。但用于中小跨径的钢结构桥梁钢桥面铺装的环氧沥青混凝土经验不足， 也不乏存在失败的例子。本项目在太原天龙山区域防火旅游通道高架桥钢桥面铺装中采用环氧沥青混凝土，针对纵坡大于4%，弯道半径小于100m（最小 37m），桥面宽度 8~11m，总计桥长约 3000m 的桥梁，在国内尚属首次。尤其是在 10 月底山区较  低气温下施工，突破了前所未有的诸多限制，取得了完胜。使得工程建设大大缩短了工期，节约了大量资金，获得了社会各界的好评。

四、应用前景分析

我国桥梁建设方兴未艾，尤其是城市桥梁（高架桥和立交桥），正在大量采用重 量轻、跨越性好、经久耐用的钢结构桥型方案。在公路建设方面，大量的山区公路和高速公路互通立交都在选用钢结构，环氧沥青桥面铺装的应用前景十分广泛。

太原市市政工程设计研究院简介

太原市市政工程设计研究院创建于1949年，独立建院于 1979年，是建设部首批批准的市政行业甲级设计资质设计院 之— ，承担太原市大部分城市道路、桥梁、给水排水、城市 防洪等城市基础设施工程咨询勘察设计任务。目前拥有国家批准的市政行业（燃气工程、轨道交通工 程除外）甲级资质；水利行业（城市防洪）专业甲级资质；建筑行业（建筑工程专业）乙级设计资质；风景园林专项乙级资质；工程勘察专业类（岩土工程（勘察））甲级资质；工程勘察专业类（岩土工程（设计））乙级资质；测绘乙级资质；特种设备[压力管道(GB2)设计]许可证；是市政公用 和水利工程咨询甲级资信单位。业务范围：道路、桥梁、城市隧道、给水、排水、给水厂站、污水厂站、城镇集中供热、公共交通、环境卫生（含固体废弃物处理工程）、城市防洪、建筑、综合管廊、基坑支护及相关附属（照明、绿化、电力 土建、电信土建） 等工程的勘测、设计、咨询、项目管理以 及工程总承包等业务。2002年我院通过ISO90001质量体系认证，2017年通过质量、环境与职业健康安全三体系认证。2020年通过《国家高新技术企业》认定。

院现有职工244人，专业配备合理，管理体系完善，社  会信誉良好。其中正高级工程师26人，高级职称以上112人， 中级职称74人，咨询工程师38人，其他各类注册人员104人。 省，市级特聘专家和学术技术带头人和三晋英才20人，中青 年技术骨干159人。

我院秉持“诚信、敬业、团结、创新 ”的企业精神，坚 持“为客户创造最大价值、为社会做出最大贡献、为企业谋 发展、为员工谋幸福 ”的企业宗旨，持续推进管理水平升级、科研创新升级、技术质量升级、服务水平升级、人才培养升 级和市场经营升级发展战略，不断完善现代企业管理体系， 坚持“立足太原、辐射全省、走向全国 ”的市场经营理念， 累计完成2000余项各类大中型市政工程的勘察设计和咨询。 先后荣获省级以上优秀勘察、设计、咨询等各类奖项190余  项，其中省、部级科技进步奖3项、 国家市政行业优秀勘察  设计23项、山西省优秀咨询成果奖一等奖6项、二等奖10项、  三等奖6项；全国优秀咨询成果奖二等奖2项、三等奖2项。作为国家高新技术企业，科技创新、技术进步硕果不断，三年来，开展相关专业课题研究，先后完成34项科研项目，其中“大纵坡小半径弯桥环氧沥青钢桥面铺装关键技术研究” 获得2019年山西省建设科技重大成果（一等）。参加编制20项地方、行业标准；取得专利60余项。

近年来，作为城市建设的先行者，太原市市政工程设计 研究院全面落实市委和市政府的决策部署，充分发挥引领和 带动作用，积极服务城市建设，紧紧围绕省市重点工程建设 开展工作，通过创新工程评选和方案汇报竞赛，不断提高设 计质量和咨询服务水平，培养造就出 “高精尖 ”型人才团  队，设计完成多项具有前瞻性和先行性的精品工程——天龙 山网红桥、汾河公园自行车专用道、解放路改造工程、钟楼 街改造工程等。尤其是太原市环线道路建设工程在2019年全 国勘察设计行业庆祝新中国成立七十周年系列活动中被推举为优秀勘察设计项目，是我省唯一获此殊荣的项目。通过 全院不懈努力，2021年和2023年均获得省级优秀勘察设计奖17项，居省内同行业领先水平。近三年，面对疫情严重影响，院广大干部职工勠力同心、拼搏奋进，在山西转型综改示范区和太忻一体化经济区南北两个“战场 ”上，攻坚克难，勇往直前。结合工程建设时序要求，各部门倒排工期，加班加点，保证工程如期开工建设，同时坚持现场指导，现场服务，及时解决问题，保证工程建设质量和顺利完工。充分发挥了设计院在工程建设关键环节的引领和带动作用。共计完成咨询设计项目400余项，签订合同354项，其中咨询合同93项，占比26.27%。其中包含山西综改示范区生态示范城一期项目路网工程、太原武宿(国际)机场三期改扩建工程、太原武宿(国际)机场空港配套工  程、太忻一体化经济区大盂起步区配套路网工程项目、太忻 大道、太忻环卫产业基地项目工程、滨河东路南延（二期）、小牛线西延等省重点工程勘察设计11项，为全面推进太忻一 体化经济区和山西综改示范区基础设施建设做出了重大贡献。迎泽大街东延、东峰路北延、北郊污水处理厂改扩建工 程、榆社云竹湖生态保护与修复路网工程、原平经开区基础 设施建设等项目，进一步夯实了立足太原、辐射全省的目标。

我院坚持“两手抓 ”，精神文明和物质文明与企业文化 建设同步推进，成效显著。荣获省、市“五一 ”劳动奖状、 山西省建筑业“五一 ”劳动奖状、山西省建筑业模范职工之 家、山西省十佳勘察设计院、山西省优秀勘察设计企业、山 西省重合同守信誉企业、太原市文明单位（连续35年）、双 拥先进单位（连续9年）等荣誉称号。

太原市市政工程设计研究院简介

太原市市政工程设计研究院创建于1949年，独立建院于 1979年，是建设部首批批准的市政行业甲级设计资质设计院 之— ，承担太原市大部分城市道路、桥梁、给水排水、城市 防洪等城市基础设施工程咨询勘察设计任务。目前拥有国家批准的市政行业（燃气工程、轨道交通工 程除外）甲级资质；水利行业（城市防洪）专业甲级资质；建筑行业（建筑工程专业）乙级设计资质；风景园林专项乙级资质；工程勘察专业类（岩土工程（勘察））甲级资质；工程勘察专业类（岩土工程（设计））乙级资质；测绘乙级资质；特种设备[压力管道(GB2)设计]许可证；是市政公用 和水利工程咨询甲级资信单位。业务范围：道路、桥梁、城市隧道、给水、排水、给水厂站、污水厂站、城镇集中供热、公共交通、环境卫生（含固体废弃物处理工程）、城市防洪、建筑、综合管廊、基坑支护及相关附属（照明、绿化、电力 土建、电信土建） 等工程的勘测、设计、咨询、项目管理以 及工程总承包等业务。2002年我院通过ISO90001质量体系认证，2017年通过质量、环境与职业健康安全三体系认证。2020年通过《国家高新技术企业》认定。

院现有职工244人，专业配备合理，管理体系完善，社  会信誉良好。其中正高级工程师26人，高级职称以上112人， 中级职称74人，咨询工程师38人，其他各类注册人员104人。 省，市级特聘专家和学术技术带头人和三晋英才20人，中青 年技术骨干159人。

我院秉持“诚信、敬业、团结、创新 ”的企业精神，坚 持“为客户创造最大价值、为社会做出最大贡献、为企业谋 发展、为员工谋幸福 ”的企业宗旨，持续推进管理水平升级、科研创新升级、技术质量升级、服务水平升级、人才培养升 级和市场经营升级发展战略，不断完善现代企业管理体系， 坚持“立足太原、辐射全省、走向全国 ”的市场经营理念， 累计完成2000余项各类大中型市政工程的勘察设计和咨询。 先后荣获省级以上优秀勘察、设计、咨询等各类奖项190余  项，其中省、部级科技进步奖3项、 国家市政行业优秀勘察  设计23项、山西省优秀咨询成果奖一等奖6项、二等奖10项、  三等奖6项；全国优秀咨询成果奖二等奖2项、三等奖2项。作为国家高新技术企业，科技创新、技术进步硕果不断，三年来，开展相关专业课题研究，先后完成34项科研项目，其中“大纵坡小半径弯桥环氧沥青钢桥面铺装关键技术研究” 获得2019年山西省建设科技重大成果（一等）。参加编制20项地方、行业标准；取得专利60余项。

近年来，作为城市建设的先行者，太原市市政工程设计 研究院全面落实市委和市政府的决策部署，充分发挥引领和 带动作用，积极服务城市建设，紧紧围绕省市重点工程建设 开展工作，通过创新工程评选和方案汇报竞赛，不断提高设 计质量和咨询服务水平，培养造就出 “高精尖 ”型人才团  队，设计完成多项具有前瞻性和先行性的精品工程——天龙 山网红桥、汾河公园自行车专用道、解放路改造工程、钟楼 街改造工程等。尤其是太原市环线道路建设工程在2019年全 国勘察设计行业庆祝新中国成立七十周年系列活动中被推举为优秀勘察设计项目，是我省唯一获此殊荣的项目。通过 全院不懈努力，2021年和2023年均获得省级优秀勘察设计奖17项，居省内同行业领先水平。近三年，面对疫情严重影响，院广大干部职工勠力同心、拼搏奋进，在山西转型综改示范区和太忻一体化经济区南北两个“战场 ”上，攻坚克难，勇往直前。结合工程建设时序要求，各部门倒排工期，加班加点，保证工程如期开工建设，同时坚持现场指导，现场服务，及时解决问题，保证工程建设质量和顺利完工。充分发挥了设计院在工程建设关键环节的引领和带动作用。共计完成咨询设计项目400余项，签订合同354项，其中咨询合同93项，占比26.27%。其中包含山西综改示范区生态示范城一期项目路网工程、太原武宿(国际)机场三期改扩建工程、太原武宿(国际)机场空港配套工  程、太忻一体化经济区大盂起步区配套路网工程项目、太忻 大道、太忻环卫产业基地项目工程、滨河东路南延（二期）、小牛线西延等省重点工程勘察设计11项，为全面推进太忻一 体化经济区和山西综改示范区基础设施建设做出了重大贡献。迎泽大街东延、东峰路北延、北郊污水处理厂改扩建工 程、榆社云竹湖生态保护与修复路网工程、原平经开区基础 设施建设等项目，进一步夯实了立足太原、辐射全省的目标。

我院坚持“两手抓 ”，精神文明和物质文明与企业文化 建设同步推进，成效显著。荣获省、市“五一 ”劳动奖状、 山西省建筑业“五一 ”劳动奖状、山西省建筑业模范职工之 家、山西省十佳勘察设计院、山西省优秀勘察设计企业、山 西省重合同守信誉企业、太原市文明单位（连续35年）、双 拥先进单位（连续9年）等荣誉称号。