环氧沥青混合料和性能及施工工艺的研究

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：论文根据当今国内外环氧沥青混合料在桥面铺装中的应用现状以及路用性能研究展，并通过相应试验，进一步证明了环氧沥青具有高强度、高抗变形、强水稳定性以及耐腐蚀性等，同时对比普通沥青混合料的施工工艺，阐述了环氧沥青混凝土的施工的特殊要求以及在施工过程中应强调的关键技术问题。

　　关键词：环氧沥青;组合材料;环氧沥青施工工艺

　　Abstract: The paper, according to the current domestic and foreign epoxy asphalt mixture surfacing structures in the present situation of the application of road and with properties research, shows that through the corresponding experiment, further proof epoxy asphalt has high intensity, the high water stability and deformation, strong corrosion resistance, etc, and contrast common asphalt mixture of construction technology, this paper expounds the epoxy asphalt concrete construction of the special requirements, as well as in the construction process should emphasize the key technological problems.

　　Key Words: Epoxy asphalt; Combination materials; Epoxy asphalt construction craft

　　中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：

　　1 绪论

　　1.1 环氧沥青混凝土的发展及应用现状

　　环氧沥青是壳牌石油公司在二十世纪五十年代后期，用其作为胶结料拌和成的混凝土来抵御航空燃料和喷气尾流对机场跑道的损害而发明的特殊改性沥青产品。1967年，美国粘合工程公司在横跨旧金山的SanMateo-Hayward大桥上，将环氧沥青混凝土作为桥面铺装材料进行了第一次商业应用，至今仍保持良好的使用性能。随后在美国SanDiego Coronado桥、Golden Gate桥、SanFrancisco-Oakland桥、巴西Costa de Silva桥、澳大利亚West Gate桥、加拿大Lions Gate桥等进行了应用。

　　1.2环氧沥青混凝土的施工工艺

　　由于环氧沥青混凝土和传统的沥青混凝土不同，其配制工艺比较复杂，在施工中对时间和温度的要求十分严格，施工难度大，材料及施工成本较高，我国环氧沥青桥面铺装均基本上直接采用了美国的材料、设计与施工技术。

　　2 环氧沥青混凝土性能

　　2.1环氧沥青混凝土的强度与刚性

　　强度高、刚度大和变形小是热固性环氧树脂最重要的特点。完全固化的热拌环氧沥青混凝土的马歇尔稳定度在60℃测试温度下，即使在80℃温度下，经过测试国产环氧沥青混凝土的马歇尔稳定度可达25kN～35kN。由此可见，该混合料是一种高强的面层材料。

　　影响沥青的另一个性质是自身的劲度模量。劲度模量不仅取决于材料本身，而且还取决于温度和荷载作用时间等变化参数，壳牌公司分别在不同温度下采用三点弯曲试验，对环氧沥青混凝土和普通沥青混凝土的劲度模量做比较

　　试验证明环氧沥青混凝土是一种热固性高强度混凝土，以往主要用作钢桥面铺装料。如今随着环氧沥青技术的发展，以及环沥青材料国产化程度的不断提高，环氧沥青混凝土用于水泥混凝土桥面板桥面铺装层步成为可能。

　　2.2耐腐蚀性

　　一般沥青路面如柴油渗入，将使沥青失去粘结力而松散，这也是沥青混凝土路面产生坑槽等病害的主要原因之一。试验：将SBS沥青混凝土和环氧沥青混凝土马歇尔试件浸泡在柴油中，观察试件状态的变化。浸泡经24h的SBS沥青混凝土试件已经泡软，棱角松散脱落;而环氧沥青混凝土经过两周的浸泡，试件棱角无任何脱粒、松散现象，试件仍然十分坚硬。对在柴油浸泡24h的两种混合料的马歇尔试件进行稳定度测试，结果如表2.2。

　　表2两种混合料耐腐蚀性马歇尔稳定度测试结果

　　试件类别柴油内浸泡时间60℃稳定度(kN)流值(0.1mm)

　　环氧沥青混合料马歇尔试件24h32.1628.91

　　SBS改性沥青混合料马歇尔试件24h6.3634.36

　　从结果中可以看出，环氧沥青混合料马歇尔稳定度仍达到32.16kN，而SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度仅为6.36kN。因此，用环氧沥青混凝土作为大跨径钢桥面的铺装材料可以避免因车用油的渗入而产生损害。

　　2.3水稳定性

　　桥面铺装材料对水稳性要求相对较苛刻，水一旦进入桥梁结构，将会腐蚀内部钢筋，导致桥梁寿命缩减。《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ 052-2000 T0729;T0709的试验方法进行残留稳定度以及冻融劈裂。

　　表3试验计算结果

　　试验项目试验结果技术要求(%)

　　浸水马歇尔试验(48h)残留稳定度(%)100>85

　　冻融劈裂试验残留强度(%)100>85

　　两项试验结果都达到100%，可见环氧沥青混合料有极好的水稳性。综上试验，环氧沥青混合料的各项性能都能很好地满足桥面铺装对材料性能的高要求，远远优于其他改性沥青在水稳性、耐油腐蚀性等方面的表现。

　　3环氧沥青混合料桥面铺装施工工艺

　　每一个时间和温度都是通过试验了解环氧沥青的固化过程及过程中每一时70刻的物理、化学性质而的来的。因此在时候的每一个工序，根据事先得出的施工时刻表严格控制。

　　3.1混合料的摊铺

　　实际施工时,工序负责人应根据实际使用的沥青混合料数量和实际摊铺面积，计算出设计厚度与实际平均厚度之间的差别，按实际情况对松铺厚度进行调整。为保证摊铺质量，摊铺时应注意：①摊铺层侧向若为自由边时，摊铺宽度应比铺装层设计宽度宽5～10cm;②摊铺机熨平板的预热温度应控制在110～121℃;③要设专人负责翻动螺旋布料器与熨平板之间的混合料，以防止产生“死料”;④摊铺完毕，一定要将摊铺机各部位粘着的环氧沥青擦拭干净。

　　3.2压实温度即压实工序

　　在混合料摊铺后，应立即对其进行初压，初压温度越高越好，紧接着进行复压、终压。由试件成型温度试验可知，当温度降低之83℃以下时，试件质量下降速度增快，表现在施工上就是压实效果下降。因此要保证混合料的铺筑质量，必须确保终压的混合料质量。

　　4 主要结论与展望

　　主要结论：环氧沥青增强了组合材料的高温稳定性性能，以及抗疲劳性能。环氧沥青混合料的高模量，优越的低温抗裂性能也必然提高组合材料的相应性能，从而可以表明这种“上刚下柔”的组合结构，能够适应桥面铺装对材料性能要求。综合环氧沥青性能试验以及环氧沥青混合料试验得出的对时间、温度的要求特点，指导环氧沥青混合料施工中每道工序的时间安排以及温度控制。

　　进一步要解决的问题：

　　(1)国外环氧沥青制备技术尚处于保密阶段，而国内环氧沥青制备基础处于起步;

　　(2)国外环氧沥青进口有限，国内环氧沥青生产没有形成规模;

　　(3)环氧沥青施工技术复杂、苛刻，对人员素质要求高，需要专门的技术培训;

　　(4)环氧沥青不同于其他改性沥青，其评价指标尚不统一，随着使用的扩展，应该制定相应的规范。

　　立交匝道、公交车站、桥面铺装等对道路材料容易造成损害，就需要环氧沥青混凝土这种高强度材料去铺筑，来解决这些场地的批反翻修问题，环氧沥青的使用有着广阔的空间，对环氧沥青性质的了解以及环氧沥青混合料的施工工艺的掌握是对其使用的前提，关于这方面的课题研究在国内也逐渐展开。

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