橋面鋪裝混凝土性能探究

李 峰 陳智蓉 李盈富

（1.重慶交通大學 土木建筑學院，重慶 400074；2.中國石油大學（華東）化學工程學院，山東 青島 266555）

中國從20世紀開始對樹脂瀝青混凝土材料進行研究，南京長江二橋首次使用樹脂瀝青混合料進行橋面鋪裝，該橋通車至今路面質(zhì)量良好，僅出現(xiàn)小范圍的病害。雖然改性瀝青的推廣使鋪面的性能得到改善，但未能改變?yōu)r青的熱塑性性質(zhì)，因此難以克服瀝青路面的通病。

樹脂瀝青路面作為新型的瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)，是采用樹脂瀝青與一定級配的集料配置而成的具有較高使用品質(zhì)的路面，具有良好的經(jīng)濟效益和廣闊的應(yīng)用前景，近年來受到人們的廣泛關(guān)注，對它的研究也越來越深入。樹脂瀝青是將環(huán)氧樹脂加入瀝青中，經(jīng)過與固化劑發(fā)生的固化反應(yīng)后，瀝青分子分散于環(huán)氧樹脂形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，形成不可逆的固化物，從而賦予瀝青以優(yōu)良的物理、力學性能。用樹脂瀝青拌制的瀝青混合料，其路用性能比普通瀝青混合料優(yōu)異得多。

1 原材料及配合比設(shè)計

膠結(jié)料采用中海油石油瀝青作為基質(zhì)瀝青，國產(chǎn)環(huán)氧樹脂型號較多，考慮到經(jīng)濟性且滿足試驗的要求，采用雙酚型環(huán)氧樹脂。本文選擇AC-13C型瀝青混合料，進行環(huán)氧改性瀝青混合料的配合比設(shè)計， 采用的礦料級配設(shè)計見表1所示。

表1 AC-13C礦料級配設(shè)計表

根據(jù)不同油石比的馬歇爾試驗結(jié)果和OAC計算方法確定最佳油石比為6.5%。

2 不同摻量的樹脂對混合料性能的影響

為了研究樹脂摻量對混合料性能的影響，試驗室進行了不同用量的環(huán)氧樹脂試驗，試驗結(jié)果見下表2。

表2 環(huán)氧樹脂摻量對瀝青混合料性能影響

由表2可見強度有著較大幅度的提高。但是當樹脂摻量不同的時候，樹脂瀝青混合料的礦料間隙率變化不明顯，空隙率和瀝青飽和度同樣也沒發(fā)生太大變化，可以看出環(huán)氧樹脂用量對混合料強度性能影響因素很大。可以看出在相同的油石比條件下，樹脂瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度和劈裂強度隨著環(huán)氧樹脂摻量的增大而不斷增加，摻量不同的情況下，穩(wěn)定度增長幅度可達2~3倍。

3 樹脂瀝青混合料性能研究

3.1 高溫抗車轍性能

本試驗結(jié)合《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011）采用60℃車轍試驗評價方法，測試結(jié)果見表3。

表3 車轍試驗結(jié)果（60℃）

與普通改性瀝青混合料相比有較大優(yōu)勢，由試驗結(jié)果可以看出國產(chǎn)樹脂瀝青混合料幾乎無變形，和美國樹脂瀝青的性能相差無幾，具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性能。

3.2 低溫彎曲性能

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011），采用由車轍試件切制成長30mm×35mm×250mm 的棱柱體小梁，跨中加載，加載速率為50mm/min 條件下，測得-15℃時瀝青混合料的抗彎拉強度、極限應(yīng)變及彎曲勁度模量如表4所示。

表4 彎曲強度實驗結(jié)果（-15℃）

由低溫彎曲試驗結(jié)果可以看出，國產(chǎn)樹脂瀝青混合料低溫抗彎拉強度比美國混合料略低，而最大彎拉應(yīng)變與美國混合料相差無幾，說明國產(chǎn)樹脂瀝青混合料的低溫抗彎拉強度較美國樹脂瀝青混合料有所偏低，但是其具有較好的低溫抗變形能力。

3.3 水穩(wěn)定性能

根據(jù)《規(guī)程》（JTG E20-2011）浸水馬歇爾試驗按照試驗規(guī)程進行測試，最后計算出馬歇爾試件的殘留穩(wěn)定度結(jié)果見表5。樹脂瀝青混合料馬歇爾試件凍融之后，測得其殘留強度比為89%，表明在低溫條件下有較高的劈裂強度和較好的變形能力。

表5 殘留穩(wěn)定度試驗結(jié)果

由試驗結(jié)果可以看出，樹脂瀝青馬歇爾試件浸水48小時以后，殘留穩(wěn)定度可達到90.2%,略低于美國樹脂瀝青混合料，同樣具有卓越的抗水損害性能。

4 結(jié)語

確定本文所研究樹脂瀝青混合料的油石比為6.5%。對不同摻量的環(huán)氧樹脂馬歇爾試驗性能指標進行對比分析，得出路用性能俱佳的環(huán)氧樹脂最佳摻量；由于發(fā)生了不可逆的化學固化反應(yīng)，高溫時只會變軟而不會有多余的瀝青滲出，得出環(huán)氧樹脂的摻入對瀝青混合料的高溫性能、低溫性能和水穩(wěn)定性等路用性能都有較大幅度的改善。

[1]李學峰.膠粉改性瀝青及其混合料路用性能研究[D].北京：北京建筑工程學院，2008.

[2]JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M]。北京：人民交通出版社，2000.

[4]閔召輝,黃衛(wèi).樹脂瀝青的粘度與施工性能研究[J].公路交通科技,2006,23(8)：5-8.