高溫拌和型改性環氧瀝青混合料的開發

秦 耕 何 翔 李 璐 李 睿

(1.招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067； 2.重慶市智翔鋪道技術工程有限公司，重慶 401336)

高溫拌和型改性環氧瀝青混合料的開發

秦 耕1何 翔1李 璐2李 睿2

(1.招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067； 2.重慶市智翔鋪道技術工程有限公司，重慶 401336)

基于傳統的環氧瀝青混合料在應用中的缺陷，開發研究了一種高溫拌和型的改性環氧瀝青混合料，并對所用材料作了介紹，分析了其在不同溫度下的粘度增長規律及施工可操作時間，同時對其路用性能進行了試驗，指出其具有廣闊的應用前景。

高溫拌和，環氧瀝青，溫度，試驗

1 概述

環氧瀝青混凝土是由環氧瀝青結合料與符合級配要求的礦料按特定工藝制成的熱固性混凝土材料，被廣泛應用于大跨徑鋼橋面鋪裝中。環氧瀝青是一種由環氧樹脂、固化劑與基質瀝青經復雜的化學改性所得到的混合物，固化后的環氧瀝青混合料是一種力學性能較高的材料[1,2]。

目前市面上應用較廣的環氧瀝青混合料大都采用進口產品美國環氧和日本環氧，但美國環氧屬于溫拌環氧(拌和溫度120 ℃)，在120 ℃下拌和施工的環氧瀝青混合料存在施工和易性差、可操作時間短、水汽難以揮發造成鋼橋面鋪裝早期病害等諸多問題；而日本環氧瀝青混合料屬于高溫拌和型(拌和溫度180 ℃)，具有優異的高溫性能和施工和易性，但也存在低溫抗開裂性差，成本高等缺點[3-6]。

針對上述問題，開發出一種高溫拌和型的改性環氧瀝青混合料，不僅具有優異的路用性能，且施工可操作時間長，成本低廉，具有較大的應用價值和市場前景。

2 環氧瀝青混合料試驗研究

2.1 試驗主要原料

1)環氧瀝青配方體系。

所開發的環氧瀝青配方體系包括：基質瀝青、改性環氧樹脂、復配固化劑體系。其中基質瀝青采用泰普克基質瀝青，復配固化劑體系包括高溫固化劑1號和高溫固化劑2號。該環氧瀝青配方體系具有優異的相容性。

2)集料及礦粉。

集料選用優質的石灰巖，集料相關指標檢測結果符合JTJ F40—2004公路瀝青路面施工技術規范，如表1所示。

表1 集料技術指標

礦質填料采用石灰巖礦粉，其技術指標符合JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青試驗規程瀝青面層用集料質量要求。

2.2 環氧瀝青在不同溫度下的粘度增長規律

由于環氧瀝青混合料屬于反應性材料，在較高的溫度下普通環氧瀝青混合料反應速率較快，施工可操作期短(美國環氧僅為1 h)，從而為其工程施工帶來極大的困難。

由于環氧瀝青固化反應直接反映在其隨時間粘度的增長，當粘度增長至1 Pa·s時，代表環氧瀝青混合料已無法正常施工，所以本文采用旋轉粘度試驗方法研究所開發的高溫拌和型環氧瀝青在不同溫度下的粘度增長趨勢，試驗結果如圖1所示。

從圖1可以看出，所開發的高溫拌和型環氧瀝青在150 ℃～180 ℃的溫度區間內，粘度增長到1 Pa· s的時間均大于120 min，說明其在工程應用中，至少具有2 h的施工可操作時間，相對美國環氧瀝青延長了1 h，大大緩解了目前環氧瀝青混合料施工難控制的問題。

2.3 環氧瀝青混合料在不同溫度下施工可操作時間研究

環氧瀝青混合料在施工過程中，如果由于早期固化未及時攤鋪，會直接導致環氧瀝青混合料攤鋪后孔隙率增大，路用性能下降。因此本文將環氧瀝青混合料拌和后，在不同的溫度下保溫(160 ℃，180 ℃，200 ℃)，分別在不同保溫時間后成型馬歇爾試件，并測試其馬歇爾性能及孔隙率，從而評價所開發的環氧瀝青混合料的施工可操作時間，如表2所示。

表2 環氧瀝青混合料施工可操作時間試驗

從表2可以看出，自制高溫拌和型環氧瀝青混合料在160 ℃以下，其施工可操作時間可達到3 h以上；在180 ℃下保溫2.5 h后，其馬歇爾穩定度發生明顯下降，且孔隙率明顯增大，說明其在180 ℃下施工可操作時間約為2 h，這與環氧瀝青粘度增長規律的試驗結論一致；而在200 ℃的溫度下，其施工可操作時間也有1.5 h，證明所開發的高溫拌和型環氧瀝青混合料與市面上的同類產品相比，明顯延長了其施工可操作時間，具有重要的意義。

2.4 環氧瀝青混合料路用性能試驗

1)馬歇爾性能試驗。

按照JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青試驗規程，成型高溫拌和型環氧瀝青混合料馬歇爾試件，級配采用日本環氧專用級配JA-10，油石比6.7%，養護條件為60 ℃下固化3 d，測試溫度60 ℃，并同步成型日本環氧瀝青混合料，測試其馬歇爾性能如表3所示。

從表3可以看出，自制高溫拌和型環氧瀝青混合料比日本環氧瀝青混合料具有更優異的馬歇爾性能，且成本遠遠低于后者，具有較好的應用前景。

表3 環氧瀝青混合料馬歇爾試驗結果

2)高溫性能試驗。

按照JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青試驗規程，成型高溫拌和型環氧瀝青混合料高溫車轍試件，級配采用日本環氧專用級配JA-10，油石比6.7%，養護條件為60 ℃下固化3 d，測試溫度分別為60 ℃和70 ℃，并同步成型日本環氧瀝青混合料，測試其高溫性能如表4所示。

表4 環氧瀝青混凝土高溫性能試驗 次/mm

從表4可以看出，自制高溫拌和型環氧瀝青混合料具有比日本環氧瀝青混合料更加優異的高溫性能。

3)低溫性能試驗。

按照JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青試驗規程，成型高溫拌和型環氧瀝青混合料低溫彎曲試件，級配采用日本環氧專用級配JA-10，油石比6.7%，養護條件為60 ℃下固化3 d，測試溫度-10 ℃，并同步成型日本環氧瀝青混合料，測試其低溫彎曲性能如表5所示。

表5 環氧瀝青混合料低溫彎曲試驗

從表5可以看出，所開發的高溫拌和型環氧瀝青混合料與日本環氧瀝青混合料相比，抗彎強度相差不大，而抗彎應變稍優于后者，證明其具有比日本環氧更優異的低溫抗開裂性能。

3 結語

采用基質瀝青、改性環氧樹脂、復配高溫固化劑體系的配方，研制出一種高溫拌和型改性環氧瀝青混合料，不僅具有較長的施工可操作時間，解決了目前普通環氧瀝青混合料在高溫下施工可操作期短，難以控制的問題，并且與同類進口產品日本環氧相比，具有更加優異的路用性能，而成本遠低于日本環氧，將其應用于大跨徑鋼橋面鋪裝中具有很好的市場前景。

[1] 曹雪娟，郝增恒，皮育暉.環氧瀝青混凝土材料及其性能試驗研究[J].公路交通技術，2006，10(5)：37-39.

[2] 王 曉，程 剛，黃 衛.環氧瀝青混凝土性能研究[J].東南大學學報(自然科學版)，2001，31(6)：21-24.

[3] 張 昭，李 璐，盛興躍.新型改性環氧瀝青混合料的性能研究[J].山西建筑，2012,38(18)：126-128.

[4] 李宇峙，吳國平，邵臘庚.環氧瀝青混凝土材料在鋼橋面鋪裝中的應用[J].公路工程，2005，30(3)：168-174.

[5] 黃 明，黃衛東.通過高溫性能測評不同級配在環氧瀝青上的應用[J].公路工程，2009，34(5)：133-136.

[6] 周曉華，宗 海，王 曉，等.環氧瀝青混合料低溫性能研究[J].公路，2006(1):179-182.

Developing of modified epoxy asphalt concrete of high temperature mixing

Qin Geng1He Xiang1Li Lu2Li Rui2

(1.ChinaMerchantsChongqingCommunicationsResearch&DesignInstituteCo.,Ltd,Chongqing400067,China；2.ChongqingZhixiangPavingTechnologyEngineeringCo.,Ltd，Chongqing401336,China)

Based on the shortages in the application of the traditional epoxy modified asphalt mixture, the paper develops the high-temperature epoxy modified asphalt mixture, introduces its materials, and analyzes the increasing viscosity law of the mixture at different temperature and the operable time in the construction, undertakes the test for its traffic performance, and points out it has broader application prospect.

high-temperature mixing, epoxy asphalt, temperature, test

1009-6825(2015)32-0113-03

2015-09-08

秦 耕(1989- )，女，助理工程師

TU535

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