高性能環氧樹脂改性瀝青材料的制備及應用研究

郭雷

摘 要：美、日等長期研究高性能環氧樹脂改性瀝青材料，取得了良好結果，比我國在這方面更具優勢。為此，研究高性能環氧樹脂改性瀝青材料的制備及應用有必要。文章主要研究高性能環氧樹脂改性瀝青材料的制備及應用。先分析高性能環氧樹脂改性瀝青材料的制備，后闡述這種材料的具體應用，為相關研究提供參考和借鑒，期望高性能環氧樹脂改性瀝青材料的研究取得深入進展，縮小和發達國家在這方面的差距。

關鍵詞：高性能；環氧樹脂改性瀝青材料

環氧瀝青混合料，在瀝青中，添加熱固性環氧樹脂、固化劑，固化后，生成高強度路用材料，高強度性、溫度穩定性、抗疲勞性，另外，還具有抗剝落、耐化學腐蝕、不易裂縫等特性。上世紀六十年代早期，環氧瀝青最早出現在美國，隨后被首次報道。至90年代，研發不再集中在涂料和屋頂鋪面材料，開始轉向道路鋪裝材料上。環氧瀝青使瀝青發熱塑性發生本質性改變，形成剛度高、耐疲勞優良、抗腐蝕等性能，被用作高性能道路防水中。這種材料價格昂貴、施工不便，應用范圍有所限制，目前主要在鋼橋面鋪裝防水粘結層上應用，并逐漸推向混凝土橋面鋪裝防水粘結層。環氧瀝青防水進入，作為結構層和鋪裝層間的粘結層，使兩層間的剪切強度、粘結強度更高。

1 高性能環氧樹脂改性瀝青材料的制備

1.1 制備工藝流程。環氧瀝青的制備工藝：先順配普通瀝青，后添加乳化劑、固化劑、其他助劑，混合攪拌均勻，冷卻后，制成環氧瀝青A組分（均勻穩定）；施工現場使用時，將環氧瀝青B組劃分環氧瀝青A組分、國產環氧樹脂，兩者各預熱至120℃，按照事先配比快速混合攪拌均勻，泵送至集料、拌和樓，按照石油配比攪拌均勻；運送工地，投入使用。

1.2 最佳配比環氧瀝青的性能。①配比。環氧樹脂和瀝青相容，影響瀝青添入環氧瀝青的量。為消耗較少環氧瀝青成本，選擇環氧瀝青體系改性劑，要考慮二者相容性。經過多年研究，研究人員最終解決了環氧樹脂和瀝青的相容性問題，環氧瀝青粘結料和結合料、組分配比和美國產品配比相當，性能接近，如表1所示。

②力學性能。自主研究的環氧瀝青力學性能遠遠超過技術產品技術要求，結合料性能比美國環氧瀝青結合料明顯較高，如表2所示。

③粘溫特性和熱穩定性。在制備環氧瀝青尤其是結合料中，控制環氧瀝青反應速度很關鍵。美國環氧瀝青粘結料達1000pa.s時，需要24min，結合料達1000pa.s時，需要69min。自主研制的環氧瀝青粘結料達1000pa.s時，需要34min，結合料達1000mPa.s時，需要57min。自主研制的環氧瀝青反應速度可調，明顯優于美國環氧瀝青，如表3所示。

2 高性能環氧樹脂改性瀝青材料的應用

環氧瀝青強度、剛度高、耐疲勞性優良、粘結性良好，普遍應用在各類工程中。其主要表現在以下層面：

2.1 高性能環氧樹脂改性瀝青材料在城市主干道及其他特殊地段鋪裝的應用。隧道內鋪筑低噪聲鋪面，汽車交通噪聲無法從隧道散出，噪聲擾人嚴重。地面上鋪設多孔性路面，減少輪胎滾動噪聲。隧道壁上涂刷吸音涂料，減少噪聲。通常改性瀝青應用在多孔性路面上，不耐久，使用周期短，隧道維修常常不便，而環氧瀝青應用在多孔性路面上，明顯減少噪聲，不堵塞路面孔隙，無需經常維修，使用周期長。

公共汽車停車站剎車、啟動頻繁，推擠與擁包現象嚴重。為避免出現病害事件，英國將環氧瀝青鋪面應用在曼徹斯特公共汽車站和停車站，反饋效果良好。環氧瀝青應用在汽車庫或者裝運燃油集裝箱轉運站等鋪面中，抗燃油侵蝕，長期耐用。1997年英國曾將環氧瀝青應用在集裝箱轉運站市郊商業區鋪面地坪中。環氧瀝青剛度大、粘結力強、高溫不易發軟，應用抗滑層鋪筑，可長期維持粗糙表面。1993年，英國倫敦將環氧瀝青碎石應用在機場道路抗滑層中。

2.2 高性能環氧樹脂改性瀝青材料在鋼橋橋面鋪裝的應用。為迎合現代交通發展，長跨徑大型橋梁應用廣泛。橋面常運用正交各向異性鋼橋面結構，以減輕自身重量，從中可見，橋面鋪裝疲勞是設計主要考慮因素；按使用條件嚴格要求鋪裝材料。

以鋪裝材料與施工方法劃分，當前世界橋面鋪裝方案包括瀝青瑪蹄脂混凝土方案、高溫拌合澆注式瀝青混凝土方案、改性瀝青方案、環氧樹脂瀝青混凝土方案。瑪蹄脂混凝土雖能改善瀝青疲勞性能，尚不能滿足實際應用要求，環氧瀝青卻可做到這點。

我國首次在大跨徑鋼橋橋面鋪裝中運用環氧瀝青混凝土。南漢橋是連續鋼箱梁斜拉橋，主橋長和主跨分別為1238m和628m，當前這種跨度在斜拉橋中居國內和世界前列，調查顯示，今后年日均交通量為3.9103輛中型車。當前環氧瀝青鋪裝材料使用性能良好。

3 結語

以高性能復合材料制備環氧樹脂膠粘劑，較普遍，可提高環氧樹脂膠粘劑性能，更適應金屬材料粘接。文章分析了環氧瀝青粘結料和結合料的最佳配比，最終生成高性能環氧樹脂材料，隨后論述這種材料的具體應用。時代向前發展，我國防水材料市場向多元方向發展，高性能環氧樹脂改性瀝青材料，迎合社會需要，是一種新型產品，將帶來更大經濟和社會效益。

參考文獻

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