環(huán)氧瀝青混凝土施工技術(shù)

孟凡剛

（石家莊市交建高速公路建設(shè)管理有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

近年來，隨著我國橋梁工程建設(shè)迅速發(fā)展，鋼材被廣泛應(yīng)用于大跨徑橋梁建設(shè)中，目前，國內(nèi)鋼橋面鋪裝層以環(huán)氧瀝青混凝土為主。雖然環(huán)氧瀝青混凝土的環(huán)保性、耐久性、抗老化性、滲透密封性和防水粘結(jié)性能廣受業(yè)界認(rèn)可。但縱觀國內(nèi)鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝，還是出現(xiàn)了一些失敗案例，橋面出現(xiàn)鼓包、裂縫等病害。因此，本文主要研究了環(huán)氧瀝青混凝土施工工藝，以期進(jìn)一步推動我國公路瀝青路面發(fā)展。

二、環(huán)氧瀝青

（一）基本特性

環(huán)氧瀝青主要是瀝青與環(huán)氧樹脂的結(jié)合品，且結(jié)合了瀝青與環(huán)氧樹脂的熱固性、高粘性、高延伸率等優(yōu)點，但其與瀝青和環(huán)氧樹脂兩種材料具有較大差別，主要具有以下幾個特性：

1.環(huán)氧瀝青A、B按一定比例混合后，隨時間發(fā)展，產(chǎn)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，且隨溫度逐漸升高，其粘結(jié)性逐漸增強(qiáng)。

2.經(jīng)固化反應(yīng)后，環(huán)氧瀝青成為一種熱固性材料，即使溫度逐漸升高至300℃時，其仍具有較好的物理力學(xué)性能。

3.環(huán)氧瀝青的粘結(jié)力主要來源于物理化學(xué)反應(yīng)，粘結(jié)力能夠達(dá)到6～9MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通瀝青，因此，環(huán)氧瀝青可以應(yīng)用于鋼橋面鋪裝。

4.在低溫方面，環(huán)氧瀝青內(nèi)部特殊的分子結(jié)構(gòu)使其在-10℃條件下，依然可以保持一定的柔韌性，與SBS改性瀝青相比，其延伸率可提升1.2倍左右。

（二）性能優(yōu)勢

較普通瀝青混凝土或改性瀝青混凝土，環(huán)氧瀝青混凝土主要具備以下幾個優(yōu)勢：

1.較好的粘結(jié)性和防水性。經(jīng)固化后的環(huán)氧瀝青即使在0.3MPa、30min的條件下，也不會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，且與SBS改性瀝青相比，其粘結(jié)性明顯更強(qiáng)。

2.較好的適應(yīng)高低溫性能。在-10℃低溫條件下，固化后的環(huán)氧瀝青抗裂性能明顯大于SBS改性瀝青（約為6倍左右）。根據(jù)60℃和70℃條件下，車轍試驗結(jié)果分析如表1所示，環(huán)氧瀝青混凝土在高溫下產(chǎn)生的車轍變形明顯小于其他改性瀝青混凝土，表明環(huán)氧瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性較好。

表1.常見瀝青混凝土的動穩(wěn)定度試驗值

3.環(huán)氧瀝青混凝土具有良好的抗老化性、抗疲勞性和抗水損害性能。

三、工程實踐

（一）工程概況

某高速公路全長11.2km，設(shè)計行車速度為80km/h，基層采用級配碎石配合水泥穩(wěn)定碎石，下面層采用25cm的粗粒式瀝青混凝土，中面層為20cm的中粒式瀝青混凝土，上面層均采用環(huán)氧瀝青混凝土路面，級配設(shè)計有ESAC-10和ESAC-16兩種類型。

（二）原材料

1.環(huán)氧瀝青

本文選用FY型環(huán)氧瀝青，制備工藝為：分別先后將環(huán)氧樹脂、瀝青和固化劑加熱至規(guī)定溫度（環(huán)氧樹脂為60～80℃，瀝青和固化劑為110～120℃），按一定比例將其混合后，可以制得環(huán)氧瀝青，并對其指標(biāo)進(jìn)行試驗，結(jié)果如表2所示。

表2.環(huán)氧瀝青指標(biāo)試驗結(jié)果

2.集料

分別對石灰?guī)r材質(zhì)的粗細(xì)集料進(jìn)行試驗，其結(jié)果如表3、表4所示。

表3.粗集料技術(shù)指標(biāo)試驗結(jié)果

表4.細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)試驗結(jié)果

（三）級配設(shè)計

本文采用Superpave中的馬歇爾瀝青混合料設(shè)計方法進(jìn)行配合比設(shè)計，如表5所示。

表5.環(huán)氧瀝青混凝土級配設(shè)計

（四）性能試驗

根據(jù)規(guī)范要求分別對環(huán)氧瀝青和SBS改性瀝青混合料性能測試，結(jié)果如表6所示。

表6.瀝青混合料性能試驗結(jié)果

由表6可知，環(huán)氧瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度是SBS改性瀝青混合料的6倍左右，劈裂強(qiáng)度提升了約3倍，各項性能明顯優(yōu)于SBS改性瀝青混合料。

（五）施工工藝

1.拌和

為保證環(huán)氧瀝青混凝土拌和質(zhì)量，在拌和前需要將瀝青、固化劑等物質(zhì)加熱至130～140℃，并將礦料溫度加熱至115～120℃，最后將固定計量的瀝青加入拌和容器內(nèi)，干拌3s，濕拌40s后，即可獲得熱環(huán)氧瀝青混凝土，確保其溫度在105～115℃之間。

2.運輸

施工前，應(yīng)根據(jù)工程量大小選擇合適數(shù)量的自卸運輸車，既可以降低瀝青混凝土存放時間，防止溫度散失，又可以讓車輛循環(huán)周轉(zhuǎn)。此外，需要提前考察行駛路線，盡可能選取一條最優(yōu)的路線。

3.攤鋪

施工前，將攤鋪機(jī)熨平板預(yù)熱，現(xiàn)場技術(shù)員應(yīng)根據(jù)測量參數(shù)，嚴(yán)格控制路面松鋪標(biāo)高和碾壓成型后的標(biāo)高。整個施工過程中，應(yīng)保持?jǐn)備佨囕v均勻和連續(xù)行進(jìn)，不得隨意更改行駛速度。此外，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)提前準(zhǔn)備3～5輛自卸運輸車，確保環(huán)氧瀝青混凝土供應(yīng)充足，同時將攤鋪機(jī)攤鋪速度下降至1～2m/min，防止出現(xiàn)拌和生產(chǎn)率下降等問題。

4.碾壓

碾壓施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場壓實度指標(biāo)嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)，初壓、復(fù)壓和終壓溫度分別控制在90℃、82℃和65℃，同時，可在壓路機(jī)滾輪上噴灑植物油，防止粘輪。

四、結(jié)語

本文對環(huán)氧瀝青混凝土基本性能進(jìn)行分析，并依托實際工程，制定施工工藝，研究了其原材料、級配設(shè)計、性能試驗，結(jié)果表明，環(huán)氧瀝青混凝土與SBS改性瀝青混凝土相比，路用性能更好，且施工工藝簡便。