改性環氧樹脂在混凝土路面修補工程中的應用

李治

（上海市政養護管理有限公司，上海 201103）

由于環氧樹脂具有一定化學活性，能夠被含活性氫的化合物開環、固化并交聯形成網絡結構，使金屬和非金屬材料表面具有良好的黏結強度、穩定性、高硬度和柔韌性，廣泛應用于國防和建筑工程的澆注、層壓、黏結、涂層中，因此，以改性環氧樹脂為主要成分的EP100高分子砂漿和EP30薄層鋪裝在我國道路修補工程中起著重要作用。

一、改性環氧樹脂介紹

改性環氧樹脂膠粘劑是以聚氨酯預聚物改性環氧樹脂(A組分)與自制的固化劑(B組分)按10∶1～1∶1(重量比)的比例配制成，具有耐高溫、韌性好、反應活性大的固化體系，不僅耐油、耐水、耐酸堿、耐有機溶劑而且黏結潮濕面的性能較好。

二、工程概況

寧波鄞州區前塘河橋服役多年后，水泥混凝土橋面病害較為嚴重，存在大量修補破損及混凝土面層露筋、麻面、松散和連續縫破損開裂等。

（一）病害成因

1.修補破損

由于修補橋面所用材料強度不夠，且與原水泥混凝土未形成整體，在車輛荷載作用下，修補處再次發生破損。

2.混凝土露筋、麻面、松散

由于原有橋面鋼筋保護層過薄，以及面層混凝土碳化后變硬變脆，在車輛荷載作用下，混凝土局部內聚力喪失，進而導致路面出現露筋、麻面、松散等病害。

3.連續縫開裂，周邊混凝土破損

由于應力縫預留不足，帶動周邊混凝土產生變形，車輛沖擊荷載作用下，混凝土產生疲勞破壞。

根據現場病害勘察、分析統計得知，目前大橋病害深度>3cm的占病害面積總量的4%，病害深度在1～3cm之間的占病害面積總量的64%，病害深度<1cm的占病害面積總量的32%。

（二）維修工藝

針對上述橋面病害及成因，本文擬采用黏結力較高的改性環氧樹脂類材料進行修復。具體施工工藝為：使用EP100高分子砂漿修補路面坑洞和露筋等大于1cm的混凝土路面病害，再使用EP30薄層鋪裝進行整體罩面，同時修復麻面、裂縫等小于1cm的路面病害。

不同類型路面病害

（三）EP100高分子砂漿性能介紹

EP100高分子砂漿由FTCE330環氧樹脂和高強度集料組成，是一種高黏結度的半剛性材料，具備強度高、彈性好等優點。該高分子砂漿在固化3小時后，抗壓強度可達到10.3MPa，固化7天后，抗壓強度可達到20.7MPa，能夠保證修補后的橋面在承受車輪荷載時，不會出現崩塌、凹陷等情況。其EP100高分子砂漿成品技術參數如表1所示。

表1.EP100高分子砂漿性能表

本文在EP100高分子砂漿固化后，經過極限荷載破壞試驗測得100mm試塊的回彈率超過99%，充分說明該材料形變恢復能力較好。此外，為綜合考慮環境溫度等因素對砂漿性能的影響，本文分別在最低溫度（-20℃）至最高溫度（60℃）溫度區間內，對EP100高分子砂漿的抗壓強度和回彈率進行了測試，由測試結果可知，在不同溫度下，EP100高分子砂漿的抗壓強度和抗壓回彈率均滿足要求。具體結果如圖1、圖2所示。

圖1.不同溫度下EP100高分子砂漿的抗壓強度

圖2.不同溫度下EP100高分子砂漿的抗壓回彈率

（四）EP30薄層性能介紹

EP30薄層鋪裝工程是在對基礎加固補強與處理后的水泥混凝土板塊上，直接加鋪一定厚度的雙層式黑色EP30薄層，EP30薄層鋪裝是一種新型的路面面層薄層防滑加罩技術，由改性環氧樹脂FTCE330構成和單一粒徑耐磨集料組合而成。其中，改性環氧樹脂作為膠黏劑，與集料、原路面面層黏結性好，可對路面起到較好的保護作用。由于采用單一粒徑耐磨集料，鋪裝層表面粗糙，還可起到很好的防滑作用，改善路面平整度，提高水泥混凝土道路的使用壽命。

本工程鋪裝采用1～3mm規格的黑色金剛石防滑骨料，最終施工完畢固結后的技術參數如表2所示。

表2.EP30膠黏劑固結后技術參數

（五）主要施工流程

鄞州區前塘河橋橋面整治近兩年道路使用效果依舊良好

施工流程為：封閉交通→剔除原路面病害松散混凝土并清理→采用EP100高分子砂漿修補混凝土路面病害→原水泥路表面進行噴砂處理→攤鋪第一層EP30膠黏劑→撒布第一層黑色骨料→清除多余骨料→攤鋪第二層EP30膠黏劑→撒布第二層黑色骨料→清除多余骨料→開放交通。

表3.效益分析對比表

另外，如當日不具備完成第二層鋪裝條件或實際交通狀況不允許繼續封閉道路時，已完成單層鋪裝的路面可開放交通，但必須保證在進行第二層黑色薄層鋪裝前，采用噴砂機去除由于開放交通后在第一層黑色薄層表面形成的油污、灰塵及雜物等。

三、效益分析

從工期、質量、經濟效益和社會效益等方面來說，使用EP100高分子砂漿局部修補和EP30薄層整體罩面的施工方法，與傳統使用快速混凝土進行整體翻修的施工工藝相比，優勢更為明顯，具體比較結果如表3所示。

四、結語

2019年，鄞州區前塘河橋橋面整治工程施工已結束近兩年，筆者經過后期回訪調查發現，道路使用效果依舊良好，未出現路表開裂和局部破損等病害。總體而言，利用EP100高分子砂漿和EP30薄層等改性環氧樹脂砂漿材料修復路面病害、進行路面封層，不僅施工流程簡單，對交通影響較小，而且維修后路面性能較好，大大節省維修成本，提高路面維修養護效率，可廣泛推廣應用于非結構性病害的修復和整體罩面。