環氧瀝青復合料后摻法施工技術探究

摘要 環氧瀝青能夠大幅度增強瀝青復合料的高溫穩定性、路用強度、耐腐蝕性和抗疲勞性能，但其存在容留時間緊迫等施工應用短板。環氧瀝青復合料后摻法施工技術有助于克服該短板。文章介紹了該后摻法工藝，并以某工程為例，重點分析了環氧瀝青復合料在工程中的具體運用。實踐證明，在環氧瀝青復合料中，采用后摻法能有效提高路面整體性能，對同類工程應用有技術參考價值。

關鍵詞 環氧瀝青；復合料；后摻法；施工技術；應用探究

中圖分類號 U414 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）06-0065-03

0 引言

環氧瀝青是一種性能優異的路面鋪裝材料，在瀝青中按一定比例加入環氧樹脂、固化劑以及其他相關輔助劑，促成交聯反應，使瀝青從熱塑性材料轉化為熱固性材料，從而大幅度增強瀝青復合料的高溫穩定性、路用強度、耐腐蝕性和抗疲勞性，使其從普通路面材料轉變為可應用于多種特殊路面的高性能材料，在機場跑道、長大縱坡、超重載路面、大跨徑橋面、高等級公路路面鋪裝等項目中得到越來越多的應用[1]。

但是環氧瀝青也存在明顯的施工應用短板，比如傳統環氧瀝青施工方法中，環氧瀝青粘度增加快，施工容留時間緊迫；環境和材料溫度極大地影響施工質量；容留超時后，復合料的馬歇爾穩定度、體積密度、抗裂強度快速降低；鋪攤過程中或壓實后不久遇到雨，路面功效會大大衰減；需要工期較長，開放交通慢等等。針對這些技術短板，環氧瀝青復合料后摻法得到開發應用。該方法通過在鋪攤現場添加環氧樹脂，解決環氧瀝青復合料施工容留時間短和操作難度大的問題，在工程造價沒有顯著增加和保證環氧瀝青復合料功效的基礎上，進一步降低了施工應用難度。案例工程應用后摻法進行環氧瀝青復合料鋪筑施工，取得了較好的施工應用效果。這里結合工程應用，介紹該方法及其工程效果，旨在為環氧瀝青工程應用提供技術參考。

1 后摻法工藝介紹

為方便表述，這里將環氧瀝青區分為A、B兩個組分，A組分即環氧樹脂，B組分即除了環氧瀝青以外，還有構成環氧瀝青環復合料的其他必要組分，如增容劑、固化劑、促進劑以及其他相關助劑等。

傳統施工方法是在拌料場將A、B組分先行拌合，再與經清洗和加熱的骨料拌和均勻，然后運至施工現場鋪攤施工。這種方法的長處在于A、B組分拌和均勻，缺點在于2種組分一旦接觸，隨即產生固化反應，對復合料運輸和施工時間提出了很高的挑戰。后摻法則是先將骨料與環氧瀝青的B組分混合，形成環氧瀝青復合料的半成品，待運到工程現場后，在攤鋪機的料斗中加入環氧樹脂（即A組分）混合，形成環氧瀝青復合料的成料，然后進行路面鋪筑應用。由于半成品沒有A組分的加入，固化反應并未被觸發，因此環氧瀝青的半成品料可以如同常規瀝青料一樣進行拌料和運輸，從而可以規避先期混合AB組分觸發固化反應所帶來的施工容留時間短和運輸相對困難的施工應用難題[2]。后摻法環氧瀝青復合料的施工控制主要技術參數見表1所示。

2 環氧瀝青復合料后摻法施工應用

2.1 工程概況

案例是一段雙向六車道的繞城高速公路，設計速度80 km/h，路基寬度32 m。LK2+200～LK2+940區段為最大縱坡段，長度1.09 km。根據區段的交通環境要求，瀝青混凝土路面應具備一定的平整度、抗滑移、抗水損、低溫抗開裂和高溫耐車轍功效，因此區段路面采取了環氧瀝青復合料設計。為保證施工質量和效率，避免產生環氧瀝青復合料常規施工方法所面臨的技術短板，工程決定采取環氧瀝青復合料后摻法工藝施工。

2.2 所用材料

（1）粗骨料。要求粗骨料應無雜質、無風化、干燥和清潔，并有足夠的耐磨性和強度。廠家生產應具備除塵裝備，嚴格控制粉塵和針狀顆粒劑量，應用顎式破碎機首次破碎，反擊破碎機二次破碎，整性機給予第三次破碎，粗骨料顆粒成品應飽滿方正，杜絕以顎式破碎機反復破碎，以防止骨料潛存內部損傷，影響復合料路面質量。環氧瀝青復合料粗骨料應滿足表2的規定。

（2）細骨料。環氧瀝青復合料上下兩層的細骨料應無雜質、無風化、干燥和潔凈，不得使用天然砂和石屑。嚴禁使用石場邊角料，一定要使用石灰巖機制砂，并且其粒度應符合表3的規定，質量應符合表4的要求。

（3）礦粉。環氧瀝青復合料所用的礦石粉應是石灰石研磨獲得的礦石粉，并應去除原石中的土壤雜質。礦石粉應干燥和清潔，可以自由流出礦石粉倉，禁止應用回收的礦石粉。環氧瀝青復合料的礦粉質量要求見表5所示。

（4）環氧瀝青復合料級配。環氧瀝青復合料應用（C型）粗骨架密實級配的級配，其瀝青用量含量和礦料級配見表6所示。

2.3 環氧瀝青復合料施工

（1）拌料。溫度和時間是環氧瀝青復合料施工過程中須嚴格把握的2個關鍵因素。為保證鋪攤現場作業連續性，拌合樓配置不宜過遠，距施工現場的行車距離應在60 min之內。在復合料控制溫度方面，首先在攪拌環氧瀝青復合料前，將B組分加熱到130 ℃，然后按試拌所確定的冷料流量將混合料送入攪拌機，加熱以后進入熱料倉。熱料倉的骨料和礦石粉質量按生產配比投入攪拌罐。礦料溫度保持在115 ℃左右。最后按設計用量將B組分噴入拌和罐，經過干拌3 s和濕拌40 s后，將熱復合料卸入熱料斗并測量溫度，保證復合料溫度達到105～115 ℃[3]。安排專人在出料處檢查每盤復合料的質量和溫度，保證所有骨料顆粒都較好地裹敷瀝青結合料，且拌和均勻，發現焦料、花白料、離析和溫度不合格，應給予廢棄，直到合格。如果存在問題，必要時停止拌料，查明原因，進行處理。當復合料的質量滿足規定和溫度達到設計要求后，即可裝車運輸。

（2）運輸。裝料轉運前，車廂薄薄涂上一層植物油作為隔離層，避免車廂粘料。當運輸車輛裝滿規定的料量以后，用帆布或被子覆蓋車廂頂部進行保溫。到達鋪攤現場后，由專人測量車內復合料的溫度。如果復合料的溫度超過允許卸料溫度，應在車中冷卻，溫度不滿足100～110 ℃范圍，不得開展攤鋪。

（3）攤鋪。案例路段鋪攤作業，以中央隔離帶為準，兩側各分3幅實施攤鋪操作，每側各設2條縱向接縫，上下縱縫應錯開10 cm以上。鋪攤過程中，喂料機應在攤鋪機行駛方向的左側喂料。橫向自由邊的鋪攤寬度應比設計寬度多出5～10 cm。攤鋪過程中，以攤鋪機自帶的噴灑裝置進行環氧瀝青的A組分噴灑，其噴灑量與鋪攤量應滿足線性關系。如果在攤鋪過程中A組分噴灑量不夠穩定，則應立即停止攤鋪。在鋪攤過程中，為了避免發生“死料”現象，指定專人在熨平板和螺旋布料器與之間輔助翻拌。為了避免攤鋪機行進間打滑，沿輪跡帶預灑一層熱拌料。攤鋪機無法鋪筑的部分，如出水口、路緣石等，應以人工輔助攤鋪。

（4）壓實。壓實是保證環氧瀝青復合料施工質量的關鍵工序之一，壓實質量決定于碾壓實溫度和壓實遍數的控制。環氧瀝青路面的壓實采用鋼輪和膠輪壓路機的組合方式實施，可根據實際壓實功效確定或調整組合方式。初壓時，下面層以輪胎壓路機壓實4遍，上面層以雙鋼輪壓路機壓實4遍。復壓時，下面層以雙鋼輪壓路機壓實4遍，上面層以輪胎壓路機壓實4遍[4]。壓實過程中，保證初壓溫度≥85 ℃和終壓溫度≥65 ℃。無法用壓路機壓實的部位，以小型振動壓路機或者手持夯錘壓實。

（5）接縫處理。在鋪攤過程中，盡可能防止橫向施工縫。當因為天氣變化或者復合料廢棄等原因需要配置橫縫時，須保持相鄰幅及上下層的橫縫錯開約1 m左右。攤鋪碾壓2 h后，沿預先劃出的標記用手持切縫機切割，構成45°斜縫，控制切割深度在2.50～3.00 cm。完成切割后，除去路面多余的鋪裝部分，并以細銅絲刷去不穩定顆粒，以寬刷清掃灰塵，必要時以濕拖把擦拭，最后以高壓空氣吹離所有顆粒和灰塵。

（6）養護。環氧瀝青復合料攤鋪碾壓完成后，應派專人在3～5 d內連續檢查有無存在質量異常。環氧瀝青路面施工完成后，進行自然養護。檢測和記錄養護期間的氣象和溫度情況。此間禁止所有車輛通行，開放通行方案要由技術人員基于路面條件給出。

2.4 施工應急預案

（1）應對天氣突變。粘結劑遭雨淋，雨停后必須馬上以森林滅火器給予吹干。確保絕對干燥以后，檢查粘合劑狀態。必要時可按0.35 L/m加灑一層粘結劑，第二天即可繼續攤鋪施工。施工如遇極端突發天氣，立即暫停攪拌站生產，現場配置橫向施工縫。如果下雨，未鋪設的復合料必須丟棄。遇到零星小雨，可以適當減慢鋪攤速度，以適當的措施蒸發水分。

（2）應對機械施工故障。為了防范攪拌機故障，可采取雙管措施，保證在最短的時間內恢復拌料生產。為了防范攤鋪機故障，作業中，備用攤鋪機應在施工現場鄰近區域伴行，以保證能在最短時間內接替鋪攤施工。一旦喂料機發生故障，應安排料車快速開到攤鋪機前直接投料。在指定的空車行駛帶鋪設木板或纖維板，防止車輪粘料污染其他場地。當料車無法起卸時，應馬上退出鋪攤區，排除故障。待卸料超過最大容留時間，該車復合料應廢棄。

（3）應對材料溫度變化。當發現在允許范圍內復合料溫度變化比較大時，應向拌料操作員反映情況，查明原因，盡可能將問題解決在萌芽狀態，同時將復合料溫度、裝車車號和卸料時間等信息通知鋪攤前場，便于及時調節鋪攤順序。當復合料的溫度波動比較大時，有可能導致復合料的鋪攤時間縮短、鋪攤速度加快時，壓路機應增強碾壓速度，以保證碾壓時間和溫度，一些溫度降低過快不能按要求進行壓實的復合料應廢棄。

（4）其他情況。運料車廂起頂后如發現側板有水珠，應通知攤鋪機減慢鋪攤速度，并用干燥干凈的棉紗擦去水珠，然后用噴燈烘烤。遇到橋面“死料”，現場人員應在碾壓前給予清理干凈，并用熱料補填并適時碾壓。道牙石與落水口之間的狹縫區域，可采用人工夯實的方法給予壓實，如還有縫隙，可用環氧瀝青膠泥給予澆注。

3 結語

綜上所述，在傳統環氧瀝青施工方法中，瀝青中按一定比例加入環氧樹脂及其他輔助劑，可促成交聯反應，使瀝青從熱塑性材料轉化為性能良好熱固性材料，但存在施工容留時間緊迫、遇到雨路面功效會大幅度衰減和工期開放交通慢等施工應用短板。環氧瀝青復合料施工后摻法則可以規避先期混合AB組分觸發固化反應所帶來的施工容留時間短和運輸相對困難的施工應用難題。該文結合案例工程應用，從拌料、運輸、攤鋪、壓實、接縫處理、養護、施工應急預案等方面，介紹了該后摻法施工應用中的系列技術要點，供環氧瀝青復合料施工應用參考。

參考文獻

[1]叢培良. 環氧瀝青及其混合料的制備與性能研究[D]. 武漢：武漢理工大學， 2009.

[2]許龍. 環氧瀝青鋼橋面鋪裝級配優化設計與壓實規律研究[D]. 廣州：華南理工大學， 2016.

[3]王麗杰， 王月欣， 張倩. 熱固性環氧瀝青增容劑的合成及應用研究[J]. 熱固性樹脂， 2015（1）： 52-56.

[4]張爭奇， 張苛， 李志宏， 等. 環氧瀝青混凝土增柔增韌改性技術[J]. 長安大學學報（自然科學版）， 2015（1）： 1-7.