水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层在武罐高速上的应用

张伟

（甘肃省陇南公路局，甘肃 陇南 74600）

0 前言

随着中国公路由建设逐渐进入了“建养并举”的新阶段，对路面维修的新技术和新材料需求十分迫切。微表处施工虽然可以在一定程度上改善路面的使用性能，提高路面的抗滑性能和防水效果，但微表处采用的胶结料多为改性乳化沥青，而且传统的胶结料具有粘度低、粘附性不足、高温性能差、抗水损能力差等技术缺陷，必须加入外加剂来进行再次改性以达到更好的效果。而水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层中环氧树脂固化物通过其增粘作用及锚固作用能进一步提高乳化沥青胶结料与石料界面之间的作用力，使乳化沥青对石料的裹附效果提高。同时，环氧树脂固化物在固化剂的作用下能形成高强度的空间交联网状结构，并且能贯穿于沥青体系之中，增大了乳化沥青粘结料的内聚强度，使环氧树脂乳化沥青胶结料的热稳定性及力学性能得到了很大程度的提高。此外，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层具有良好的封水效果，能有效的防止路表水的下渗，从而更好的保护路面结构，延长路面的使用寿命，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层的使用寿命可达3年以上。而且，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层能覆盖修补坑槽、松散、脱皮、裂缝等路面缺陷，美化路面，提高路面平整度。水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层在常温环境下施工，能耗低，施工过程中无有害气体逸出，做到了环保节能。在经济上，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层比养护效果相当的热沥青混凝土罩面节约直接工程费用一半以上。水环氧沥青抗滑表层采用常规稀浆封层车施工，为冷态施工，可满足高速公路路面及隧道内半幅通车半幅施工要求。

G75武罐高速公路位于陇南市，是甘肃规划的“四横四纵”公路网骨架中的第二纵，武罐高速路面类型为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，路基宽度24.5m，路面宽度21.5m，评定里程132.4Km（上行132.4Km，下行132.4Km）。

全局养护评定G75武罐高速132.4Km路段内高速公路桥梁87075.583延米/222座，其中：特大桥梁46318.17延米/21座，大桥40934.141延米/135座，中桥4713.192延米/64座；小桥60.08延米/2座；隧道82407.672延米/91道，其中：特长隧道31128延米/6道，长隧道18905.4延米/10道，中隧道24022.852延米/34道，短隧道8351.42延米/41道。隧道内经过常年累月的行车碾压，原路面的抗滑性能已经严重下降，不能满足高速公路对路面抗滑性能的要求。

1 实验部分

实验材料：90号道路石油沥青（茂名石化生产）、环氧树脂及添加剂、阳离子乳化剂、SBR胶乳

乳化沥青的制备：

将乳化剂和SBR胶乳溶于50-60℃的水中，将沥青加热到120-130℃，按比例加入到磨机中高速剪切，高速剪切两分钟后即可得到固含量60%的乳化沥青。

水性环氧树脂乳化沥青的制备：

将制备好的乳化沥青放置到常温状态，与水性环氧树脂按比例添加融合，搅拌均匀后加入相应添加剂即可与混合料进行拌合。

水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层的施工主要包括以下几方面：

1）正式施工前，在水泥混凝土路面进行试铺，以确定水性环氧树脂乳化沥青混合料材料设计及其性能，确定相关施工技术参数；

2）隧道水泥路面病害调查及病害处理；

3）对原水泥路面抛丸处理；

4）高粘接力水性环氧树脂乳化沥青粘层油施工；

5）水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层（厚度1cm）施工；

6）路面检测。

水泥路面界面处理采用抛丸凿毛方法进行处理，该工法几乎无扬尘，易于清扫。经抛丸凿毛处理后的界面清洁、粗糙，可提高界面抗剪能力。对较宽的断板裂缝和路面缩缝，采用水性环氧沥青砂浆填充；对于较小的裂缝和缩缝则采用水性环氧树脂乳化沥青灌缝，效果良好。

表1 路面工程检测仪器设备一览表

施工中采用水环氧乳化沥青来作为粘层油，利用乳化沥青洒布车将乳化沥青均匀喷洒在已经抛丸处理过的水泥路面上，喷洒量控制在0.4-0.6kg/㎡，并且在粘层油有部分破乳后进行水环氧乳化沥青抗滑表层的摊铺。

开放交通一段时间后，对水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层路段进行检测。对摊铺路段进行全面检查、观察，未见反射裂缝。检测项目包括：横向力系数、渗水系数、横坡、构造深度、粘结力等。

横向力系数检测结果见表2。

通过对原水泥路面和摊铺后的抗滑表层的横向力系数测试后由表2可明显看出原水泥路面的横向力系数远低于指标要求。而摊铺后的路面的横向力系数已经远远超出指标要求，可满足高速路面的行车要求。

渗水系数检测：

抗滑表层渗水系数检测结果见表3，结果表明，抗滑表层密实。渗水系数仅有57（ml/min），抗渗水能力尚优于热铺沥青面层，据此推断，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层具有良好的封水能力和抗水损坏能力。

构造深度检测：

路面构造深度用于评定路面宏观粗糙度和抗滑性能。根据测试结果可知（表4），路面的构造深度由0.42mm增至0.75mm，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层尚优于热铺沥青抗滑表层。

路面横坡检测：

见表5。横坡主要针对于雨天排水考虑，由于是在隧道内，路面基本不存在积水。由测试结果可以看出，原水泥路面和抗滑表层的横坡均符合设计要求。

表2 原水泥路面及施工后抗滑表层横向力系数检测结果

表3 抗滑表层渗水系数

表4 原水泥路面和试验路面构造深度结果对比

表5 原水泥路面和试验路面横坡结果对比

抗滑表层拉拔强度检测：

表6 抗滑表层拉拔试验结果

在抗滑表层先行钻孔（穿过粘层油至水泥板内），之后进行拉拔试验，见表6。观察拉拔破坏类型，试样均为内聚破坏，表明层间粘接力大于抗滑表层混合料的内聚强度，据此认为，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层不会因层间抗剪强度不足而发生推移。另一方面，拉拔试验结果还表明，水性环氧树脂乳化沥青混合料的内聚强度远远大于热拌和沥青混合料的。

2 结语

水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层具有较高的强度，温度变化对材料力学性质的影响相对较小，具有优良的抗车辙、抗飞散、抗水损坏能力。在水泥路面表面设置高粘接力水性环氧树脂乳化沥青（粘层油）可获得较高的层间粘接力，其界面拉拔强度大于抗滑表层的内聚强度，能够保证不发生界面推移，这是水泥路面加铺超薄抗滑表层结构设计成立的基础。水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层施工方法可行，可保证路面具有优良的表面功能和耐久性，与加铺沥青面层相比，水性环氧树脂乳化沥青抗滑表层对隧道的净高的影响也可以忽略不计。