基于耐久性分析的新型路用环氧沥青长期性能研究

2020-06-01彭顺显

北方交通 2020年4期

彭顺显

（贵州省公路局贵阳市 550003）

0 引言

与普通沥青相比，环氧沥青具有良好的耐久性。环氧沥青目前在钢桥面铺装中表现出良好的耐久性能。因固化反应受固化温度和固化时间的影响较大，新型路用环氧沥青应用对固化时间要求严格。随温度升高，其固化反应越快，凝胶时间越短。反之，随温度降低，固化反应越慢，凝胶时间越长。

为了保证环氧沥青具有较好的施工性能，固化时间不易太短，必须保证有足够的时间进行拌和、摊铺，在凝胶出现之前完成摊铺和碾压，否则易造成碾压不密实。但固化时间越长，混合料的强度越低，容易产生早期破坏和性能降低。因此对于路用环氧沥青混合料，为满足道路铺装强度的要求，保证正常摊铺碾压时间，并避免早期破坏，选择合适的施工和养生时间，同时针对新型路用环氧沥青混合料耐久性和长期性能进行研究是亟需解决的问题。

1 环氧沥青养生条件分析

（1）施工时间的影响

为了验证不同施工时间对混合料压实效果的影响［1］。选择新型路用环氧沥青制备混合料。试验温度为110℃拌和，将拌和后的试件保温不同时间后，再成型马歇尔试件。击实高度随时间变化结果如表1所示。

从图1中可知，随着时间的推移，环氧沥青产生固化，混合料的黏度增加，导致成型的马歇尔试件高度逐渐增大。在100min内高度均满足马歇尔击实要求。拌和后100～120min时间下，试件高度变化较大，此时环氧沥青混合料固化程度较高，成型的试件空隙率较大，不利于混合料的击实成型。因此，为了保证环氧沥青混合料的施工质量，应严格控制施工总时间在100min以内，不能超过120min。

表1 击实高度随时间变化

（2）养生时间的影响

将环氧沥青混合料试件在室外养生，记录每天外界温度和马歇尔稳定度［2］。试验结果见图2所示。

从图2中可以看出，前3d强度上升较快，约占总强度的50%左右。15d后马歇尔稳定度的增长速率减缓，表明15d环氧沥青固化比较完全。因此，试验段应保证3d内环境温度20℃以上且光照充足，同时15d内无雨水，有利于保证环氧沥青混合料的路用性能。

2 环氧沥青混合料疲劳性能研究

沥青路面的疲劳破坏是最常见病害［3-5］，因此要求混合料具有良好的抗疲劳性能。采用NU-14多功能材料试验仪进行间接拉伸疲劳试验，评价路用环氧沥青混合料的疲劳性能。成型试件直径150mm，高40mm。试验温度15℃，频率为10Hz。加载应力水平分别采用0.2、0.4、0.6应力比水平。试验结果见表2所示。

表2 环氧沥青混合料疲劳性能分析

根据疲劳次数，拟合环氧沥青混合料疲劳曲线如图3所示。

由试验结果可知，路用环氧沥青混合料的疲劳次数达到11301次，具有良好的疲劳性能。考虑环氧沥青混合料为开级配具有较大的空隙率，在重复劈裂荷载条件下，易产生微裂缝，使间接拉伸劈裂疲劳次数降低。相比较于普通沥青混合料，环氧沥青混合料同时具有粘弹性和热固性特性，其在弹性角度的疲劳性能与普通混合料差别不大。