环氧沥青混凝土施工技术

2021-02-25孟凡刚

中国公路 2021年2期

孟凡刚

（石家庄市交建高速公路建设管理有限公司，河北石家庄 050000）

一、引言

近年来，随着我国桥梁工程建设迅速发展，钢材被广泛应用于大跨径桥梁建设中，目前，国内钢桥面铺装层以环氧沥青混凝土为主。虽然环氧沥青混凝土的环保性、耐久性、抗老化性、渗透密封性和防水粘结性能广受业界认可。但纵观国内钢桥面环氧沥青混凝土铺装，还是出现了一些失败案例，桥面出现鼓包、裂缝等病害。因此，本文主要研究了环氧沥青混凝土施工工艺，以期进一步推动我国公路沥青路面发展。

二、环氧沥青

（一）基本特性

环氧沥青主要是沥青与环氧树脂的结合品，且结合了沥青与环氧树脂的热固性、高粘性、高延伸率等优点，但其与沥青和环氧树脂两种材料具有较大差别，主要具有以下几个特性：

1.环氧沥青A、B按一定比例混合后，随时间发展，产生复杂的物理化学反应，且随温度逐渐升高，其粘结性逐渐增强。

2.经固化反应后，环氧沥青成为一种热固性材料，即使温度逐渐升高至300℃时，其仍具有较好的物理力学性能。

3.环氧沥青的粘结力主要来源于物理化学反应，粘结力能够达到6～9MPa，远远超过普通沥青，因此，环氧沥青可以应用于钢桥面铺装。

4.在低温方面，环氧沥青内部特殊的分子结构使其在-10℃条件下，依然可以保持一定的柔韧性，与SBS改性沥青相比，其延伸率可提升1.2倍左右。

（二）性能优势

较普通沥青混凝土或改性沥青混凝土，环氧沥青混凝土主要具备以下几个优势：

1.较好的粘结性和防水性。经固化后的环氧沥青即使在0.3MPa、30min的条件下，也不会出现渗水现象，且与SBS改性沥青相比，其粘结性明显更强。

2.较好的适应高低温性能。在-10℃低温条件下，固化后的环氧沥青抗裂性能明显大于SBS改性沥青（约为6倍左右）。根据60℃和70℃条件下，车辙试验结果分析如表1所示，环氧沥青混凝土在高温下产生的车辙变形明显小于其他改性沥青混凝土，表明环氧沥青混凝土的高温稳定性较好。

表1.常见沥青混凝土的动稳定度试验值

3.环氧沥青混凝土具有良好的抗老化性、抗疲劳性和抗水损害性能。

三、工程实践

（一）工程概况

某高速公路全长11.2km，设计行车速度为80km/h，基层采用级配碎石配合水泥稳定碎石，下面层采用25cm的粗粒式沥青混凝土，中面层为20cm的中粒式沥青混凝土，上面层均采用环氧沥青混凝土路面，级配设计有ESAC-10和ESAC-16两种类型。

（二）原材料

1.环氧沥青

本文选用FY型环氧沥青，制备工艺为：分别先后将环氧树脂、沥青和固化剂加热至规定温度（环氧树脂为60～80℃，沥青和固化剂为110～120℃），按一定比例将其混合后，可以制得环氧沥青，并对其指标进行试验，结果如表2所示。

表2.环氧沥青指标试验结果

2.集料

分别对石灰岩材质的粗细集料进行试验，其结果如表3、表4所示。

表3.粗集料技术指标试验结果

表4.细集料技术指标试验结果

（三）级配设计

本文采用Superpave中的马歇尔沥青混合料设计方法进行配合比设计，如表5所示。

表5.环氧沥青混凝土级配设计

（四）性能试验

根据规范要求分别对环氧沥青和SBS改性沥青混合料性能测试，结果如表6所示。

表6.沥青混合料性能试验结果

由表6可知，环氧沥青混凝土的马歇尔稳定度是SBS改性沥青混合料的6倍左右，劈裂强度提升了约3倍，各项性能明显优于SBS改性沥青混合料。

（五）施工工艺

1.拌和

为保证环氧沥青混凝土拌和质量，在拌和前需要将沥青、固化剂等物质加热至130～140℃，并将矿料温度加热至115～120℃，最后将固定计量的沥青加入拌和容器内，干拌3s，湿拌40s后，即可获得热环氧沥青混凝土，确保其温度在105～115℃之间。

2.运输

施工前，应根据工程量大小选择合适数量的自卸运输车，既可以降低沥青混凝土存放时间，防止温度散失，又可以让车辆循环周转。此外，需要提前考察行驶路线，尽可能选取一条最优的路线。

3.摊铺

施工前，将摊铺机熨平板预热，现场技术员应根据测量参数，严格控制路面松铺标高和碾压成型后的标高。整个施工过程中，应保持摊铺车辆均匀和连续行进，不得随意更改行驶速度。此外，为保证施工质量，应提前准备3～5辆自卸运输车，确保环氧沥青混凝土供应充足，同时将摊铺机摊铺速度下降至1～2m/min，防止出现拌和生产率下降等问题。

4.碾压

碾压施工过程中，根据现场压实度指标严格控制碾压遍数，初压、复压和终压温度分别控制在90℃、82℃和65℃，同时，可在压路机滚轮上喷洒植物油，防止粘轮。