陳林聰，吳 迪，韓亞芳

（廣東建科交通工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司 廣州510500）

1 概述

改性樹(shù)脂薄層為廣東建科交通工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司自主研發(fā)的綠色養(yǎng)護(hù)新材料，以改性環(huán)氧樹(shù)脂為膠粘劑、特制耐磨碎石為骨料組成的一種道路工程鋪裝材料，其具有厚度薄、抗滑性、與基面粘結(jié)強(qiáng)度高、防水、耐老化和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)［1～4］。目前廣泛應(yīng)用于公園綠道、城鎮(zhèn)交通環(huán)形路段、高速公路出入口、匝道、彎道、隧道口等特殊路段進(jìn)行路面升級(jí)抗滑改造［5～7］。目前樹(shù)脂薄層材料在廣東、湖南、廣西等省的多條高速公路及城市道路上得到大面積的應(yīng)用，累計(jì)鋪裝面積達(dá)到近15萬(wàn)m2。樹(shù)脂薄層最早施工應(yīng)用目前已滿6年，一方面，隨著使用年限的增加局部路段逐漸出現(xiàn)老化、剝落及磨損等問(wèn)題；另一方面，隨著使用部分路面面層污染嚴(yán)重，路面美觀性警示性下降［8～10］。針對(duì)以上問(wèn)題，本文旨在通過(guò)對(duì)加鋪樹(shù)脂薄層施工工藝及質(zhì)量控制的研究，探討路面的施工工藝，通過(guò)路面加鋪抗滑樹(shù)脂薄層提升路面應(yīng)用性能、安全性能、延續(xù)產(chǎn)品生命周期和對(duì)路面進(jìn)行美化升級(jí)改造，促進(jìn)路面養(yǎng)護(hù)行業(yè)的發(fā)展。

2 主要材料性能

2.1 改性環(huán)氧樹(shù)脂膠

本文所用的環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑為廣東建科交通工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司自主研發(fā)的雙組分膠粘劑，由A、B雙組分組成，主要性能指標(biāo)如表1所示。

表1 改性環(huán)氧樹(shù)脂膠主要性能指標(biāo)Tab.1 Main Performance Index of Modified Epoxy Resin Adhesive

2.2 耐磨骨料

通常高速公路重載交通路段改性樹(shù)脂薄層所用的耐磨骨料單位粒徑為（1.18～4.75 mm），其級(jí)配為粒徑1.18～2.36 mm的含量為35%，粒徑2.36～4.75 mm的含量為65%，且要求骨料干凈、干燥、表面粗糙、無(wú)雜色，具體技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 耐磨骨料主要性能指標(biāo)Tab.2 Main Performance Indexes of Wear-resistant Aggregate

3 既有樹(shù)脂薄層施工案例分析

廣西某高速公路原面層為既有樹(shù)脂薄層攤鋪，目前已應(yīng)用6年，對(duì)其路面進(jìn)行檢測(cè)與調(diào)查表明，面層骨料磨損較明顯，抗滑性能下降，摩擦擺值（BPN）僅為50，構(gòu)造深度為0.70 mm，拉拔結(jié)果顯示為粘結(jié)強(qiáng)度為1.5 MPa，破壞形式為水泥混凝土破壞，結(jié)果表明膠結(jié)料未老化，僅為骨料磨損，項(xiàng)目跟蹤測(cè)試如圖1～圖2所示。根據(jù)測(cè)試結(jié)果及經(jīng)濟(jì)成本分析，決定對(duì)既有樹(shù)脂薄層加鋪改性樹(shù)脂薄層，提高路面的抗滑性能和應(yīng)用性能。

圖1 既有樹(shù)脂薄層面層Fig.1 Existing Resin Thin Layer

圖2 項(xiàng)目跟蹤測(cè)試Fig.2 Project tracking Test

目前我司主要采用自動(dòng)化多功能薄層攤鋪車施工，施工工藝流程主要包含施工前準(zhǔn)備、既有樹(shù)脂薄層基面處理、攤鋪車施工、養(yǎng)護(hù)、骨料清掃等步驟，具體施工內(nèi)容如下：

3.1 施工前準(zhǔn)備

施工前應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行前期調(diào)研，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)是否滿足施工條件可進(jìn)行施工，同時(shí)針對(duì)施工難點(diǎn)或技術(shù)問(wèn)題做好相應(yīng)預(yù)案。

⑴對(duì)既有的樹(shù)脂薄層面層現(xiàn)場(chǎng)情況跟蹤調(diào)研，進(jìn)行構(gòu)造深度及表面破損等情況進(jìn)行調(diào)研，如有剝落，記錄剝落位置及情況，根據(jù)實(shí)際調(diào)研結(jié)果制定詳細(xì)施工方案；

⑵對(duì)于既有的樹(shù)脂薄層粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行拉拔測(cè)試，分析基面老化程度；若測(cè)試結(jié)果顯示，樹(shù)脂薄層已經(jīng)發(fā)生老化，對(duì)于既有樹(shù)脂薄層需要銑刨鏟除，重新處理基面再進(jìn)行鋪裝；

⑶對(duì)于環(huán)境溫度氣溫低于10℃或下雨天或基面含水率超過(guò)8%時(shí)，應(yīng)停止施工，待條件達(dá)標(biāo)后再行施工。

3.2 基面處理

對(duì)既有樹(shù)脂薄層面層采用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)吹掃方式進(jìn)行清掃，無(wú)須使用拋丸及大型打磨機(jī)處理基面。針對(duì)面層存在油性污跡、淤泥堆積等污染情況，需用鋼絲刷打磨機(jī)進(jìn)行局部打磨處理，用高壓水槍清洗局部，最后再用高壓風(fēng)將基面再吹掃2～3遍；對(duì)于存在的板縫或裂縫，首先清理干凈，并用破損修補(bǔ)材料進(jìn)行修復(fù)，對(duì)修補(bǔ)好的面層拉毛，使得與加鋪的樹(shù)脂薄層粘接效果更好。

3.3 配膠及鋪膠

3.3.1 施工參數(shù)設(shè)定

對(duì)于高速公路、長(zhǎng)直城鎮(zhèn)道路等大面積區(qū)域施工，需采用攤鋪車進(jìn)行機(jī)械加鋪覆蓋面層，通過(guò)設(shè)定機(jī)械攤鋪車的速率、膠水用量、骨料用量、膠水比例等進(jìn)行加鋪。

可采用工程攤鋪車進(jìn)行機(jī)械施工作業(yè)，提高作業(yè)效率。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際施工要求，系統(tǒng)設(shè)置10 m/min的行駛速度，調(diào)試骨料出料閘門(mén)大小，設(shè)定輸出骨料量約6～8 kg/m2，膠水用量1.6～1.8 kg/m2。根據(jù)室外環(huán)境溫度，設(shè)置儲(chǔ)料罐的溫度，對(duì)于冬季施工可進(jìn)行儲(chǔ)料罐加熱原料，提高固化速率。最后，通過(guò)設(shè)定轉(zhuǎn)速，對(duì)改性樹(shù)脂薄層膠結(jié)料A、B組分進(jìn)行計(jì)量稱重，并確認(rèn)比例是否準(zhǔn)確；為保證施工區(qū)域整潔起終點(diǎn)均鋪設(shè)彩條布，防止施工區(qū)域外受污染，多功能薄層攤鋪車施工如圖3所示。

圖3 樹(shù)脂薄層攤鋪車機(jī)械攤鋪Fig.3 Resin Thin Layer Paver Mechanical Paver

3.3.2 機(jī)械施工膠水混合質(zhì)量分析

人工/機(jī)械膠液混合后性能對(duì)比如表3所示，通過(guò)對(duì)不同的膠水混合方式對(duì)比固化物的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，結(jié)果顯示人工混合膠液拉伸強(qiáng)度均在18 MPa以下，延伸率則僅為27.15%左右，而且方差明顯更大；機(jī)械混合膠液拉伸強(qiáng)度達(dá)到20 MPa，延伸率則達(dá)到47.94%，與實(shí)驗(yàn)室抽真空除氣泡后的理想結(jié)果相近，良好的柔韌性可以提高樹(shù)脂薄層材料的耐久性［6］?？梢?jiàn)，采用多功能攤鋪車進(jìn)行機(jī)械混合的膠液質(zhì)量是要優(yōu)于人工施工的。

表3 人工/機(jī)械膠液混合后性能對(duì)比Tab.3 Comparison of Properties after Artificial/mechanical Glue Mixing

3.4 養(yǎng)護(hù)及骨料回收

施工完畢待樹(shù)脂膠結(jié)料固化后，在開(kāi)放交通前對(duì)表面多余的石料進(jìn)行回收，采用掃地機(jī)進(jìn)行骨料清掃，清掃時(shí)間控制在開(kāi)放交通前1～2 h進(jìn)行，回收的石料經(jīng)除塵處理后可繼續(xù)使用。因環(huán)氧樹(shù)脂薄層材料養(yǎng)護(hù)時(shí)間與溫度有較大的關(guān)系，因此養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于規(guī)定的相應(yīng)溫度下的養(yǎng)護(hù)時(shí)間（見(jiàn)表4）。

表4 改性樹(shù)脂薄層在不同溫度下所需養(yǎng)護(hù)時(shí)間Tab.4 Curing Time of modified Resin Thin Layer at Different Temperatures

3.5 路用性能評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)既有樹(shù)脂薄層路面加鋪樹(shù)脂薄層路面，既可以滿足抗滑需要、又可滿足道路美觀、路用安全性能［2］。在施工結(jié)束后、應(yīng)用1個(gè)月和3個(gè)月后分別進(jìn)行路面抗滑檢測(cè)，測(cè)試如圖4所示。

圖4 構(gòu)造深度和擺值測(cè)試Fig.4 Construction Depth Test and Pendulum Test

加鋪樹(shù)脂薄層后擺式摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度隨使用時(shí)間的變化如表5所示，由表5可知，隨著使用時(shí)間的增加，擺式摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度均呈逐漸降低后平穩(wěn)的趨勢(shì)。開(kāi)放交通早期（0～3個(gè)月）隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，加鋪抗滑面層未粘接牢固的骨料逐漸脫落，面層的抗滑性能明顯下降，后期抗滑性能逐漸穩(wěn)定，摩擦系數(shù)BPN穩(wěn)定在87，構(gòu)造深度穩(wěn)定在1.12 mm，完全滿足路用需要，加鋪后的樹(shù)脂薄層路面具有較好的行車安全性能［4］。

表5 擺式摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度Tab.5 Pendulum Friction Coefficient and Structural Depth

4 施工質(zhì)量控制

⑴施工前對(duì)原材料改性樹(shù)脂膠水進(jìn)行抽樣檢測(cè)，每個(gè)批號(hào)樣品至少抽1次，稱取合適重量后測(cè)試固化后樣品力學(xué)強(qiáng)度包括拉伸強(qiáng)度、延伸率、粘度、粘接強(qiáng)度，需滿足表1中的技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于骨料進(jìn)行抽樣檢測(cè)，每車抽樣至少1次，測(cè)試壓碎值、含水率、含泥量、粒徑篩分等物理指標(biāo)并需要滿足表2中的技術(shù)指標(biāo)，待以上原材料檢測(cè)合格后方可開(kāi)始施工［3］。

⑵施工過(guò)程中，對(duì)攤鋪車混合后的改性樹(shù)脂膠進(jìn)行隨機(jī)取樣，制備成膠板測(cè)試包括拉伸強(qiáng)度、延伸率、粘度、粘接強(qiáng)度等項(xiàng)目，并需要滿足表1中所述技術(shù)指標(biāo)，確保攤鋪車樹(shù)脂膠水混合比例正常，施工質(zhì)量穩(wěn)定。

⑶施工后對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，對(duì)面層抗滑性能進(jìn)行摩擦系數(shù)BPN、構(gòu)造深度測(cè)試，確保環(huán)氧樹(shù)脂薄層長(zhǎng)期使用性能滿足抗滑需求。

5 結(jié)論

⑴通過(guò)對(duì)已應(yīng)用6年的既有樹(shù)脂面層現(xiàn)狀分析，結(jié)果表明膠結(jié)料未老化，面層骨料磨損較明顯，抗滑性能下降，需要通過(guò)加鋪處理提升面層抗滑性能，滿足正常行車需要。

⑵通過(guò)對(duì)施工工藝研究，采用多功能樹(shù)脂薄層攤鋪車進(jìn)行加鋪，經(jīng)測(cè)試結(jié)果表明機(jī)械混合的膠液質(zhì)量?jī)?yōu)于人工施工，進(jìn)而提高路面耐久性。

⑶對(duì)加鋪路段進(jìn)行路用測(cè)試表明，摩擦系數(shù)BPN穩(wěn)定在87，構(gòu)造深度穩(wěn)定在1.12 mm，完全滿足路用需要，加鋪后的樹(shù)脂薄層路面具有較好的行車安全性能［9］。