付旭鋒，劉麗敏

（1.上饒市婺源公路事業(yè)發(fā)展中心，江西婺源 333200；2.上饒市信州公路事業(yè)發(fā)展中心，江西信州 334000）

0 引言

環(huán)氧瀝青多相聚合物主要由環(huán)氧樹脂、石油瀝青及固化劑按設計比制備而成，石油瀝青黏結劑通常和固化劑先混合，并在混合料制備過程中再與環(huán)氧樹脂發(fā)生混合，固化反應發(fā)生后瀝青材料便形成高強度骨架，使環(huán)氧瀝青混合料強度大幅提升。環(huán)氧樹脂和固化劑所發(fā)生的反應具有不可逆性，故在夏季高溫運行環(huán)境中環(huán)氧瀝青具備高強度，對于高等級公路、超重交通路面、鋼橋橋面等鋪裝較為適用。石油瀝青還具有柔性路面特征，路面平整、行車舒適、噪聲小，因此，環(huán)氧瀝青高性能材料在國內(nèi)公路橋梁路面工程中具有廣闊的應用前景。

1 工程概況

某新建公路全線長8.74km，其中，起訖樁號K42+012—K43+511段位于山嶺重丘區(qū)，按雙向六車道設計，行車速度80km/h，該段路基寬32.5m，最大縱坡-4.11%。考慮到該路段重載超限車輛多，且全年溫度高、日照時間長，瀝青材料長期暴露在陽光和空氣中，其組分中的樹脂、輕油質(zhì)等揮發(fā)快，易變質(zhì)，引發(fā)瀝青材料老化及路面裂縫、松散等病害的可能性較大。為提升瀝青路面高溫穩(wěn)定性、強度特性及耐久性，決定采用環(huán)氧瀝青混凝土路面。該路段施工工期緊，質(zhì)量標準高，對施工組織設計及工程質(zhì)量也有較高的控制要求。

2 環(huán)氧瀝青混凝土配合比設計

2.1 材料性能

本工程采用由A、B雙組分組成的FY環(huán)氧瀝青，A、B組分分別為雙酚A環(huán)氧樹脂和瀝青、增韌劑、固化劑等助劑。在進行環(huán)氧瀝青混合料制備時，先分別加熱A、B組分至60～80℃和110～120℃，再將A、B組分按一定比例混合攪拌均勻，即可得到環(huán)氧瀝青混凝土。環(huán)氧樹脂和固化劑所發(fā)生的反應具有不可逆性，因此環(huán)氧瀝青固化時間必須和混合料拌制、運輸、攤鋪碾壓等工序安排相匹配[1]，并保證以上工序均在混合料黏度適宜時進行?；旌狭橡ざ冗^大則不宜攪拌，攤鋪碾壓后壓實度難控制；黏度過小，則拌和時間將延長，并可能發(fā)生集料離析。為此，該高等級路面工程鋪裝技術研究報告要求環(huán)氧瀝青材料20℃抗拉強度應不小于1.5MPa，20℃斷裂時延伸率不小于200%，120℃時黏度增大至100Pa·s的時間不短于50min。

集料主要選用立方體形狀、清潔堅硬抗磨損的三河石灰?guī)r碎石和三河碎石生產(chǎn)的機制砂、石粉。粗集料性能指標詳見表1；細集料表觀密度不小于2.5g/cm3，砂當量不小于60%；礦粉外觀應無團粒結塊現(xiàn)象，粒度小于0.6mm、小于0.15mm及小于0.075mm的礦粉分別占比100%、90～100%及75～100%，親水系數(shù)不大于1.0，視密度不小于2.5g/cm3。集料性能參數(shù)取值均符合相關規(guī)范要求。

表1 粗集料性能指標

2.2 礦料級配

礦料級配對瀝青混凝土物理力學指標及路用性能有較大影響，級配越密，則混凝土強度越大、使用壽命也越強；但礦料級配太過密實，礦料顆粒間分布會更加緊密，瀝青填充難度增大，因此必須在設計階段通過級配試驗確定出最佳的礦料間隙率與密實度組合[2]。細集料占比較大，則混合料高溫穩(wěn)定性將會降低，容易出現(xiàn)車轍病害，但是環(huán)氧瀝青混合料不存在這種情況。結合國內(nèi)外應用實踐及工程經(jīng)驗，本高等級公路重載超限車輛多，對混合料抗疲勞性能有較高要求，為此，其環(huán)氧瀝青混凝土礦料最大公稱粒徑按13.2mm確定，級配曲線見圖1。

圖1 環(huán)氧瀝青混凝土級配曲線

2.3 油石比

在綜合考慮水穩(wěn)性、高溫穩(wěn)定性的基礎上，應用馬歇爾試驗方法進行環(huán)氧瀝青混合料最佳油石比確定。環(huán)氧瀝青固化時間較長，若完全依照規(guī)范進行馬歇爾試驗，則所需試驗時間較長。圍繞預估的最佳油石比進行環(huán)氧瀝青混合料制備，待其達到充分固化狀態(tài)后測試試件穩(wěn)定度、空隙率、密度、飽和度及流值等指標，并繪制油石比關系曲線，應用密集配瀝青混合料設計方法進行最佳瀝青用量計算[3]。本工程路面施工所用環(huán)氧瀝青混凝土最佳油石比6.0%，空隙率2.1%，穩(wěn)定度47kN，瀝青飽和度和殘留穩(wěn)定度分別為86%和97%，60℃動穩(wěn)定度7 200次/mm。

2.4 固化時間

環(huán)氧瀝青混合料強度一般隨固化反應時間的延長而增大，混合料拌制完成與開始攤鋪之間的時間間隔不宜過長，以免影響壓實強度；碾壓結束后若達不到固化時間便開放交通，便會造成路面早期變形。以120℃的溫度為環(huán)氧瀝青混合料養(yǎng)生溫度進行固化時間試驗，將所制備而成的混合料在120℃的試驗溫度下分別靜置1h、2h、6h、10h后進行性能檢測，并根據(jù)試驗結果繪制穩(wěn)定度增長曲線。根據(jù)試驗結果，混合料出料后30～90min是本道路路面環(huán)氧瀝青混凝土的最佳施工時間。

3 環(huán)氧瀝青混凝土施工

環(huán)氧樹脂和固化劑所發(fā)生的反應不可逆，故對施工時間有嚴格要求，在施工前必須加強施工組織方案的精確策劃和技術交底，保證施工過程順利銜接。

3.1 施工準備

安排施工時間時必須預測并避開降雨、刮風、降溫、濃霧等不良天氣，選擇適宜的天氣對舊路面進行銑刨清掃，并通知拌和站開始進行混合料拌和。完成舊路面清掃后在與鋪裝層接觸的部位噴灑環(huán)氧瀝青防水黏結層，并按40%～60%的覆蓋率均勻撒布粒徑5～10mm的碎石料，噴灑區(qū)域必須對應于鋪裝區(qū)域，且邊緣應超出鋪裝層邊緣2.0～3.0cm。

3.2 混合料制備及運輸

采用具備分倉上料功能的NBD-120ABP型間歇式拌和機并配備環(huán)氧瀝青及固化劑計量添加儀器進行環(huán)氧瀝青混凝土制備，其生產(chǎn)能力為1.5～2.0t/盤，骨料加熱溫度及混凝土出料溫度分別為118～125℃和112～118℃。在正式生產(chǎn)前必須先試拌，并逐盤進行混合料溫度測量及外觀的目測，對于溫度不達標、離析及花白料必須棄置。混合料出料后必須立即稱重，并填寫書面送料單，其上應寫明運料車編號、實際出料溫度、裝料時間等。

通過12t以上自卸車輛進行混凝土材料的運輸，混合料裝載量應控制在7盤/車，并使用帆布覆蓋車廂內(nèi)混合料，避免雨淋使得溫度過快散失。每輛運料車的運輸時間嚴格控制在30min以內(nèi)。

3.3 攤鋪碾壓及養(yǎng)護

待運料車到達攤鋪施工現(xiàn)場后立即去除覆蓋并測溫記錄，將檢測結果和運料單進行核對，無誤后卸料并在1h內(nèi)完成攤鋪及碾壓施工。攤鋪過程中應安排專人定期清理螺旋布料器和料斗中的死料。攤鋪過程應完全在干燥狀態(tài)下進行，如遇降雨，必須立即停止攤鋪，未攤鋪及攤鋪后未碾壓成型的混合料應全部棄置。

初壓3遍及終壓3遍后均應通過紅外線測溫計進行路面環(huán)氧瀝青混合料表層溫度測量，初壓和終壓溫度應分別控制在80℃和65℃及以上。若表層溫度不符合要求，則還應采用插入式溫度計進行混合料內(nèi)部溫度測量，如果內(nèi)部溫度也不符合要求，則必找尋實原因并補壓2遍。壓路機碾壓不到的區(qū)域應結合手持式振動夯振搗密實。

環(huán)氧瀝青混凝土路面碾壓結束且壓實度、平整度均滿足設計要求后，冷卻至室溫方可開放交通，環(huán)氧瀝青混凝土路面最終強度的形成時間較長，開放交通之初應通過限速、禁止重型重載車輛通行等措施保護混凝土路面，待其最終強度形成后，再解除限速、完全開放交通。

4 結語

綜上所述，該位于山嶺重丘地區(qū)的新建高等級公路環(huán)氧瀝青混凝土路面施工是一次較為成功的嘗試，且瀝青路面鋪裝也取得了較好的施工效果，該工程的應用過程也表明，環(huán)氧瀝青混凝土施工技術在原材料選擇、礦料級配、最佳油石比、固化時間及混合料拌和、攤鋪碾壓、養(yǎng)護等方面均與傳統(tǒng)SBS改性瀝青存在差異。該公路建成后運行實踐也證明，環(huán)氧瀝青混凝土路面平整度、行車舒適性、耐久性等路用性能均優(yōu)于常規(guī)改性瀝青路面，應在我國高等級公路路面、重載超限交通及橋面鋪裝中推廣應用。