馬亮亮

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

現(xiàn)階段我國(guó)高速公路主要采用改性瀝青混合料作為面層材料。改性瀝青混合料中改性瀝青的種類很多，包括SBS改性瀝青、SBR 改性瀝青、膠粉改性瀝青以及環(huán)氧瀝青等，不同的改性瀝青有不同的性能，直接影響著瀝青混合料的性能和瀝青路面的質(zhì)量[1]。環(huán)氧瀝青混合料作為瀝青路面材料，其可使環(huán)氧樹脂與固化劑粘連，生成網(wǎng)狀固化物，有效減少瀝青在自然環(huán)境中的老化，延長(zhǎng)高速公路路面使用壽命。本文依托某高速公路項(xiàng)目，以環(huán)氧瀝青混凝土作為高速公路面層材料，探究環(huán)氧瀝青混合料面層施工要點(diǎn)，為該類項(xiàng)目的施工提供參考。

1 工程概況

某高速公路全長(zhǎng)27.93km，設(shè)計(jì)為雙向四車道，時(shí)速80km/h。由于當(dāng)?shù)刈贤饩€較強(qiáng)，瀝青路面易在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生老化，為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，本項(xiàng)目計(jì)劃采用環(huán)氧瀝青混合料作為面層材料，路面詳細(xì)結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 路面結(jié)構(gòu)層樣式

2 工程實(shí)踐

環(huán)氧瀝青主要是由環(huán)氧樹脂、固化劑以及助劑和瀝青組成。本項(xiàng)目分別配制不同環(huán)氧體系、瀝青比例的環(huán)氧瀝青，環(huán)氧體系和瀝青分別按1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5 進(jìn)行配制，同時(shí)對(duì)配制好的環(huán)氧瀝青進(jìn)行室內(nèi)拉拔試驗(yàn)，分析環(huán)氧瀝青性能，選用最佳配比的環(huán)氧瀝青進(jìn)行混合料的拌和及施工[2]。

2.1 環(huán)氧瀝青性能試驗(yàn)

按照上述要求，分別配制5組不同比例的環(huán)氧瀝青，所選用的環(huán)氧樹脂和固化劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)如表2～表3所示。

表2 環(huán)氧樹脂基本性能指標(biāo)

表3 多胺類固化劑理化性能指標(biāo)

由表2～表3 可知，經(jīng)檢測(cè)后，所選固化劑和環(huán)氧樹脂性能均滿足規(guī)范要求。使用上述環(huán)氧樹脂和多胺類固化劑以1∶1 的比例進(jìn)行環(huán)氧瀝青配制，分別配制上述5 種不同比例的環(huán)氧瀝青，配制完成后進(jìn)行室內(nèi)拉拔試驗(yàn)。

按照規(guī)范要求，選用高黏結(jié)性的橡膠瀝青成型300mm×300mm×50mm 的SMA-13 車轍板，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)7d后，切割成100mm×100mm×50mm 的試件，然后以0.5kg/m2的用量，涂抹環(huán)氧瀝青[3]，用于拉拔試驗(yàn)。拉拔試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 環(huán)氧體系摻量與材料黏結(jié)強(qiáng)度性能關(guān)系

由圖1可知，隨著環(huán)氧體系與瀝青比值的增大，環(huán)氧瀝青材料的黏結(jié)強(qiáng)度逐漸增大，當(dāng)兩者比例從4∶6 增加至5∶5時(shí)，黏結(jié)強(qiáng)度增加較小。說(shuō)明當(dāng)二者比例增加至一定程度時(shí)，隨著比例的增加，黏結(jié)強(qiáng)度變化不大，逐漸趨于穩(wěn)定。同時(shí)，隨著二者比例的增加，黏結(jié)強(qiáng)度從0.2MPa 增加至0.9MPa，說(shuō)明環(huán)氧樹脂體系對(duì)于環(huán)氧瀝青的性能影響較大。根據(jù)上述結(jié)果，本文擬采用環(huán)氧體系與瀝青1∶1 的比例進(jìn)行環(huán)氧瀝青的配制，并使用該瀝青進(jìn)行混合料的拌和，用于試驗(yàn)和施工。

2.2 環(huán)氧瀝青混合料性能試驗(yàn)

按照上述配比，配制的環(huán)氧瀝青性能指標(biāo)如表4 所示，項(xiàng)目所選集料為玄武巖，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表5所示。

表4 環(huán)氧瀝青性能指標(biāo)

表5 集料性能指標(biāo)

由于本項(xiàng)目所在地區(qū)紫外線較強(qiáng)，年平均氣溫較高，因此作為高速公路面層，瀝青混合料的高溫性能必須滿足規(guī)范要求。本文對(duì)不同油石比下的環(huán)氧瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)，混合料級(jí)配設(shè)計(jì)如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖2 級(jí)配設(shè)計(jì)

圖3 油石比與穩(wěn)定度的關(guān)系

根據(jù)上述高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著油石比的增大，混合料的穩(wěn)定度逐漸減小。但并不能因此確定4.2%的油石比能發(fā)揮混合料的最優(yōu)性能。查閱相關(guān)資料，瀝青混合料只有在最佳油石比下才能保證更好地發(fā)揮其性能，而僅通過(guò)高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)并不能確定最佳油石比，因此本文對(duì)不同油石比下環(huán)氧瀝青混合料的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同油石比下的混合料理化指標(biāo)

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，最終確定最佳油石比為5.5%，以此最佳油石比作為本項(xiàng)目面層材料的最佳油石比進(jìn)行試驗(yàn)路的鋪筑。

2.3 施工工藝

環(huán)氧瀝青混合料的施工步驟如圖5所示。

圖5 環(huán)氧瀝青混合料施工流程

應(yīng)注意的是，環(huán)氧瀝青混合料在生產(chǎn)時(shí)的溫度應(yīng)控制在160～180℃之間，拌和時(shí)環(huán)氧樹脂與固化劑的比例為1∶1，環(huán)氧體系與瀝青的比例為1∶1，三者在混合料拌和時(shí)一同投入攪拌鍋中。混合料在運(yùn)輸過(guò)程中需在運(yùn)輸車外覆蓋被褥，避免溫度散失[4]；攤鋪時(shí)需保證至少3 臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)工作，防止瀝青混合料在運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后無(wú)法快速進(jìn)行攤鋪而導(dǎo)致溫度下降，最終使得路面壓實(shí)質(zhì)量無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求；碾壓時(shí)應(yīng)經(jīng)過(guò)初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)階段，本項(xiàng)目采用的壓路機(jī)、碾壓遍數(shù)以及碾壓時(shí)的溫度要求如表6所示。

表6 碾壓參數(shù)

2.4 施工質(zhì)量檢測(cè)

（1）抗滑性能檢測(cè)

在試驗(yàn)路段鋪筑完成后，根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTJ E60—2008）對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行鉆芯取樣，取樣樁號(hào)從K0+050 開始，每隔150m 取芯樣一個(gè)，共取芯樣3組，采用的是鋪砂法對(duì)所取芯樣構(gòu)造深度進(jìn)行檢測(cè)，采用滲水儀檢測(cè)其滲水系數(shù)，檢測(cè)結(jié)果如表7～表8所示。

表7 構(gòu)造深度及抗滑性檢測(cè)結(jié)果

表8 路面封層后滲水性檢測(cè)結(jié)果

對(duì)比瀝青路面規(guī)范中對(duì)施工后路面檢測(cè)結(jié)果的指標(biāo)要求，本項(xiàng)目試驗(yàn)路段所使用的環(huán)氧瀝青混合料施工后的檢測(cè)結(jié)果滿足要求。

（2）壓實(shí)度檢測(cè)

高速公路瀝青路面施工后，其壓實(shí)度必須滿足設(shè)計(jì)要求，因此本研究對(duì)試驗(yàn)路段的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表9所示。

表9 壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

規(guī)范中要求，高速公路壓實(shí)度需達(dá)到96%以上，表9檢測(cè)結(jié)果表明，壓實(shí)度最低處為96.3%，最高處為98.0%，各測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度均達(dá)到96%以上，滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)論

本文依托某高速公路項(xiàng)目，對(duì)環(huán)氧瀝青中的組分配比進(jìn)行對(duì)比，分析環(huán)氧瀝青混合料的施工工藝，并進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)，結(jié)果表明：

（1）環(huán)氧組分與瀝青按1∶1 的配比可以保證環(huán)氧瀝青具有較好的性能。

（2）以5.5%的油石比進(jìn)行環(huán)氧瀝青混合料的拌和，可以較好地發(fā)揮混合料的各項(xiàng)路用性能。

（3）以本文所提出的施工流程和施工工藝進(jìn)行環(huán)氧瀝青混合料面層施工，施工后各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。