萬 寧，賀求生，張 帥，張恒龍，吳超凡

(1.中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528403；2.湖南大學(xué) 綠色先進(jìn)土木工程材料及應(yīng)用技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410082；3.湖南云中再生科技股份有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

0 引言

鋼橋面鋪裝是鋼橋梁結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分，直接影響到橋梁的耐久性、行車安全以及經(jīng)濟(jì)效益[1]。澆注式瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂碎石等柔性鋪裝較易產(chǎn)生開裂、脫層、車轍等早期破壞，其原因是瀝青類材料模量較低，特別是在高溫條件下，承載能力、抗永久變形能力大幅降低，無法有效提供強(qiáng)度和剛度以適應(yīng)復(fù)雜應(yīng)力應(yīng)變狀況[2]。為解決柔性鋪裝的早期破壞問題，一些研究團(tuán)隊(duì)開始采用剛性鋪裝，以提高鋼橋面剛度，降低應(yīng)力幅。邵旭東等[3-4]通過對(duì)超高性能混凝土(UHPC)的組分優(yōu)化以及密集配筋等措施，成功將其抗拉強(qiáng)度由8～10 MPa提高到30 MPa以上，極限拉應(yīng)變?yōu)槠胀ㄋ嗷炷恋?0～100倍，并進(jìn)一步提出了疲勞性能優(yōu)異的鋼-UHPC組合橋面結(jié)構(gòu)。對(duì)于鋼-UHPC組合結(jié)構(gòu)的橋面鋪裝體系主要包括普通瀝青混凝土、薄層聚合物混凝土(TPO)、瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)與環(huán)氧瀝青混凝土。由于目前缺少關(guān)于鋼-UHPC橋面鋪裝層技術(shù)要求的相關(guān)規(guī)范，所以，對(duì)于鋪裝層的技術(shù)性能主要參考《公路鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(JTG T3364-02—2019)、美國(guó)《用于橋面和停車庫(kù)EM(多層環(huán)氧)類聚合物鋪裝的標(biāo)準(zhǔn)》(ACI 548.8-07)、美國(guó)《關(guān)于用混凝土的環(huán)氧樹脂基黏結(jié)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格》(ACI C881/C881 M-02)。經(jīng)過多座鋼箱橋梁的工程驗(yàn)證，鋼-UHPC組合橋面鋪裝技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟，但UHPC層上的瀝青類面層較容易破壞的問題尚未完全解決。

環(huán)氧瀝青是環(huán)氧樹脂與固化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并與基質(zhì)瀝青以及其他添加劑混合而成的高性能材料。環(huán)氧樹脂與固化劑形成的三維網(wǎng)狀體系將熱塑性瀝青轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度高、溫度穩(wěn)定性好、耐久性能優(yōu)異的熱固性材料。以環(huán)氧瀝青作為結(jié)合料的環(huán)氧瀝青混凝土應(yīng)用在鋼-UHPC組合橋面的上面層能夠大幅改善耐久性，延長(zhǎng)鋪裝的使用壽命。然而，環(huán)氧瀝青混凝土因結(jié)合料的硬脆熱固性以及與鋼板的協(xié)調(diào)變形能力較差，在重復(fù)荷載或低溫的作用下容易產(chǎn)生開裂[5-6]。Lü等[7]研究發(fā)現(xiàn)聚氨酯具有斷裂伸長(zhǎng)率大、耐熱性好等特性，能夠在一定程度上改善環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能、彈性恢復(fù)性能。Yu等[8]發(fā)現(xiàn)聚氨酯可以和環(huán)氧樹脂形成互穿聚合物網(wǎng)狀(IPN)結(jié)構(gòu)，當(dāng)改性環(huán)氧樹脂受到外力時(shí)，應(yīng)力能更好地在材料內(nèi)部傳遞分散，從而增強(qiáng)了強(qiáng)度和韌性。此外，聚氨酯還被廣泛用作瀝青改性劑，其在改善瀝青高溫性能、抗老化性能等方面同樣效果顯著。因而，利用聚氨酯/環(huán)氧樹脂對(duì)瀝青進(jìn)行改性有望全面提高瀝青混凝土的路用性能。

本研究采用聚氨酯增韌的環(huán)氧樹脂對(duì)瀝青結(jié)合料進(jìn)行改性，并通過評(píng)估聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性能、抗滑性能等路用性能，為其應(yīng)用于鋼-UHPC組合橋面上面層提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原材料

基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青的基本物理性能列于表1。復(fù)配胺類固化劑由實(shí)驗(yàn)室自制得到。試驗(yàn)采用SMA-10目標(biāo)級(jí)配混合料，玄武巖集料、石灰?guī)r礦粉以及木質(zhì)纖維均滿足規(guī)范要求。

表1 基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青基本物理性能Tab.1 Basic physical properties of base asphalt and SBS modified asphalt

1.2 聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青拌和溫度的確定

為確定聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青最佳拌和溫度，在140，150，160 ℃與170 ℃溫度下，將適量基質(zhì)瀝青加熱至完全流動(dòng)，與預(yù)熱至60 ℃的復(fù)配胺類固化劑以500 r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30 min得到A組分。將聚氨酯/環(huán)氧樹脂單獨(dú)作為B組分加入到A組分中，立即將適量的樣品倒入樣品室并置于熱容器中，然后將 27#轉(zhuǎn)子放入已預(yù)熱至一定固化溫度的樣品室中保溫10 min，測(cè)量不同固化時(shí)間的黏度。其中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速設(shè)置為 50 r/min，聚氨酯/環(huán)氧樹脂摻量為改性瀝青結(jié)合料的35%，此改性瀝青記為PEAM35。

1.3 聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青的制備

由聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青黏時(shí)特性研究試驗(yàn)結(jié)果可得最佳拌和溫度為150 ℃。將適量基質(zhì)瀝青加熱至完全流動(dòng)，在150 ℃下與預(yù)熱至60 ℃的復(fù)配胺類固化劑以500 r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30 min得到A組分。將聚氨酯/環(huán)氧樹脂單獨(dú)作為B組分并與A組分在150 ℃下以500 r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌3 min后，得到未固化的聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青。為便于分析，將SBS改性瀝青混合料，聚氨酯/環(huán)氧樹脂(包含固化劑)含量為25%，35%，45%的改性瀝青混合料分別簡(jiǎn)記為SBAM，PEAM25，PEAM35，PEAM45。

1.4 改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)

鋼-UHPC組合橋面上的鋪面層要盡可能薄，以減少鋼橋的恒重并節(jié)約材料，常用的瀝青面層為20～40 mm?？紤]到聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青的高強(qiáng)度以及優(yōu)異的高溫性能，將面層結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)為25 mm。為了鋪面層混合料能充分壓實(shí)，選用最大公稱粒徑為10 mm的SMA-10作為目標(biāo)級(jí)配類型，具體級(jí)配組成見表2?；隈R歇爾試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以聚氨酯/環(huán)氧樹脂摻量為35%的改性瀝青為結(jié)合料，確定了改性瀝青混合料的最佳油石比為6.4%。

表2 級(jí)配組成Tab.2 Gradation composition

1.5 路用性能評(píng)價(jià)方法1.5.1 高溫性能試驗(yàn)

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011，簡(jiǎn)稱“試驗(yàn)規(guī)程”)成型改性瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)和車轍板試件，在60 ℃烘箱中養(yǎng)護(hù)4 d后，再置于常溫冷卻1 d后按照試驗(yàn)規(guī)程分別進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)，混凝土拌和溫度為150 ℃。

1.5.2 低溫性能試驗(yàn)

參照試驗(yàn)規(guī)程T 0702成型改性瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件。試件成型后在60 ℃烘箱中養(yǎng)護(hù)4 d，再放常溫下冷卻1 d，之后在-10 ℃恒溫空氣箱中保溫6 h后進(jìn)行低溫劈裂測(cè)試，加載速度為1 mm/min。

1.5.3 水穩(wěn)定性試驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程T 0709，將養(yǎng)護(hù)完成的試件放入60 ℃水浴箱中保溫48 h后進(jìn)行測(cè)試，得到浸水后的馬歇爾穩(wěn)定度MS浸水。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程T 0729，將8個(gè)養(yǎng)護(hù)完成的馬歇爾試件隨機(jī)均分為兩組，其中一組在常溫下(25 ℃)進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，另外一組試件進(jìn)行真空保水后放在-18 ℃恒溫空氣箱冰凍16 h，再置于60 ℃水浴箱中保溫24 h，最后在常溫下進(jìn)行劈裂試驗(yàn)。

1.5.4 抗滑性能試驗(yàn)

利用擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀和電動(dòng)鋪砂儀分別測(cè)量改性瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)車轍板的擺值BPN和表面構(gòu)造深度TD。

2 結(jié)果與討論

2.1 黏時(shí)特性

瀝青混合料在拌和和壓實(shí)過程中，對(duì)瀝青結(jié)合料的黏度要求特別嚴(yán)格，Ding和Gallagher 等[9-10]認(rèn)為環(huán)氧瀝青的最佳壓實(shí)黏度為2～3 Pa·s，若黏度超過3 Pa·s，則環(huán)氧瀝青混合料難以壓實(shí)。本節(jié)采用27#轉(zhuǎn)子，以50 r/min 的低剪切速率測(cè)定瀝青結(jié)合料的黏度，并以3 Pa·s為界限值，若聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青的黏度超過3 Pa·s所用固化時(shí)間少于50 min則不滿足要求。

圖1是PEAM35在不同固化溫度下的黏度-固化時(shí)間曲線。從兩組分混合開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過攪拌保溫等步驟，測(cè)得第1個(gè)黏度值的固化時(shí)間為10 min。如圖1所示，在固化初始階段，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料的黏度隨溫度升高而降低，如固化時(shí)間為10 min時(shí)，其在140 ℃的黏度達(dá)到1.5 Pa·s，而在170 ℃僅為0.4 Pa·s左右，說明聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料對(duì)溫度很敏感。這是由于溫度越高，液體分子的活化能越高，因而流動(dòng)性越好，即黏度越低。隨著固化時(shí)間的增長(zhǎng)，各溫度下聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料的黏度經(jīng)歷了一個(gè)緩慢增長(zhǎng)的階段，到達(dá)一個(gè)臨界時(shí)間(凝膠點(diǎn))后，黏度增長(zhǎng)速度快速拉升。這是因?yàn)楣袒磻?yīng)的前一個(gè)階段主要由化學(xué)控制，到達(dá)凝膠點(diǎn)后，轉(zhuǎn)變?yōu)閿U(kuò)散控制，固化反應(yīng)速率加快[11]。此外，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青的凝膠點(diǎn)170 ℃出現(xiàn)的時(shí)間晚于150 ℃，160 ℃，這可能是更高溫度使未完全成型的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變軟，抵消一部分因反應(yīng)而增加的黏度，從而使轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)了延遲。除了140 ℃，其他幾個(gè)溫度下改性瀝青黏度增長(zhǎng)到3 Pa·s的固化時(shí)間都超過50 min，考慮到節(jié)能環(huán)保的原則，150 ℃為最佳固化溫度，本研究其他試驗(yàn)所用聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料，均將該溫度作為固化溫度。

圖1 聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料不同溫度下的黏度-固化時(shí)間曲線Fig.1 Curves of viscosity vs. curing time of polyurethane/epoxy resin modified asphalt binder at different temperatures

2.2 高溫性能

鋼橋面鋪裝的工作環(huán)境惡劣，最高溫度可達(dá)70 ℃，瀝青混合料在如此高的溫度下容易發(fā)生軟化，黏結(jié)能力迅速下降，在繁重的車輛荷載作用下，瀝青鋪裝面層發(fā)生永久變形，產(chǎn)生車轍、推移等病害[10]。本研究利用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)聚氨酯/環(huán)氧瀝青的高溫性能。

表3是不同改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果。聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度遠(yuǎn)大于SBS改性瀝青混合料，如PEAM45的馬歇爾穩(wěn)定度是SBAM的3倍，這可能是因?yàn)樯闪司哂谢ゴ┚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)的熱固性樹脂，結(jié)合已有研究[12-13]與前期傅里葉紅外光譜試驗(yàn)結(jié)果(如圖2所示)可對(duì)這種結(jié)構(gòu)的形成做如下推測(cè)：在環(huán)氧樹脂/聚氨酯與固化劑和瀝青的混合物剛混合未反應(yīng)時(shí)，3 360 cm-1，3 296 cm-1附近便有N—H伸縮振動(dòng)帶，1 735 cm-1和1 250 cm-1附近出現(xiàn)了C=O伸縮振動(dòng)帶和C—O伸縮振動(dòng)帶，并且 2 270 cm-1附近(異氰酸酯特征峰)沒有峰。這說明聚氨酯中的異氰酸酯已經(jīng)與環(huán)氧樹脂中的羥基反應(yīng)生成了氨基甲酸酯(—NHCOO—)，完全枝接在了環(huán)氧樹脂分子上，在后續(xù)的固化反應(yīng)中，聚氨酯沒有直接參與。固化反應(yīng)開始后，伯胺中的活性氫與環(huán)氧樹脂反應(yīng)組生成仲胺和羥基，仲胺與環(huán)氧基反應(yīng)生成叔胺和羥基，反應(yīng)中的羥基產(chǎn)物繼續(xù)與環(huán)氧進(jìn)行醚化反應(yīng)直到環(huán)氧基被完全消耗，從而生成了具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)的熱固性樹脂。研究表明[12,14]，異氰酸酯基團(tuán)與環(huán)氧基相互作用來實(shí)現(xiàn)環(huán)氧基體增韌從而改善混合料低溫性能，而形成的互穿網(wǎng)格結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了瀝青的高溫穩(wěn)定性，即相應(yīng)混合料在高溫下抵抗荷載永久變形的能力更強(qiáng)。此外，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的穩(wěn)定度隨著改性劑含量的增加而增加，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料的高強(qiáng)度主要來源于聚氨酯/環(huán)氧樹脂與固化劑形成的IPN結(jié)構(gòu)，改性劑含量越高，所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度越大，混合料在高溫下的軟化作用減弱。依據(jù)流值判斷改性瀝青混合料的高溫性能與上述結(jié)論有差異。因而，需要利用馬歇爾模數(shù)綜合判斷混合料的高溫性能，從表3中可以看出，以馬歇爾模數(shù)得出的結(jié)論與穩(wěn)定度一致，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料與SBAM的馬歇爾模數(shù)最大差距達(dá)到了5倍。此外，本研究所制備的馬歇爾試件滿足《公路鋼橋面鋪裝施工與設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T3364-02—2019)中規(guī)定的固化馬歇爾試件穩(wěn)定度大于等于40 kN，流值處于1.5～5.0 mm 的技術(shù)要求。

表3 馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Result of Marshall stability test

圖2 聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青固化不同時(shí)間的傅里葉紅外光譜Fig.2 FTIR of polyurethane/epoxy resin modified asphalt after different curing time

車轍試驗(yàn)?zāi)苣M車輛荷載在路面上加載形成車轍的過程，試驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)狀況相關(guān)性較好[12]。表4是4種改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果。SBAM的相對(duì)變形為4.522%，而聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的相對(duì)變形都小于4%，特別是聚氨酯/環(huán)氧樹脂含量最高的PEAM45，其相對(duì)變形只有0.868%，在車轍板上幾乎看不到車轍印記。動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果與相對(duì)變形結(jié)果類似，隨著聚氨酯/環(huán)氧樹脂摻量的提升，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度越來越大且均滿足《公路鋼橋面鋪裝施工與設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T3364-02—2019)中對(duì)動(dòng)穩(wěn)定度大于6 000次/mm的技術(shù)要求。由此表明，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的高溫抗車轍能力優(yōu)于SBS改性瀝青混合料，并且其高溫性能隨改性劑的摻量增加而增強(qiáng)。

表4 車轍試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Result of rutting test

2.3 低溫性能

低溫開裂是瀝青類橋面鋪裝最常見的病害之一，在低溫環(huán)境或溫度驟變條件下，瀝青混合料彈性成分提高，受到較大的溫度應(yīng)力時(shí)來不及松弛，易發(fā)生開裂現(xiàn)象，因而有必要研究改性瀝青混合料的低溫性能[15]。不同改性瀝青混合料的低溫劈裂試驗(yàn)結(jié)果見表5。與SBS改性瀝青混合料相比，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的低溫劈裂強(qiáng)度要大很多，并且聚氨酯/環(huán)氧樹脂摻量越大，其低溫劈裂強(qiáng)度越高。改性瀝青混合料的破壞拉伸應(yīng)變?cè)酱?、破壞勁度模量越小則代表改性瀝青混合料的低溫抗開裂性能愈佳。改性瀝青混合料的破壞拉伸應(yīng)變大小排序?yàn)棣臫(SBAM)>εT(PEAM35)>εT(PEAM25)>εT(PEAM45)，而對(duì)于破壞勁度模量，各改性瀝青混合料的大小順序與此相反。這是因?yàn)?，隨著環(huán)氧樹脂體系含量的增加，環(huán)氧樹脂交聯(lián)點(diǎn)的分子鏈段變短，交聯(lián)變得致密，固化物強(qiáng)度變高，所以瀝青混合料變形能力變差。由此可見，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的低溫性要差于SBS改性瀝青混合料。一方面可能是因?yàn)榫郯滨?環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料的低溫性能差于SBS改性瀝青；另一方面可能是在低溫環(huán)境下聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青與集料的黏附性能不如SBAM。此外，金磊等[16]和羅桑等[14]研究發(fā)現(xiàn)普通環(huán)氧瀝青混合料在0 ℃的破壞勁度模量大于1 000 MPa，而本研究中聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料在-10 ℃的破壞勁度模量?jī)H有800 MPa左右，表明聚氨酯的加入改善了環(huán)氧瀝青混合料的低溫性能。

表5 低溫劈裂試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Result of low-temperature splitting test

2.4 水穩(wěn)定性

在瀝青路面服役過程中，瀝青混合料因?yàn)樗那治g會(huì)導(dǎo)致瀝青與集料表面剝離，引起松散、坑槽等病害[17-20]。對(duì)于應(yīng)用在鋼-UHPC橋面鋪裝的混合料，還應(yīng)避免水分滲透到組合橋面板，因而防水要求更高。

4種改性瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表6。在60 ℃水浴箱浸水48 h后，所有混合料的浸水馬歇爾強(qiáng)度都有一定程度的降低。對(duì)于聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料，殘留穩(wěn)定度最小的PEAM35也達(dá)到了82.5%，表明其具有良好的水穩(wěn)定性。但相對(duì)于SBS改性瀝青混合料，PEAM25，PEAM35，PEAM45的殘留穩(wěn)定度的降低幅度分別為2.8%，5.2%，1.5%，總的來說，各改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性差異不大。

表6 不同改性瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果Tab.6 Immersion Marshall test result of different modified asphalt mixtures

凍融劈裂試驗(yàn)較好地模擬冬季混合料鋪裝的實(shí)際工作狀況，其比浸水試驗(yàn)條件更為嚴(yán)苛。表7是SBAM，PEAM25，PEAM35，PEAM45的凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果，相比于浸水馬歇爾試驗(yàn)，各改性瀝青混合料的強(qiáng)度降低幅度更大，并且水穩(wěn)定性能排序也有些許差異。SBAM的凍融劈裂強(qiáng)度比最大，其次是PEAM35，最小的是PEAM25，說明聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性比SBAM稍差。《公路鋼橋面鋪裝施工與設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T3364-02—2019)中要求環(huán)氧瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度大于等于80%，可以看出，PEAM35與PEAM45均滿足規(guī)范要求。

表7 不同改性瀝青混合料的凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果Tab.7 Freeze-thaw splitting test result of different modified asphalt mixtures

由不同改性瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果可以得出，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料與SBAM一樣具有較為出色的水穩(wěn)定性，這可能是因?yàn)橐环矫嫫淇障堵手挥?.5%，能有效減少表面層水分的進(jìn)入；另一方面聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青結(jié)合料本身具有較高的強(qiáng)度且與集料的黏附性較好。

2.5 抗滑性能

鋼橋面鋪裝層的抗滑性能對(duì)行車安全至關(guān)重要，而聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的級(jí)配類型中集料顆粒相對(duì)偏小，因而有必要評(píng)估其抗滑性能。瀝青混合料的抗滑性能可以通過摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行衡量，摩擦系數(shù)越大和構(gòu)造深度越大，其抗滑性越好。表8是SBS改性瀝青混合料、聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的抗滑性能試驗(yàn)結(jié)果。我國(guó)高等級(jí)公路的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求構(gòu)造深度不能小于0.55 mm，摩擦系數(shù)(BPN)不能小于45，由表可知，4種混合料的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度均能滿足要求。與此同時(shí)，我們還可以觀察到聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料與SBS改性瀝青混合料的摩擦系數(shù)(BPN)在60左右，構(gòu)造深度在0.80 mm左右，相互之間沒有很明顯的差異。這是因?yàn)闉r青混合料的抗滑性主要由兩個(gè)因素控制：(1)為集料顆粒的形狀與尺寸、表面紋理、抗磨光性等特性。(2)為礦料級(jí)配所確定的宏觀構(gòu)造深度。由于本研究成型車轍板時(shí)所采用的礦料成分和級(jí)配類型完全一致，因而4種改性瀝青混合料的抗滑性能很接近。

表8 不同改性瀝青混合料的抗滑性能試驗(yàn)結(jié)果Tab.8 Anti-skid performance test result of different modified asphalt mixtures

3 結(jié)論

(1)聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料具有優(yōu)異的高溫抗車轍能力，其高溫性能隨聚氨酯/環(huán)氧樹脂含量的增加而增強(qiáng)。

(2)相較于SBS改性瀝青混合料，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的低溫劈裂強(qiáng)度高很多，但破壞拉伸應(yīng)變和破壞勁度模量數(shù)據(jù)顯示，前者的低溫抗開裂性能要略優(yōu)于后者。聚氨酯對(duì)環(huán)氧瀝青混合料的低溫性能具有一定的改善作用。

(3)聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料在經(jīng)過水的作用后，馬歇爾穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度下降較為明顯，但仍然滿足規(guī)范要求，并且與SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性差異不大。

(4)抗滑性能試驗(yàn)結(jié)果表明，聚氨酯/環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料具有良好的抗滑性能，能夠滿足鋼橋面鋪面層的使用要求。