高速公路環氧樹脂體系抗滑表層施工工藝應用研究

李盈富 農彬藝

摘要：文章結合廣西區內3條運營高速公路路面抗滑表層的工程施工實例及其原材料的室內試驗，研究了不同種類環氧樹脂體系抗滑表層材料的應用性能。通過選用3種不同抗滑表層材料進行各項性能指標測試及分析，確定了環氧樹脂體系粘結材料組成要素及性能指標試驗評價，并通過抗滑表層材料現場調研及室內模擬試驗，確定了抗滑表層材料施TZ藝方案及其驗收方法。

關鍵詞：環氧;抗滑;施工工藝

中圖分類號：U415.6 文獻標識碼：A DOl：10.13282/j.cnki wccst.2019.08.005

文章編號：1673-4874（2019）08-0015-03

0引言

彩色抗滑路面不僅可以很好地減少路面剎車距離，而且選擇不同顏色的路面還可以對駕駛員起到警示的作用，從而降低交通安全事故發生的可能性。彩色環氧抗滑表層材料所使用的環氧樹脂體系具有很高的粘結強度、高溫穩定性和低溫抗裂性，施工方法簡單易操作，并且封閉交通養護時間較短，因此得到廣泛的應用。本文結合廣西區內3條在運營高速公路路面進行彩色環氧抗滑表層的路面鋪裝項目的相關調研及環氧抗滑表層材料應用研究，旨在為相關工程提供一定的應用技術指導及參考。

1原材料及其性能

1.1各抗滑表層材料組成與配比

（1）HYd）、HY②、KF@環氧材料由A組分與B組分組成，其中A組分為環氧樹脂，B組分為環氧固化劑;HY③環氧材料除了A組分和B組分外，還有一個C組分，為輔劑。各材料的配比如表1所示。

（2）耐磨細集料選用。耐磨細集料通常采用陶瓷顆粒，因其防滑耐磨，吸水率較低，且其顏色可根據不同的路面需要，通過在高溫時添加不同的色劑進行調制，所以在彩色防滑路面中廣泛應用。顏色通常包括紅、黃、灰、藍、紫、白等。HY⑧抗滑表層材料所加鋪彩色抗滑路面的位置為水泥混凝土橋面，采用的是灰色陶瓷顆粒;HY①抗滑表層材料和HY②抗滑表層材料適用在隧道口的瀝青混凝土路面上加鋪彩色路面，分別是黃色和紅色的陶瓷顆粒。

1.2抗滑表層材料評價指標及試驗方法

通過試驗研究，從黏度（25℃）（Pa·s）、相對密度（25℃）（g/cm）、凝膠時間（min）、不粘胎干燥時間（h）、骨料粒度（mm）、骨料密度（g/CER）、洛杉磯磨耗、骨料磨光值、涂膜外觀、抗滑表層耐水性、抗滑表層耐堿性、拉剪強度（MPa）、45°剪切強度（MPa）、拉拔強度（MPa）、斷裂伸長率（%）等指標進行超薄抗滑表層材料試驗評價，主要評價指標及試驗方法如表2所示。

1.3抗滑表層材料性能檢測結果及分析

通過室內試驗對各抗滑表層材料涂膜外觀、耐水性、耐堿性、不粘胎時間、粘結強度等性能進行測試，試驗結果如表3所示。

由表3可以進行以下分析：

（1）對比各組不同組分的黏度檢測結果可知，HY③抗滑表層材料A組分黏度最高，B組分黏度最低，并且A、B組分混合后的黏度最高，通過鋪裝試驗后效果最佳;HY①、HY②、KF④抗滑表層材料A、B組分混合后的黏度相對偏低。

（2）對比不同種類環氧抗滑表層材料的凝膠時間與不粘胎干燥時間可知，HY⑧抗滑表層材料的時間最長，HY①抗滑表層材料的時間最短。膠凝時間的長短與規定環境溫度下環氧和固化劑之間的反應速度有很大關系，反應速度越快則凝膠時間越短，同時也很有可能造成固化物較大的脆性;而較長的膠凝時間往往對應了較慢的反應速度，通常也有利于使固化物獲得更高的柔韌性，減少脆斷的現象。但HY⑨抗滑表層材料的固化時間較長，會導致恢復通車時間較晚，對交通造成不利;HY@抗滑表層材料的固化速度快，其固化物較脆。

（3）HY②、HY③、KF④抗滑表層材料拉剪強度隨環氧當量的降低而降低，但偏差不大，其中HY②抗滑表層材料的拉剪強度最高;而HY①抗滑表層材料的環氧樹脂由于粘結效果太差，固化后脆性太大，無法進行抗剪強度試驗。

（4）“與水泥膠砂的粘結強度拉伸試驗”結果充分表明：四種抗滑表層材料的粘結強度足夠高，完全滿足抗滑表層材料的強度要求。

2抗滑表層材料施工工藝及驗收方法

廣西區內3條在運營高速公路采用了3種抗滑表層材料開展了工程施工，其中HY①抗滑表層材料和HY③抗滑表層材料使用人工的方法進行彩色環氧路面的鋪裝;HY②抗滑表層材料則采用的是機械自動化的方法進行施工操作。本文通過現場調研及抗滑表層材料室內評價試驗，確定了一套環氧樹脂體系抗滑表層施工工藝方案及其驗收方法。

2.1抗滑表層材料施工工藝

抗滑表層材料主要包括環氧樹脂膠粘劑（A組分）、環氧固化劑（B組分）、石英砂和堅硬的黃色陶瓷小顆粒。其中石英砂細度為20目，陶瓷顆粒粒徑為1～3mm，環氧的A組分與B組分混合攪拌后呈黃色，之后的涂鋪成型由人工操作，施工便捷，固化時間短，可快速通車。彩色環氧抗滑材料的鋪裝施工與常規瀝青路面施工最大的不同是：其材料在施工過程中不需要加熱，且可以純人工操作，施工便捷。主要施工工藝如下：

（1）清潔路面

首先對需要進行鋪裝的路面區域進行安全布控，然后對路面進行清潔，掃去泥土、砂礫、泥沙等異物臟物，接著用吹風機吹去路面表面的浮塵，務必使得路面處于干燥的狀態。

（2）攪拌混合料

采用人工攪拌方式進行，首先將環氧樹脂B組分倒入環氧樹脂A組分中使用電動攪拌器攪拌均勻，接著再將20目的石英砂倒入繼續攪拌均勻，整個攪拌過程約5min。攪拌過程必須要嚴格按照試驗室配比進行配料，如配合比不符會使得膠粘劑的黏度變化大，從而可能會導致施工性能或固化后的路用性能受到很大的影響。因此，整個攪拌過程需要對配合比等參數進行有效監督。

（3）人工攤鋪

直接把攪拌均勻的混合料倒在路面上，用帶有鋸齒的耙子和滾輪依次對環氧混合料進行推刮和壓平，盡可能使環氧混合料厚度均勻地攤鋪在瀝青路面上，然后人工用鏟子把陶瓷小顆粒均勻密實地拋灑在環氧混合料上面并完全覆蓋。在撒布陶瓷顆粒時，撒布數量應超過所需標準量，以保證集料完全覆蓋在所有的環氧樹脂材料上。經過幾分鐘后，對泛油的地方要補撒陶瓷顆粒至無泛油現象為止。

（4）清掃顆粒，開放交通

攤鋪完成后一定時間內，抗滑表層結構開始形成初級強度，此時方可解除膠帶。之后便可清掃回收抗滑表層多余的陶瓷小顆粒，待環氧樹脂達到一定固化強度后便可完全開放交通。

2.2抗滑表層材料驗收方法（見表4）

3路用性能分析與評價

為了評價抗滑表層材料的抗滑效果，用相應的原材料在室內分別模擬成型了3個環氧抗滑表層，并分別測試了其擺式摩擦系數，其結果如表5所示。

由表5可知，三個項目的抗滑表層材料都具有良好的抗滑性能，滿足設計的技術要求。

4結語

采用抗滑表層材料對路面進行處理后很好地改善了高速公路隧道和橋梁路面的抗滑性能，其得到了很廣泛的應用。通過對廣西區內3條在運營高速公路進行抗滑表層材料施工的應用研究，我們得出以下結論：

（1）通過試驗研究確定了抗滑表層材料評價指標及試驗方法。從黏度（25℃）（Pa·s）、相對密度（25℃）（g/cm）、凝膠時間（min）、不粘胎干燥時間（h）、骨料粒度（mm）、骨料密度（g/cm）、洛杉磯磨耗、骨料磨光值、涂膜外觀、抗滑表層耐水性、抗滑表層耐堿性、拉剪強度（MPa）、45°剪切強度（MPa）等指標進行試驗評價。

（2）通過應用研究，確定了以環氧樹脂體系作為路面抗滑表層材料組成設計。通過選用3種不同的抗滑表層材料進行各項性能指標測試及分析，確定了環氧樹脂體系粘結材料組成要素及性能指標試驗評價方法。

（3）通過對抗滑表層材料現場調研及室內模擬試驗，確定了一套抗滑表層材料施工工藝方案及其驗收方法。

（4）研究過程中也發現抗滑表層材料存在環氧樹脂組分與陶瓷顆粒的粘結強度稍低的問題，導致成型后不久的彩色抗滑結構層其表面會有少量的陶瓷顆粒出現脫落松散的現象。因此，有待進一步研究新型環氧材料，不斷探索相關的新技術與新工藝，使抗滑表層材料更適用于高速公路預防性養護工程中。