水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層在武罐高速上的應用

張偉

（甘肅省隴南公路局，甘肅 隴南 74600）

0 前言

隨著中國公路由建設逐漸進入了“建養并舉”的新階段，對路面維修的新技術和新材料需求十分迫切。微表處施工雖然可以在一定程度上改善路面的使用性能，提高路面的抗滑性能和防水效果，但微表處采用的膠結料多為改性乳化瀝青，而且傳統的膠結料具有粘度低、粘附性不足、高溫性能差、抗水損能力差等技術缺陷，必須加入外加劑來進行再次改性以達到更好的效果。而水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層中環氧樹脂固化物通過其增粘作用及錨固作用能進一步提高乳化瀝青膠結料與石料界面之間的作用力，使乳化瀝青對石料的裹附效果提高。同時，環氧樹脂固化物在固化劑的作用下能形成高強度的空間交聯網狀結構，并且能貫穿于瀝青體系之中，增大了乳化瀝青粘結料的內聚強度，使環氧樹脂乳化瀝青膠結料的熱穩定性及力學性能得到了很大程度的提高。此外，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層具有良好的封水效果，能有效的防止路表水的下滲，從而更好的保護路面結構，延長路面的使用壽命，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層的使用壽命可達3年以上。而且，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層能覆蓋修補坑槽、松散、脫皮、裂縫等路面缺陷，美化路面，提高路面平整度。水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層在常溫環境下施工，能耗低，施工過程中無有害氣體逸出，做到了環保節能。在經濟上，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層比養護效果相當的熱瀝青混凝土罩面節約直接工程費用一半以上。水環氧瀝青抗滑表層采用常規稀漿封層車施工，為冷態施工，可滿足高速公路路面及隧道內半幅通車半幅施工要求。

G75武罐高速公路位于隴南市，是甘肅規劃的“四橫四縱”公路網骨架中的第二縱，武罐高速路面類型為瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，路基寬度24.5m，路面寬度21.5m，評定里程132.4Km（上行132.4Km，下行132.4Km）。

全局養護評定G75武罐高速132.4Km路段內高速公路橋梁87075.583延米/222座，其中：特大橋梁46318.17延米/21座，大橋40934.141延米/135座，中橋4713.192延米/64座；小橋60.08延米/2座；隧道82407.672延米/91道，其中：特長隧道31128延米/6道，長隧道18905.4延米/10道，中隧道24022.852延米/34道，短隧道8351.42延米/41道。隧道內經過常年累月的行車碾壓，原路面的抗滑性能已經嚴重下降，不能滿足高速公路對路面抗滑性能的要求。

1 實驗部分

實驗材料：90號道路石油瀝青（茂名石化生產）、環氧樹脂及添加劑、陽離子乳化劑、SBR膠乳

乳化瀝青的制備：

將乳化劑和SBR膠乳溶于50-60℃的水中，將瀝青加熱到120-130℃，按比例加入到磨機中高速剪切，高速剪切兩分鐘后即可得到固含量60%的乳化瀝青。

水性環氧樹脂乳化瀝青的制備：

將制備好的乳化瀝青放置到常溫狀態，與水性環氧樹脂按比例添加融合，攪拌均勻后加入相應添加劑即可與混合料進行拌合。

水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層的施工主要包括以下幾方面：

1）正式施工前，在水泥混凝土路面進行試鋪，以確定水性環氧樹脂乳化瀝青混合料材料設計及其性能，確定相關施工技術參數；

2）隧道水泥路面病害調查及病害處理；

3）對原水泥路面拋丸處理；

4）高粘接力水性環氧樹脂乳化瀝青粘層油施工；

5）水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層（厚度1cm）施工；

6）路面檢測。

水泥路面界面處理采用拋丸鑿毛方法進行處理，該工法幾乎無揚塵，易于清掃。經拋丸鑿毛處理后的界面清潔、粗糙，可提高界面抗剪能力。對較寬的斷板裂縫和路面縮縫，采用水性環氧瀝青砂漿填充；對于較小的裂縫和縮縫則采用水性環氧樹脂乳化瀝青灌縫，效果良好。

表1 路面工程檢測儀器設備一覽表

施工中采用水環氧乳化瀝青來作為粘層油，利用乳化瀝青灑布車將乳化瀝青均勻噴灑在已經拋丸處理過的水泥路面上，噴灑量控制在0.4-0.6kg/㎡，并且在粘層油有部分破乳后進行水環氧乳化瀝青抗滑表層的攤鋪。

開放交通一段時間后，對水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層路段進行檢測。對攤鋪路段進行全面檢查、觀察，未見反射裂縫。檢測項目包括：橫向力系數、滲水系數、橫坡、構造深度、粘結力等。

橫向力系數檢測結果見表2。

通過對原水泥路面和攤鋪后的抗滑表層的橫向力系數測試后由表2可明顯看出原水泥路面的橫向力系數遠低于指標要求。而攤鋪后的路面的橫向力系數已經遠遠超出指標要求，可滿足高速路面的行車要求。

滲水系數檢測：

抗滑表層滲水系數檢測結果見表3，結果表明，抗滑表層密實。滲水系數僅有57（ml/min），抗滲水能力尚優于熱鋪瀝青面層，據此推斷，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層具有良好的封水能力和抗水損壞能力。

構造深度檢測：

路面構造深度用于評定路面宏觀粗糙度和抗滑性能。根據測試結果可知（表4），路面的構造深度由0.42mm增至0.75mm，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層尚優于熱鋪瀝青抗滑表層。

路面橫坡檢測：

見表5。橫坡主要針對于雨天排水考慮，由于是在隧道內，路面基本不存在積水。由測試結果可以看出，原水泥路面和抗滑表層的橫坡均符合設計要求。

表2 原水泥路面及施工后抗滑表層橫向力系數檢測結果

表3 抗滑表層滲水系數

表4 原水泥路面和試驗路面構造深度結果對比

表5 原水泥路面和試驗路面橫坡結果對比

抗滑表層拉拔強度檢測：

表6 抗滑表層拉拔試驗結果

在抗滑表層先行鉆孔（穿過粘層油至水泥板內），之后進行拉拔試驗，見表6。觀察拉拔破壞類型，試樣均為內聚破壞，表明層間粘接力大于抗滑表層混合料的內聚強度，據此認為，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層不會因層間抗剪強度不足而發生推移。另一方面，拉拔試驗結果還表明，水性環氧樹脂乳化瀝青混合料的內聚強度遠遠大于熱拌和瀝青混合料的。

2 結語

水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層具有較高的強度，溫度變化對材料力學性質的影響相對較小，具有優良的抗車轍、抗飛散、抗水損壞能力。在水泥路面表面設置高粘接力水性環氧樹脂乳化瀝青（粘層油）可獲得較高的層間粘接力，其界面拉拔強度大于抗滑表層的內聚強度，能夠保證不發生界面推移，這是水泥路面加鋪超薄抗滑表層結構設計成立的基礎。水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層施工方法可行，可保證路面具有優良的表面功能和耐久性，與加鋪瀝青面層相比，水性環氧樹脂乳化瀝青抗滑表層對隧道的凈高的影響也可以忽略不計。