公路環氧瀝青混凝土技術應用

曾招坤

（宜春市公路事業發展中心上高分中心，江西 上高 336400）

0 引言

當前我國建設的高等級公路項目主要的結構形式就是瀝青混凝土路面，這是經過長期驗證之后的結果，該路面形式在運行中更加的穩定、舒適、安全，完全可以滿足當前的道路交通需要。但是瀝青混凝土路面在投入使用后，長期暴露在自然環境中，受到陽光、空氣、水的不斷侵蝕和作用，瀝青組分內的材料演變為揮發性的材料，或者直接變質損壞，導致瀝青路面老化問題比較嚴重，極易產生裂縫、松散等病害問題，危害行車安全。因此，在瀝青混凝土路面的施工過程中，加強施工技術研發，落實質量管控措施極為重要。環氧瀝青是近年來投入應用的瀝青材料，因為加入了環氧樹脂、固化劑以及其他助劑材料，使得其性能變得更加優越，環氧樹脂與固化劑材料經過交聯反應，形成熱固性網絡結構并均勻分布在瀝青材料內，具備較高的穩定性、耐久性以及強度，各方面性能改善都比較明顯，從而能延長瀝青混凝土路面使用壽命[1]。

1 工程概況

某公路項目處于山區地帶，總長度為1.12km，設計行駛速度為80km/h，為雙向六車道，路基寬度為32m，最大縱坡為-3.82%。根據設計方案的要求，選擇應用環氧瀝青混凝土進行路面施工。

2 原材料

2.1 環氧瀝青

該工程項目中應用的環氧瀝青為FY 環氧瀝青，采取雙組分的設計形式，為A、B 兩種組分。其中A為雙酚A 環氧樹脂材料，B 為瀝青、固化劑等各種助劑材料。在環氧瀝青材料的制作環節，溫度的控制極為重要，就該項目而言，A 組分加熱到60～80℃，B 組分加熱到110～120℃，再將兩種組分充分混合，并嚴格控制每種材料的加入比例，經過設備充分的攪拌混合后制作環氧瀝青材料。同時，根據我國國家標準中的方法，進行環氧瀝青材料的性能檢測，驗證其是否符合要求，具體如表1所示。

表1 環氧瀝青參數

2.2 集料

該公路項目設計中，上面層結構選擇應用石灰巖作為粗集料，具體技術參數如表2所示；細集料選擇應用優質石灰巖材料，技術指標如表3所示。

表2 粗集料指標

表3 細集料指標

2.3 配合比設計

在瀝青混合料的試驗檢測中，應用馬歇爾設計方法進行檢測，確定最佳的瀝青混合料配合比參數，如表4所示；根據工程需要確定最佳的油石比，即OAC=6.7%。

表4 瀝青混合料配合比設計

2.4 性能檢驗

2.4.1 力學性能

力學性能是環氧瀝青材料的重要指標參數，所以在環氧瀝青材料制作完成后，進行力學性能檢測尤為重要。按照目前國家標準，對比分析SBS 改性瀝青混合料與FY 環氧瀝青混合料的性能，主要是從馬歇爾穩定性與25℃的劈裂強度方面出發，具體檢測結論如圖1所示。

圖1 瀝青混合料力學性能檢驗結果

經過分析圖1 的數據可以發現，FY 環氧瀝青混合料的性能總體而言要高于SBS 改性瀝青混合料。環氧瀝青混合料的穩定性大約是SBS 改性瀝青混合料的6 倍，劈裂強度是其2.6 倍左右。經過分析可以發現，導致這一現象的原因就是環氧樹脂在固化反應后，內部會形成力學性能非常好的三維網狀結構，并且該結構均勻地分布到瀝青混合料內部，將瀝青材料包裹在其中，所以具有較高的力學性能與黏結性，投入公路工程應用將表現出優越性能。

2.4.2 水穩定性能

為了能夠準確地判定環氧瀝青混合料的水穩定性能是否符合要求，技術人員應用浸水馬歇爾試驗以及凍融循環劈裂試驗，對比確定FY 環氧瀝青與SBS改性瀝青的性能，具體如圖2所示。由圖2 的變化趨勢發現，環氧瀝青混合料的48h 殘留穩定性與凍融劈裂強度都要比SBS 改性瀝青混合料優越，水穩定性的提升也比較明顯。

圖2 瀝青混合料水穩定性能檢驗結果

3 施工工藝

3.1 路面施工準備

環氧瀝青混合料應用于公路工程中，其使用的設備要求比較高，且設備的數量比較多，比如撒布車、清掃車、吹風機、空壓機等設備，每臺設備都關系到施工項目的質量和性能，所以加強設備的管理和維護是極為重要的工作。由于環氧瀝青混合料在應用時對于溫度的要求比較高，所以組織專業技術人員進行材料溫度的監控與檢查；按照設計方案加強配合比的設計，使用稱量設備控制各種材料的加入比例，達到配合比要求且性能合格才能投入工程中使用。撒布車采取智能化控制的方式，使溫度處于全面監控管理之下，并且落實保溫與加熱處理措施，以保證混合料的性能不會受溫度影響而產生變化。此外，通過應用精密計量設施準確計量各種加入材料，且經過充分混合，達到性能標準后，方可投入公路工程使用。智能化的瀝青混合料撒布設備的優勢在于智能化控制，只需輸入各種技術參數后，系統便會自動進行控制，嚴格執行操作的標準和要求，消除人為因素的干擾與影響，還能提高作業的效率，從而保證公路路面的施工質量。總結以往的工程經驗，并綜合考慮該工程項目的施工需要，設定的技術參數如下：其一，現場有足夠的材料儲備，一般要存儲8t 材料以滿足連續施工的要求；其二，材料溫度加熱到180℃；其三，現場有完善的保溫設施，保證材料投入使用前溫度符合要求；其四，結合該次施工的工藝標準，撒布速度為5km/h，撒布寬度為4m，撒布量為0.3～1.5kg/m；其五，撒布量執行設計標準，偏差不大于±10%；其六，現場使用的噴嘴數量為21 個，間隔距離為20cm；其七，現場施工中，噴射的壓力為0.8MPa。組織專業團隊進行材料的供應和準備，保證連續性施工，縮短材料的補充時間，確保各項設備的運行正常[2]。

3.2 施工條件

一是路面結構強度以及性能應符合要求，滿足國家標準和規范的要求。二是路面結構的表面應達到潔凈、平整、干燥等要求，無任何露筋、浮漿等情況，如果有以上病害問題，則應立即組織人員對現場進行處理，并使用環氧瀝青材料進行修復，以恢復路面性能。三是現場施工時，環境溫度不能低于10℃，且沒有降雨、大霧、大風等不良天氣，施工單位應與氣象部門保持聯系，制定惡劣天氣的處理措施，以免天氣變化對施工產生不利影響[3]。

3.3 路面清潔

由施工單位進行現場清潔處理，保證沒有任何雜物、浮塵，并將障礙物全部清理干凈。清掃工作全部完成后，確保表面不會存在任何影響工程質量的雜質。由專人進行現場的交通管制，避免二次污染。

3.4 其他路面防護

對環氧瀝青施工路面的連接部位進行防護性處理，并且連續2d 合理地控制施工路面，此外，還要在現場鋪設塑料薄膜進行封閉性處理，以保證施工路面的性能和黏結效果。

3.5 環氧瀝青材料準備

準備補給車輛，以保證能夠為現場施工提供充足的施工材料，且在經過預熱操作后及時將瀝青混合料運輸到作業現場。質檢人員進行環氧瀝青混合料溫度、質量方面的檢測，保證每一項指標符合工程的要求。在準備工作結束后，及時進行噴灑施工[4]。

3.6 環氧瀝青噴灑

噴灑車進入施工現場之前進行車輛輪胎的清潔處理，主要是應用吹風機進行全面清理，保證不會有浮塵等雜質影響施工質量。噴灑工作開始前，質檢人員快速檢查施工現場，干燥度合格才能開展噴灑作業。對于噴灑現場施工的邊緣地帶，采取橫平豎直的控制方式，兩側設置的擋板應符合工程的質量標準要求。對于公路路面的外側垂直表面而言，噴灑時要同時進行。對于噴灑設備無法到達的部位，可采用人工方式補充噴灑處理，達到全面覆蓋的效果。噴灑必須符合均勻性的要求。如果施工現場遇到降雨等天氣條件，可通過自然風干的方式處理，在達到干燥度的標準后，再進行環氧瀝青混合料的檢查，并結合現場的需要調節噴灑量。

3.7 撒布碎石

為了避免在施工中出現車輛黏輪的問題，在噴灑結束并間隔一段時間之后，方可使用專用車輛進行碎石撒布施工，使用的碎石材料粒徑以10mm 為宜，必須均勻、一致，并且撒布施工范圍達到整個路面的60%～70%。在現場施工環節，碎石撒布必須滿足均勻性標準，如果發現局部撒布質量不合格，及時組織人員進行補充撒布處理，以免影響工程的整體質量。

3.8 質量檢查與驗收

在上述各項施工全部完成后，及時組織質檢人員進行現場質量檢查，達到標準要求后再上報監理工程師復檢，合格后出具驗收報告，方可投入使用。

3.9 后續施工作業

根據我國國家標準以及交通領域的行業規范標準，環氧瀝青混合料噴灑結束后，應保持4～7d 的連續施工，如果現場由于特殊條件的影響導致無法進行連續性施工，應在后續施工前進行噴灑處理。

4 施工注意事項

一是現場正式開展施工前，在工作面之外的部位進行撒布機運行檢查，并在設備中加注足夠的油料，確保設備動力充足，可以滿足連續性施工的要求，避免發生施工中斷的現象。二是現場施工側向為自由邊，環氧砂漿噴灑施工作業的寬度要適當增加5～10cm，從而達到全面覆蓋的效果。三是噴灑工作開始前，對混合料進行預熱處理，確保溫度在110～120℃之間，達到要求才能投入工程使用。溫度過高極易導致老化問題，影響路面的性能。四是現場管理人員必須嚴格執行設計方案和施工工藝，做好現場指揮管理工作，如果因為某些因素導致材料性能降低，則禁止投入使用。五是對于撒布設備無法撒布的位置，比如路緣石、落水口等位置，應組織人員進行手工補充撒布。六是撒布機在現場施工中如果出現打滑的情況，可以在輪跡帶表面噴灑一層熱拌料。上坡路段打滑，為了使得施工不中斷，可以采取間歇卸料的方式，先將部分材料卸掉，再進行連續性卸料，反復循環處理，直到全部卸載完成。下坡路段打滑，為了預防撒布機下滑，應采用聯結結構形式施工，將材料全部卸載，及時脫離困境。七是現場施工中，加強松鋪系數的控制，以1.13 為宜，并根據需要間隔10m 測量松鋪厚度，確保松鋪系數符合工程的要求。八是環氧瀝青材料每日撒布完成后，及時進行黏附瀝青的清理工作。九是現場施工環節，車輛保持順向通行，不能出現掉頭、急剎車等情況。十是現場施工要防止發生漏水、漏油等問題，避免污染施工路面，必要時可在下部鋪設一層彩條布，以保護路面結構[5]。

5 結語

我國的公路工程項目以瀝青路面為主，而在現代科學技術發展之下，環氧瀝青的使用范圍不斷地擴大，其性能比較優越，施工工藝比較簡單，路面的耐久性比較好，雖然成本相對高于普通瀝青混凝土材料，但是使用壽命長，且舒適度高，安全性好，對于提高公路工程運行效果具有積極的意義。