環(huán)氧瀝青復(fù)合料后摻法施工技術(shù)探究

摘要 環(huán)氧瀝青能夠大幅度增強瀝青復(fù)合料的高溫穩(wěn)定性、路用強度、耐腐蝕性和抗疲勞性能，但其存在容留時間緊迫等施工應(yīng)用短板。環(huán)氧瀝青復(fù)合料后摻法施工技術(shù)有助于克服該短板。文章介紹了該后摻法工藝，并以某工程為例，重點分析了環(huán)氧瀝青復(fù)合料在工程中的具體運用。實踐證明，在環(huán)氧瀝青復(fù)合料中，采用后摻法能有效提高路面整體性能，對同類工程應(yīng)用有技術(shù)參考價值。

關(guān)鍵詞 環(huán)氧瀝青；復(fù)合料；后摻法；施工技術(shù)；應(yīng)用探究

中圖分類號 U414 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）06-0065-03

0 引言

環(huán)氧瀝青是一種性能優(yōu)異的路面鋪裝材料，在瀝青中按一定比例加入環(huán)氧樹脂、固化劑以及其他相關(guān)輔助劑，促成交聯(lián)反應(yīng)，使瀝青從熱塑性材料轉(zhuǎn)化為熱固性材料，從而大幅度增強瀝青復(fù)合料的高溫穩(wěn)定性、路用強度、耐腐蝕性和抗疲勞性，使其從普通路面材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓱?yīng)用于多種特殊路面的高性能材料，在機場跑道、長大縱坡、超重載路面、大跨徑橋面、高等級公路路面鋪裝等項目中得到越來越多的應(yīng)用[1]。

但是環(huán)氧瀝青也存在明顯的施工應(yīng)用短板，比如傳統(tǒng)環(huán)氧瀝青施工方法中，環(huán)氧瀝青粘度增加快，施工容留時間緊迫；環(huán)境和材料溫度極大地影響施工質(zhì)量；容留超時后，復(fù)合料的馬歇爾穩(wěn)定度、體積密度、抗裂強度快速降低；鋪攤過程中或壓實后不久遇到雨，路面功效會大大衰減；需要工期較長，開放交通慢等等。針對這些技術(shù)短板，環(huán)氧瀝青復(fù)合料后摻法得到開發(fā)應(yīng)用。該方法通過在鋪攤現(xiàn)場添加環(huán)氧樹脂，解決環(huán)氧瀝青復(fù)合料施工容留時間短和操作難度大的問題，在工程造價沒有顯著增加和保證環(huán)氧瀝青復(fù)合料功效的基礎(chǔ)上，進一步降低了施工應(yīng)用難度。案例工程應(yīng)用后摻法進行環(huán)氧瀝青復(fù)合料鋪筑施工，取得了較好的施工應(yīng)用效果。這里結(jié)合工程應(yīng)用，介紹該方法及其工程效果，旨在為環(huán)氧瀝青工程應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 后摻法工藝介紹

為方便表述，這里將環(huán)氧瀝青區(qū)分為A、B兩個組分，A組分即環(huán)氧樹脂，B組分即除了環(huán)氧瀝青以外，還有構(gòu)成環(huán)氧瀝青環(huán)復(fù)合料的其他必要組分，如增容劑、固化劑、促進劑以及其他相關(guān)助劑等。

傳統(tǒng)施工方法是在拌料場將A、B組分先行拌合，再與經(jīng)清洗和加熱的骨料拌和均勻，然后運至施工現(xiàn)場鋪攤施工。這種方法的長處在于A、B組分拌和均勻，缺點在于2種組分一旦接觸，隨即產(chǎn)生固化反應(yīng)，對復(fù)合料運輸和施工時間提出了很高的挑戰(zhàn)。后摻法則是先將骨料與環(huán)氧瀝青的B組分混合，形成環(huán)氧瀝青復(fù)合料的半成品，待運到工程現(xiàn)場后，在攤鋪機的料斗中加入環(huán)氧樹脂（即A組分）混合，形成環(huán)氧瀝青復(fù)合料的成料，然后進行路面鋪筑應(yīng)用。由于半成品沒有A組分的加入，固化反應(yīng)并未被觸發(fā)，因此環(huán)氧瀝青的半成品料可以如同常規(guī)瀝青料一樣進行拌料和運輸，從而可以規(guī)避先期混合AB組分觸發(fā)固化反應(yīng)所帶來的施工容留時間短和運輸相對困難的施工應(yīng)用難題[2]。后摻法環(huán)氧瀝青復(fù)合料的施工控制主要技術(shù)參數(shù)見表1所示。

2 環(huán)氧瀝青復(fù)合料后摻法施工應(yīng)用

2.1 工程概況

案例是一段雙向六車道的繞城高速公路，設(shè)計速度80 km/h，路基寬度32 m。LK2+200～LK2+940區(qū)段為最大縱坡段，長度1.09 km。根據(jù)區(qū)段的交通環(huán)境要求，瀝青混凝土路面應(yīng)具備一定的平整度、抗滑移、抗水損、低溫抗開裂和高溫耐車轍功效，因此區(qū)段路面采取了環(huán)氧瀝青復(fù)合料設(shè)計。為保證施工質(zhì)量和效率，避免產(chǎn)生環(huán)氧瀝青復(fù)合料常規(guī)施工方法所面臨的技術(shù)短板，工程決定采取環(huán)氧瀝青復(fù)合料后摻法工藝施工。

2.2 所用材料

（1）粗骨料。要求粗骨料應(yīng)無雜質(zhì)、無風(fēng)化、干燥和清潔，并有足夠的耐磨性和強度。廠家生產(chǎn)應(yīng)具備除塵裝備，嚴格控制粉塵和針狀顆粒劑量，應(yīng)用顎式破碎機首次破碎，反擊破碎機二次破碎，整性機給予第三次破碎，粗骨料顆粒成品應(yīng)飽滿方正，杜絕以顎式破碎機反復(fù)破碎，以防止骨料潛存內(nèi)部損傷，影響復(fù)合料路面質(zhì)量。環(huán)氧瀝青復(fù)合料粗骨料應(yīng)滿足表2的規(guī)定。

（2）細骨料。環(huán)氧瀝青復(fù)合料上下兩層的細骨料應(yīng)無雜質(zhì)、無風(fēng)化、干燥和潔凈，不得使用天然砂和石屑。嚴禁使用石場邊角料，一定要使用石灰?guī)r機制砂，并且其粒度應(yīng)符合表3的規(guī)定，質(zhì)量應(yīng)符合表4的要求。

（3）礦粉。環(huán)氧瀝青復(fù)合料所用的礦石粉應(yīng)是石灰石研磨獲得的礦石粉，并應(yīng)去除原石中的土壤雜質(zhì)。礦石粉應(yīng)干燥和清潔，可以自由流出礦石粉倉，禁止應(yīng)用回收的礦石粉。環(huán)氧瀝青復(fù)合料的礦粉質(zhì)量要求見表5所示。

（4）環(huán)氧瀝青復(fù)合料級配。環(huán)氧瀝青復(fù)合料應(yīng)用（C型）粗骨架密實級配的級配，其瀝青用量含量和礦料級配見表6所示。

2.3 環(huán)氧瀝青復(fù)合料施工

（1）拌料。溫度和時間是環(huán)氧瀝青復(fù)合料施工過程中須嚴格把握的2個關(guān)鍵因素。為保證鋪攤現(xiàn)場作業(yè)連續(xù)性，拌合樓配置不宜過遠，距施工現(xiàn)場的行車距離應(yīng)在60 min之內(nèi)。在復(fù)合料控制溫度方面，首先在攪拌環(huán)氧瀝青復(fù)合料前，將B組分加熱到130 ℃，然后按試拌所確定的冷料流量將混合料送入攪拌機，加熱以后進入熱料倉。熱料倉的骨料和礦石粉質(zhì)量按生產(chǎn)配比投入攪拌罐。礦料溫度保持在115 ℃左右。最后按設(shè)計用量將B組分噴入拌和罐，經(jīng)過干拌3 s和濕拌40 s后，將熱復(fù)合料卸入熱料斗并測量溫度，保證復(fù)合料溫度達到105～115 ℃[3]。安排專人在出料處檢查每盤復(fù)合料的質(zhì)量和溫度，保證所有骨料顆粒都較好地裹敷瀝青結(jié)合料，且拌和均勻，發(fā)現(xiàn)焦料、花白料、離析和溫度不合格，應(yīng)給予廢棄，直到合格。如果存在問題，必要時停止拌料，查明原因，進行處理。當復(fù)合料的質(zhì)量滿足規(guī)定和溫度達到設(shè)計要求后，即可裝車運輸。

（2）運輸。裝料轉(zhuǎn)運前，車廂薄薄涂上一層植物油作為隔離層，避免車廂粘料。當運輸車輛裝滿規(guī)定的料量以后，用帆布或被子覆蓋車廂頂部進行保溫。到達鋪攤現(xiàn)場后，由專人測量車內(nèi)復(fù)合料的溫度。如果復(fù)合料的溫度超過允許卸料溫度，應(yīng)在車中冷卻，溫度不滿足100～110 ℃范圍，不得開展攤鋪。

（3）攤鋪。案例路段鋪攤作業(yè)，以中央隔離帶為準，兩側(cè)各分3幅實施攤鋪操作，每側(cè)各設(shè)2條縱向接縫，上下縱縫應(yīng)錯開10 cm以上。鋪攤過程中，喂料機應(yīng)在攤鋪機行駛方向的左側(cè)喂料。橫向自由邊的鋪攤寬度應(yīng)比設(shè)計寬度多出5～10 cm。攤鋪過程中，以攤鋪機自帶的噴灑裝置進行環(huán)氧瀝青的A組分噴灑，其噴灑量與鋪攤量應(yīng)滿足線性關(guān)系。如果在攤鋪過程中A組分噴灑量不夠穩(wěn)定，則應(yīng)立即停止攤鋪。在鋪攤過程中，為了避免發(fā)生“死料”現(xiàn)象，指定專人在熨平板和螺旋布料器與之間輔助翻拌。為了避免攤鋪機行進間打滑，沿輪跡帶預(yù)灑一層熱拌料。攤鋪機無法鋪筑的部分，如出水口、路緣石等，應(yīng)以人工輔助攤鋪。

（4）壓實。壓實是保證環(huán)氧瀝青復(fù)合料施工質(zhì)量的關(guān)鍵工序之一，壓實質(zhì)量決定于碾壓實溫度和壓實遍數(shù)的控制。環(huán)氧瀝青路面的壓實采用鋼輪和膠輪壓路機的組合方式實施，可根據(jù)實際壓實功效確定或調(diào)整組合方式。初壓時，下面層以輪胎壓路機壓實4遍，上面層以雙鋼輪壓路機壓實4遍。復(fù)壓時，下面層以雙鋼輪壓路機壓實4遍，上面層以輪胎壓路機壓實4遍[4]。壓實過程中，保證初壓溫度≥85 ℃和終壓溫度≥65 ℃。無法用壓路機壓實的部位，以小型振動壓路機或者手持夯錘壓實。

（5）接縫處理。在鋪攤過程中，盡可能防止橫向施工縫。當因為天氣變化或者復(fù)合料廢棄等原因需要配置橫縫時，須保持相鄰幅及上下層的橫縫錯開約1 m左右。攤鋪碾壓2 h后，沿預(yù)先劃出的標記用手持切縫機切割，構(gòu)成45°斜縫，控制切割深度在2.50～3.00 cm。完成切割后，除去路面多余的鋪裝部分，并以細銅絲刷去不穩(wěn)定顆粒，以寬刷清掃灰塵，必要時以濕拖把擦拭，最后以高壓空氣吹離所有顆粒和灰塵。

（6）養(yǎng)護。環(huán)氧瀝青復(fù)合料攤鋪碾壓完成后，應(yīng)派專人在3～5 d內(nèi)連續(xù)檢查有無存在質(zhì)量異常。環(huán)氧瀝青路面施工完成后，進行自然養(yǎng)護。檢測和記錄養(yǎng)護期間的氣象和溫度情況。此間禁止所有車輛通行，開放通行方案要由技術(shù)人員基于路面條件給出。

2.4 施工應(yīng)急預(yù)案

（1）應(yīng)對天氣突變。粘結(jié)劑遭雨淋，雨停后必須馬上以森林滅火器給予吹干。確保絕對干燥以后，檢查粘合劑狀態(tài)。必要時可按0.35 L/m加灑一層粘結(jié)劑，第二天即可繼續(xù)攤鋪施工。施工如遇極端突發(fā)天氣，立即暫停攪拌站生產(chǎn)，現(xiàn)場配置橫向施工縫。如果下雨，未鋪設(shè)的復(fù)合料必須丟棄。遇到零星小雨，可以適當減慢鋪攤速度，以適當?shù)拇胧┱舭l(fā)水分。

（2）應(yīng)對機械施工故障。為了防范攪拌機故障，可采取雙管措施，保證在最短的時間內(nèi)恢復(fù)拌料生產(chǎn)。為了防范攤鋪機故障，作業(yè)中，備用攤鋪機應(yīng)在施工現(xiàn)場鄰近區(qū)域伴行，以保證能在最短時間內(nèi)接替鋪攤施工。一旦喂料機發(fā)生故障，應(yīng)安排料車快速開到攤鋪機前直接投料。在指定的空車行駛帶鋪設(shè)木板或纖維板，防止車輪粘料污染其他場地。當料車無法起卸時，應(yīng)馬上退出鋪攤區(qū)，排除故障。待卸料超過最大容留時間，該車復(fù)合料應(yīng)廢棄。

（3）應(yīng)對材料溫度變化。當發(fā)現(xiàn)在允許范圍內(nèi)復(fù)合料溫度變化比較大時，應(yīng)向拌料操作員反映情況，查明原因，盡可能將問題解決在萌芽狀態(tài)，同時將復(fù)合料溫度、裝車車號和卸料時間等信息通知鋪攤前場，便于及時調(diào)節(jié)鋪攤順序。當復(fù)合料的溫度波動比較大時，有可能導(dǎo)致復(fù)合料的鋪攤時間縮短、鋪攤速度加快時，壓路機應(yīng)增強碾壓速度，以保證碾壓時間和溫度，一些溫度降低過快不能按要求進行壓實的復(fù)合料應(yīng)廢棄。

（4）其他情況。運料車廂起頂后如發(fā)現(xiàn)側(cè)板有水珠，應(yīng)通知攤鋪機減慢鋪攤速度，并用干燥干凈的棉紗擦去水珠，然后用噴燈烘烤。遇到橋面“死料”，現(xiàn)場人員應(yīng)在碾壓前給予清理干凈，并用熱料補填并適時碾壓。道牙石與落水口之間的狹縫區(qū)域，可采用人工夯實的方法給予壓實，如還有縫隙，可用環(huán)氧瀝青膠泥給予澆注。

3 結(jié)語

綜上所述，在傳統(tǒng)環(huán)氧瀝青施工方法中，瀝青中按一定比例加入環(huán)氧樹脂及其他輔助劑，可促成交聯(lián)反應(yīng)，使瀝青從熱塑性材料轉(zhuǎn)化為性能良好熱固性材料，但存在施工容留時間緊迫、遇到雨路面功效會大幅度衰減和工期開放交通慢等施工應(yīng)用短板。環(huán)氧瀝青復(fù)合料施工后摻法則可以規(guī)避先期混合AB組分觸發(fā)固化反應(yīng)所帶來的施工容留時間短和運輸相對困難的施工應(yīng)用難題。該文結(jié)合案例工程應(yīng)用，從拌料、運輸、攤鋪、壓實、接縫處理、養(yǎng)護、施工應(yīng)急預(yù)案等方面，介紹了該后摻法施工應(yīng)用中的系列技術(shù)要點，供環(huán)氧瀝青復(fù)合料施工應(yīng)用參考。

參考文獻

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