鋼橋面環(huán)氧瀝青澆筑式混凝土鋪裝路用性能研究

崔曉波 李超源 邵 強

(1.重慶特鋪路面工程技術(shù)有限公司，重慶 400025； 2.重慶路面工程技術(shù)研究院有限公司，重慶 400025)

鋼橋面環(huán)氧瀝青澆筑式混凝土鋪裝路用性能研究

崔曉波1李超源2邵 強2

(1.重慶特鋪路面工程技術(shù)有限公司，重慶 400025； 2.重慶路面工程技術(shù)研究院有限公司，重慶 400025)

通過不同結(jié)合料含量流動性檢測選取了適宜的結(jié)合料用量，并確定了10%結(jié)合料用量條件下混合料適宜的拌和時間，高低溫試驗結(jié)果表明，環(huán)氧瀝青澆筑式瀝青混合料的低溫性能優(yōu)于普通碾壓式環(huán)氧瀝青混凝土，且其低溫性能受拌和時間影響不大，與普通改性瀝青相比，環(huán)氧瀝青能夠顯著改善澆筑式瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

環(huán)氧瀝青，流動性，拌和時間，高低溫性能

0 引言

目前我國鋼橋面鋪裝主要包括雙層環(huán)氧瀝青混凝土、澆筑式瀝青混凝土+SMA瀝青混凝土和雙層SMA瀝青混凝土三種結(jié)構(gòu)，其中以環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝體系和澆筑式+SMA鋪裝體系應(yīng)用最多，但即使是應(yīng)用較為成熟的鋪裝方案仍然存在其難以有效解決的問題。雖然環(huán)氧瀝青混凝土性能優(yōu)異，但是其材料特性受施工環(huán)境與施工外界條件的影響比較大，從目前已建環(huán)氧瀝青混合料鋼橋面鋪裝使用狀況來看，有不少工程通車后不久就出現(xiàn)了裂縫、鼓包以及開裂等等病害。澆筑式瀝青混凝土鋪裝體系相對來說，應(yīng)用效果良好，但其高溫性能的改善始終是其不斷改良、優(yōu)化的方向，環(huán)氧澆筑式瀝青混凝土就是基于綜合環(huán)氧瀝青混凝土和澆筑式瀝青混凝土二者的優(yōu)點、克服二者的缺點而提出來的，借助環(huán)氧瀝青優(yōu)良的高溫性能來改善澆筑式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性。

1 混合料配合比設(shè)計

1)混合料級配。

澆筑式瀝青混凝土為懸浮密實結(jié)構(gòu)，考慮到級配對其性能影響較小，并結(jié)合以往工程施工經(jīng)驗，以澆筑式瀝青混凝土級配中值為設(shè)計目標，集料選用江蘇茅迪的玄武巖粗細集料，礦粉選用石灰?guī)r礦粉。級配曲線見圖1。

2)油石比選擇。

通過測定拌和后混合料的流動性來確定混合料適宜的油石比，若環(huán)氧瀝青含量低，則混合料沒有流動性，不利于施工；若過高則會造成施工成本的增加。流動性的測定參考澆筑式瀝青混合料劉埃爾流動性檢測方法，指標亦參考《公路鋼箱梁橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)指南》中不大于20 s的要求，不過考慮到碾壓式環(huán)氧瀝青結(jié)合料的允許攤鋪溫度為110 ℃～121 ℃(本文中涉及到的環(huán)氧瀝青均為美國環(huán)氧瀝青)，故將流動性的檢測溫度控制為115 ℃，拌和時間為45 min。

分別采用9%,10%,11%,12%的結(jié)合料含量進行混合料拌和試驗，在環(huán)氧瀝青含量為9%時，環(huán)氧瀝青澆筑式瀝青混凝土具有一定流動性，但超過了試驗前設(shè)計的流動性不大于20 s的要求，且在拌和時間為60 min左右時，混合料流動性急劇降低，故其拌和時間較短，不利于施工控制。環(huán)氧瀝青用量為10%,11%時，流動性良好，拌和至60 min時依然具有良好的流動性。環(huán)氧瀝青用量在達12%時，混合料十分稀薄，且離析嚴重(見表1)。綜合施工和易性及施工成本方面考慮，決定選用10%作為適宜的結(jié)合料含量。

表1 不同結(jié)合料含量的環(huán)氧瀝青澆筑式混合料劉埃爾流動性

3)不同溫度下的拌和時間。

為避免環(huán)氧瀝青在澆筑式混合料運輸設(shè)備cooker中的早期固化，要確定所選結(jié)合料含量的環(huán)氧瀝青澆筑式混合料在不同溫度下最長拌和時間。

對拌和時間的測定，同樣參考劉埃爾流動性不大于20 s的要求，選取了五個溫度進行最短和最長拌和時間的確定(見表2,圖2)。結(jié)合料含量選用1.2確定的10%。

表2 環(huán)氧瀝青澆筑式混合料拌和時間

2 混合料性能

2.1 低溫彎曲試驗

瀝青混合料是一種溫度敏感性材料，隨著溫度的降低，變形能力會顯著下降，并會出現(xiàn)脆性破壞。環(huán)氧瀝青澆筑式混凝土同樣存在因溫度降低而產(chǎn)生溫縮應(yīng)力的問題，所以通過低溫彎曲試驗評價混合料低溫時抵抗變形的能力。

1)為有效對比環(huán)氧瀝青澆筑式混凝土的低溫性能，在原材相同的情況下，成型了普通碾壓式環(huán)氧瀝青混凝土進行性能對比，檢測結(jié)果見表3，圖3。

由試驗可知，環(huán)氧瀝青澆筑式混合料的低溫性能比碾壓式環(huán)氧瀝青混凝土有所提高，具有優(yōu)良的低溫性能。

2)為了研究拌和時間對環(huán)氧瀝青澆筑混合料低溫性能的影響，采用10%的結(jié)合料含量，不同的拌和時間，進行混合料低溫彎曲性能檢測，結(jié)果見表4。

表3 不同類型的環(huán)氧瀝青混合料低溫彎曲試驗結(jié)果

結(jié)合料含量/%最大荷載/N跨中撓度mm彎拉強度MPa勁度模量MPa彎曲破壞應(yīng)變×10-36.5133131.2916.016519.410187811.5622.5192611.7

從結(jié)果可知，拌和時間對于環(huán)氧瀝青澆筑式混合料的低溫性能影響不大。

表4 不同拌和時間的環(huán)氧瀝青混合料低溫彎曲試驗結(jié)果

2.2 高溫性能試驗

澆筑式瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性一直是其難以克服的問題，國內(nèi)外普遍采用貫入度及貫入度增量指標進行高溫性能控制，本次試驗選取已應(yīng)用于實體工程的改性瀝青所拌制的澆筑式瀝青料進行高溫性能對比，試驗結(jié)果見表5。

表5 澆筑式瀝青混合料貫入度試驗結(jié)果

從試驗可知，普通澆筑式瀝青混合料貫入度及貫入度增量明顯高于環(huán)氧瀝青澆筑式混合料。此外，環(huán)氧瀝青澆筑式混合料具有良好的回彈能力，貫入度試驗后的回彈率超過50%，且將試件完全卸載后，試件表面幾乎沒有凹陷。

3 結(jié)語

1)環(huán)氧瀝青澆筑式混合料在10%的結(jié)合料用量條件下，能夠滿足施工流動性要求，通過對拌和時間的測定，確定了不同施工溫度下混合料的最短拌和時間和最長拌和時間。

2)環(huán)氧瀝青澆筑式混合料具有比碾壓式瀝青混合料較好的低溫性能。

3)不同拌和時間對環(huán)氧瀝青澆筑混合料的低溫性能影響不大。

4)環(huán)氧瀝青澆筑式混合料具有普通改性瀝青所拌制澆筑式瀝青混合料無法比擬的高溫穩(wěn)定性，并且具有良好的回彈能力。

5)環(huán)氧瀝青澆筑式瀝青混凝土具有優(yōu)良的高低溫性能，目前國內(nèi)外研究較少，隨著研究的不斷深入，其優(yōu)越性將逐漸體現(xiàn)出來，有著廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 黃 明,黃衛(wèi)東.攤鋪等待時間對環(huán)氧瀝青混合料性能的影響[J].建筑材料學報,2012,15(1):122-125.

[2] 曹林濤.瀝青混合料高溫抗變形能力研究[D].上海:同濟大學,2004.

Research on pavement performance of steel deck epoxy asphalt pouring concrete

CUI Xiao-bo1LI Chao-yuan2SHAO Qiang2

(1.ChongqingSpecialEngineeringTechnologyLimitedCompany,Chongqing400025,China;2.ChongqingPavementEngineeringResearchInstituteLimitedCompany,Chongqing400025,China)

Through different binder contents flow detection selected suitable binder contents, and identified the suitable mixing time of mixture under the conditions of 10% binder content, the high and low temperature experiment results showed that, the low temperature performance of epoxy asphalt pouring asphalt mixture better than ordinary roller type epoxy asphalt concrete, and its low temperature properties little effect by mixing time, compared with common modified asphalt, epoxy asphalt could significantly improve the high temperature stability of pouring asphalt mixture.

epoxy asphalt, liquidity, mixing time, high and low temperature performance

1009-6825(2014)28-0119-03

2014-07-27

崔曉波(1981- )，男，工程師； 李超源(1989- )，男，助理工程師； 邵 強(1983- )，男，工程師

TU528.42

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