高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的制備及應用研究

郭雷

摘 要：美、日等長期研究高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料，取得了良好結果，比我國在這方面更具優(yōu)勢。為此，研究高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的制備及應用有必要。文章主要研究高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的制備及應用。先分析高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的制備，后闡述這種材料的具體應用，為相關研究提供參考和借鑒，期望高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的研究取得深入進展，縮小和發(fā)達國家在這方面的差距。

關鍵詞：高性能；環(huán)氧樹脂改性瀝青材料

環(huán)氧瀝青混合料，在瀝青中，添加熱固性環(huán)氧樹脂、固化劑，固化后，生成高強度路用材料，高強度性、溫度穩(wěn)定性、抗疲勞性，另外，還具有抗剝落、耐化學腐蝕、不易裂縫等特性。上世紀六十年代早期，環(huán)氧瀝青最早出現在美國，隨后被首次報道。至90年代，研發(fā)不再集中在涂料和屋頂鋪面材料，開始轉向道路鋪裝材料上。環(huán)氧瀝青使瀝青發(fā)熱塑性發(fā)生本質性改變，形成剛度高、耐疲勞優(yōu)良、抗腐蝕等性能，被用作高性能道路防水中。這種材料價格昂貴、施工不便，應用范圍有所限制，目前主要在鋼橋面鋪裝防水粘結層上應用，并逐漸推向混凝土橋面鋪裝防水粘結層。環(huán)氧瀝青防水進入，作為結構層和鋪裝層間的粘結層，使兩層間的剪切強度、粘結強度更高。

1 高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的制備

1.1 制備工藝流程。環(huán)氧瀝青的制備工藝：先順配普通瀝青，后添加乳化劑、固化劑、其他助劑，混合攪拌均勻，冷卻后，制成環(huán)氧瀝青A組分（均勻穩(wěn)定）；施工現場使用時，將環(huán)氧瀝青B組劃分環(huán)氧瀝青A組分、國產環(huán)氧樹脂，兩者各預熱至120℃，按照事先配比快速混合攪拌均勻，泵送至集料、拌和樓，按照石油配比攪拌均勻；運送工地，投入使用。

1.2 最佳配比環(huán)氧瀝青的性能。①配比。環(huán)氧樹脂和瀝青相容，影響瀝青添入環(huán)氧瀝青的量。為消耗較少環(huán)氧瀝青成本，選擇環(huán)氧瀝青體系改性劑，要考慮二者相容性。經過多年研究，研究人員最終解決了環(huán)氧樹脂和瀝青的相容性問題，環(huán)氧瀝青粘結料和結合料、組分配比和美國產品配比相當，性能接近，如表1所示。

②力學性能。自主研究的環(huán)氧瀝青力學性能遠遠超過技術產品技術要求，結合料性能比美國環(huán)氧瀝青結合料明顯較高，如表2所示。

③粘溫特性和熱穩(wěn)定性。在制備環(huán)氧瀝青尤其是結合料中，控制環(huán)氧瀝青反應速度很關鍵。美國環(huán)氧瀝青粘結料達1000pa.s時，需要24min，結合料達1000pa.s時，需要69min。自主研制的環(huán)氧瀝青粘結料達1000pa.s時，需要34min，結合料達1000mPa.s時，需要57min。自主研制的環(huán)氧瀝青反應速度可調，明顯優(yōu)于美國環(huán)氧瀝青，如表3所示。

2 高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料的應用

環(huán)氧瀝青強度、剛度高、耐疲勞性優(yōu)良、粘結性良好，普遍應用在各類工程中。其主要表現在以下層面：

2.1 高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料在城市主干道及其他特殊地段鋪裝的應用。隧道內鋪筑低噪聲鋪面，汽車交通噪聲無法從隧道散出，噪聲擾人嚴重。地面上鋪設多孔性路面，減少輪胎滾動噪聲。隧道壁上涂刷吸音涂料，減少噪聲。通常改性瀝青應用在多孔性路面上，不耐久，使用周期短，隧道維修常常不便，而環(huán)氧瀝青應用在多孔性路面上，明顯減少噪聲，不堵塞路面孔隙，無需經常維修，使用周期長。

公共汽車停車站剎車、啟動頻繁，推擠與擁包現象嚴重。為避免出現病害事件，英國將環(huán)氧瀝青鋪面應用在曼徹斯特公共汽車站和停車站，反饋效果良好。環(huán)氧瀝青應用在汽車庫或者裝運燃油集裝箱轉運站等鋪面中，抗燃油侵蝕，長期耐用。1997年英國曾將環(huán)氧瀝青應用在集裝箱轉運站市郊商業(yè)區(qū)鋪面地坪中。環(huán)氧瀝青剛度大、粘結力強、高溫不易發(fā)軟，應用抗滑層鋪筑，可長期維持粗糙表面。1993年，英國倫敦將環(huán)氧瀝青碎石應用在機場道路抗滑層中。

2.2 高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料在鋼橋橋面鋪裝的應用。為迎合現代交通發(fā)展，長跨徑大型橋梁應用廣泛。橋面常運用正交各向異性鋼橋面結構，以減輕自身重量，從中可見，橋面鋪裝疲勞是設計主要考慮因素；按使用條件嚴格要求鋪裝材料。

以鋪裝材料與施工方法劃分，當前世界橋面鋪裝方案包括瀝青瑪蹄脂混凝土方案、高溫拌合澆注式瀝青混凝土方案、改性瀝青方案、環(huán)氧樹脂瀝青混凝土方案?，斕阒炷岭m能改善瀝青疲勞性能，尚不能滿足實際應用要求，環(huán)氧瀝青卻可做到這點。

我國首次在大跨徑鋼橋橋面鋪裝中運用環(huán)氧瀝青混凝土。南漢橋是連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，主橋長和主跨分別為1238m和628m，當前這種跨度在斜拉橋中居國內和世界前列，調查顯示，今后年日均交通量為3.9103輛中型車。當前環(huán)氧瀝青鋪裝材料使用性能良好。

3 結語

以高性能復合材料制備環(huán)氧樹脂膠粘劑，較普遍，可提高環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，更適應金屬材料粘接。文章分析了環(huán)氧瀝青粘結料和結合料的最佳配比，最終生成高性能環(huán)氧樹脂材料，隨后論述這種材料的具體應用。時代向前發(fā)展，我國防水材料市場向多元方向發(fā)展，高性能環(huán)氧樹脂改性瀝青材料，迎合社會需要，是一種新型產品，將帶來更大經濟和社會效益。

參考文獻

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