高速公路環(huán)氧樹(shù)脂體系抗滑表層施工工藝應(yīng)用研究

李盈富 農(nóng)彬藝

摘要：文章結(jié)合廣西區(qū)內(nèi)3條運(yùn)營(yíng)高速公路路面抗滑表層的工程施工實(shí)例及其原材料的室內(nèi)試驗(yàn)，研究了不同種類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂體系抗滑表層材料的應(yīng)用性能。通過(guò)選用3種不同抗滑表層材料進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試及分析，確定了環(huán)氧樹(shù)脂體系粘結(jié)材料組成要素及性能指標(biāo)試驗(yàn)評(píng)價(jià)，并通過(guò)抗滑表層材料現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及室內(nèi)模擬試驗(yàn)，確定了抗滑表層材料施TZ藝方案及其驗(yàn)收方法。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧;抗滑;施工工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：U415.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOl：10.13282/j.cnki wccst.2019.08.005

文章編號(hào)：1673-4874（2019）08-0015-03

0引言

彩色抗滑路面不僅可以很好地減少路面剎車(chē)距離，而且選擇不同顏色的路面還可以對(duì)駕駛員起到警示的作用，從而降低交通安全事故發(fā)生的可能性。彩色環(huán)氧抗滑表層材料所使用的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有很高的粘結(jié)強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，施工方法簡(jiǎn)單易操作，并且封閉交通養(yǎng)護(hù)時(shí)間較短，因此得到廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合廣西區(qū)內(nèi)3條在運(yùn)營(yíng)高速公路路面進(jìn)行彩色環(huán)氧抗滑表層的路面鋪裝項(xiàng)目的相關(guān)調(diào)研及環(huán)氧抗滑表層材料應(yīng)用研究，旨在為相關(guān)工程提供一定的應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)及參考。

1原材料及其性能

1.1各抗滑表層材料組成與配比

（1）HYd）、HY②、KF@環(huán)氧材料由A組分與B組分組成，其中A組分為環(huán)氧樹(shù)脂，B組分為環(huán)氧固化劑;HY③環(huán)氧材料除了A組分和B組分外，還有一個(gè)C組分，為輔劑。各材料的配比如表1所示。

（2）耐磨細(xì)集料選用。耐磨細(xì)集料通常采用陶瓷顆粒，因其防滑耐磨，吸水率較低，且其顏色可根據(jù)不同的路面需要，通過(guò)在高溫時(shí)添加不同的色劑進(jìn)行調(diào)制，所以在彩色防滑路面中廣泛應(yīng)用。顏色通常包括紅、黃、灰、藍(lán)、紫、白等。HY⑧抗滑表層材料所加鋪彩色抗滑路面的位置為水泥混凝土橋面，采用的是灰色陶瓷顆粒;HY①抗滑表層材料和HY②抗滑表層材料適用在隧道口的瀝青混凝土路面上加鋪彩色路面，分別是黃色和紅色的陶瓷顆粒。

1.2抗滑表層材料評(píng)價(jià)指標(biāo)及試驗(yàn)方法

通過(guò)試驗(yàn)研究，從黏度（25℃）（Pa·s）、相對(duì)密度（25℃）（g/cm）、凝膠時(shí)間（min）、不粘胎干燥時(shí)間（h）、骨料粒度（mm）、骨料密度（g/CER）、洛杉磯磨耗、骨料磨光值、涂膜外觀、抗滑表層耐水性、抗滑表層耐堿性、拉剪強(qiáng)度（MPa）、45°剪切強(qiáng)度（MPa）、拉拔強(qiáng)度（MPa）、斷裂伸長(zhǎng)率（%）等指標(biāo)進(jìn)行超薄抗滑表層材料試驗(yàn)評(píng)價(jià)，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)及試驗(yàn)方法如表2所示。

1.3抗滑表層材料性能檢測(cè)結(jié)果及分析

通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)各抗滑表層材料涂膜外觀、耐水性、耐堿性、不粘胎時(shí)間、粘結(jié)強(qiáng)度等性能進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可以進(jìn)行以下分析：

（1）對(duì)比各組不同組分的黏度檢測(cè)結(jié)果可知，HY③抗滑表層材料A組分黏度最高，B組分黏度最低，并且A、B組分混合后的黏度最高，通過(guò)鋪裝試驗(yàn)后效果最佳;HY①、HY②、KF④抗滑表層材料A、B組分混合后的黏度相對(duì)偏低。

（2）對(duì)比不同種類(lèi)環(huán)氧抗滑表層材料的凝膠時(shí)間與不粘胎干燥時(shí)間可知，HY⑧抗滑表層材料的時(shí)間最長(zhǎng)，HY①抗滑表層材料的時(shí)間最短。膠凝時(shí)間的長(zhǎng)短與規(guī)定環(huán)境溫度下環(huán)氧和固化劑之間的反應(yīng)速度有很大關(guān)系，反應(yīng)速度越快則凝膠時(shí)間越短，同時(shí)也很有可能造成固化物較大的脆性;而較長(zhǎng)的膠凝時(shí)間往往對(duì)應(yīng)了較慢的反應(yīng)速度，通常也有利于使固化物獲得更高的柔韌性，減少脆斷的現(xiàn)象。但HY⑨抗滑表層材料的固化時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致恢復(fù)通車(chē)時(shí)間較晚，對(duì)交通造成不利;HY@抗滑表層材料的固化速度快，其固化物較脆。

（3）HY②、HY③、KF④抗滑表層材料拉剪強(qiáng)度隨環(huán)氧當(dāng)量的降低而降低，但偏差不大，其中HY②抗滑表層材料的拉剪強(qiáng)度最高;而HY①抗滑表層材料的環(huán)氧樹(shù)脂由于粘結(jié)效果太差，固化后脆性太大，無(wú)法進(jìn)行抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。

（4）“與水泥膠砂的粘結(jié)強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)”結(jié)果充分表明：四種抗滑表層材料的粘結(jié)強(qiáng)度足夠高，完全滿(mǎn)足抗滑表層材料的強(qiáng)度要求。

2抗滑表層材料施工工藝及驗(yàn)收方法

廣西區(qū)內(nèi)3條在運(yùn)營(yíng)高速公路采用了3種抗滑表層材料開(kāi)展了工程施工，其中HY①抗滑表層材料和HY③抗滑表層材料使用人工的方法進(jìn)行彩色環(huán)氧路面的鋪裝;HY②抗滑表層材料則采用的是機(jī)械自動(dòng)化的方法進(jìn)行施工操作。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及抗滑表層材料室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定了一套環(huán)氧樹(shù)脂體系抗滑表層施工工藝方案及其驗(yàn)收方法。

2.1抗滑表層材料施工工藝

抗滑表層材料主要包括環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑（A組分）、環(huán)氧固化劑（B組分）、石英砂和堅(jiān)硬的黃色陶瓷小顆粒。其中石英砂細(xì)度為20目，陶瓷顆粒粒徑為1～3mm，環(huán)氧的A組分與B組分混合攪拌后呈黃色，之后的涂鋪成型由人工操作，施工便捷，固化時(shí)間短，可快速通車(chē)。彩色環(huán)氧抗滑材料的鋪裝施工與常規(guī)瀝青路面施工最大的不同是：其材料在施工過(guò)程中不需要加熱，且可以純?nèi)斯げ僮?，施工便捷。主要施工工藝如下?/p>

（1）清潔路面

首先對(duì)需要進(jìn)行鋪裝的路面區(qū)域進(jìn)行安全布控，然后對(duì)路面進(jìn)行清潔，掃去泥土、砂礫、泥沙等異物臟物，接著用吹風(fēng)機(jī)吹去路面表面的浮塵，務(wù)必使得路面處于干燥的狀態(tài)。

（2）攪拌混合料

采用人工攪拌方式進(jìn)行，首先將環(huán)氧樹(shù)脂B組分倒入環(huán)氧樹(shù)脂A組分中使用電動(dòng)攪拌器攪拌均勻，接著再將20目的石英砂倒入繼續(xù)攪拌均勻，整個(gè)攪拌過(guò)程約5min。攪拌過(guò)程必須要嚴(yán)格按照試驗(yàn)室配比進(jìn)行配料，如配合比不符會(huì)使得膠粘劑的黏度變化大，從而可能會(huì)導(dǎo)致施工性能或固化后的路用性能受到很大的影響。因此，整個(gè)攪拌過(guò)程需要對(duì)配合比等參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)督。

（3）人工攤鋪

直接把攪拌均勻的混合料倒在路面上，用帶有鋸齒的耙子和滾輪依次對(duì)環(huán)氧混合料進(jìn)行推刮和壓平，盡可能使環(huán)氧混合料厚度均勻地?cái)備佋跒r青路面上，然后人工用鏟子把陶瓷小顆粒均勻密實(shí)地拋灑在環(huán)氧混合料上面并完全覆蓋。在撒布陶瓷顆粒時(shí)，撒布數(shù)量應(yīng)超過(guò)所需標(biāo)準(zhǔn)量，以保證集料完全覆蓋在所有的環(huán)氧樹(shù)脂材料上。經(jīng)過(guò)幾分鐘后，對(duì)泛油的地方要補(bǔ)撒陶瓷顆粒至無(wú)泛油現(xiàn)象為止。

（4）清掃顆粒，開(kāi)放交通

攤鋪完成后一定時(shí)間內(nèi)，抗滑表層結(jié)構(gòu)開(kāi)始形成初級(jí)強(qiáng)度，此時(shí)方可解除膠帶。之后便可清掃回收抗滑表層多余的陶瓷小顆粒，待環(huán)氧樹(shù)脂達(dá)到一定固化強(qiáng)度后便可完全開(kāi)放交通。

2.2抗滑表層材料驗(yàn)收方法（見(jiàn)表4）

3路用性能分析與評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)抗滑表層材料的抗滑效果，用相應(yīng)的原材料在室內(nèi)分別模擬成型了3個(gè)環(huán)氧抗滑表層，并分別測(cè)試了其擺式摩擦系數(shù)，其結(jié)果如表5所示。

由表5可知，三個(gè)項(xiàng)目的抗滑表層材料都具有良好的抗滑性能，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。

4結(jié)語(yǔ)

采用抗滑表層材料對(duì)路面進(jìn)行處理后很好地改善了高速公路隧道和橋梁路面的抗滑性能，其得到了很廣泛的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)廣西區(qū)內(nèi)3條在運(yùn)營(yíng)高速公路進(jìn)行抗滑表層材料施工的應(yīng)用研究，我們得出以下結(jié)論：

（1）通過(guò)試驗(yàn)研究確定了抗滑表層材料評(píng)價(jià)指標(biāo)及試驗(yàn)方法。從黏度（25℃）（Pa·s）、相對(duì)密度（25℃）（g/cm）、凝膠時(shí)間（min）、不粘胎干燥時(shí)間（h）、骨料粒度（mm）、骨料密度（g/cm）、洛杉磯磨耗、骨料磨光值、涂膜外觀、抗滑表層耐水性、抗滑表層耐堿性、拉剪強(qiáng)度（MPa）、45°剪切強(qiáng)度（MPa）等指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

（2）通過(guò)應(yīng)用研究，確定了以環(huán)氧樹(shù)脂體系作為路面抗滑表層材料組成設(shè)計(jì)。通過(guò)選用3種不同的抗滑表層材料進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試及分析，確定了環(huán)氧樹(shù)脂體系粘結(jié)材料組成要素及性能指標(biāo)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。

（3）通過(guò)對(duì)抗滑表層材料現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及室內(nèi)模擬試驗(yàn)，確定了一套抗滑表層材料施工工藝方案及其驗(yàn)收方法。

（4）研究過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)抗滑表層材料存在環(huán)氧樹(shù)脂組分與陶瓷顆粒的粘結(jié)強(qiáng)度稍低的問(wèn)題，導(dǎo)致成型后不久的彩色抗滑結(jié)構(gòu)層其表面會(huì)有少量的陶瓷顆粒出現(xiàn)脫落松散的現(xiàn)象。因此，有待進(jìn)一步研究新型環(huán)氧材料，不斷探索相關(guān)的新技術(shù)與新工藝，使抗滑表層材料更適用于高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程中。