瀝青路面環(huán)氧抗滑封層技術(shù)的研究

李小婷

摘 要：伴隨公路建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，公路建設(shè)工作重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖B(yǎng)同步”，進(jìn)一步加重了道路養(yǎng)護(hù)的任務(wù)量。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，可有效改善路面性能，增加路面使用年限，是當(dāng)前最常用的一種路面養(yǎng)護(hù)方式。如微表處、霧封層等技術(shù)，然而傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)工藝多存有施工復(fù)雜、材料耐久性不足等問(wèn)題，基于此，本文基于現(xiàn)有研究，提出了將環(huán)氧樹(shù)脂材料摻加到普通乳化瀝青以此增強(qiáng)該復(fù)合封層的耐磨耗能力及整體剛度。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;環(huán)氧樹(shù)脂;作用機(jī)理

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)公路網(wǎng)已經(jīng)基本完善，伴隨公路里程的不斷增加，大量早期修建的公路工程逐步進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段，霧封層、超薄熱瀝青罩面、微表處等均屬于最常用的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其中，霧封層技術(shù)因其施工方便、快捷、投資少應(yīng)用最多。但是在長(zhǎng)期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，霧封層工藝的應(yīng)用極易造成路面抗滑性能下降，尤其是在摩擦較小的路面適應(yīng)性極差。為解決這個(gè)難題，普遍采用含砂霧封層施工工藝，其主要是通過(guò)將石英砂、機(jī)制砂等材料同步撒鋪到路表，從而提升路面的抗滑能力。傳統(tǒng)霧封層材料可有效封閉微裂縫，并能提升路面抗水損性能，然而，因霧封層厚度較薄，很難起到良好的效果。隨著新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，將新材料摻加到霧封層內(nèi)，可提高其抗水損、耐老化等能力。本文參考含砂霧封層灑鋪工藝提出了一種新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，即環(huán)氧抗滑封層技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效增強(qiáng)路表的整體剛度，提升路面使用性能，延長(zhǎng)路面壽命。

1 環(huán)氧抗滑封層結(jié)構(gòu)與作用機(jī)理

與傳統(tǒng)霧封層工藝相比，環(huán)氧抗滑封層的粘結(jié)性、滲透性較好，純?nèi)榛癁r青的乳膠粒子極易團(tuán)聚，極性、石料的匹配性則有所不足，因此，相較水性環(huán)氧基復(fù)合材料，純?nèi)榛癁r青的滲透性、粘結(jié)性較差。

1.1 粘結(jié)機(jī)理

環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)含有環(huán)氧基、羥基等，能夠與集料、瀝青等表面活性較高的基團(tuán)產(chǎn)生強(qiáng)大的粘附性。特別是在固化之后，環(huán)氧樹(shù)脂的剛度更大，粘結(jié)強(qiáng)度更高。此外，環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)，往往不會(huì)形成低分子揮發(fā)物，從而減小粘合劑層的體積收縮率等，具有良好的膠層尺寸穩(wěn)定性。

1.2 滲透機(jī)理

環(huán)氧樹(shù)脂混合乳化石油瀝青之后，其穩(wěn)定性、相容性等均會(huì)發(fā)生改變。為此，將羥基、環(huán)氧基等活性基團(tuán)引入到樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)內(nèi)，可通過(guò)此類(lèi)基團(tuán)的作用，實(shí)現(xiàn)與石料表面基團(tuán)之間的相互融合。同時(shí)，因其具備自乳化作用，在混合之后，可降低其體系粘度等，這對(duì)增強(qiáng)原路面材料的滲透性能及粘結(jié)性能極為有利。

2 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)12.3Km，為雙向六車(chē)道。選取2段試驗(yàn)段進(jìn)行分析，A段起訖樁號(hào)為K17+000～K17+500，共500m;B段起訖樁號(hào)為K39+500～K40+000，共500m。經(jīng)實(shí)地勘查可知，在A段路共出現(xiàn)了80道貫穿性裂縫，裂縫全長(zhǎng)342延米，網(wǎng)裂4m2，且伴有其他病害，如松散、塊狀裂縫等，若處理不及時(shí)，將進(jìn)一步加劇路面病害，甚至對(duì)行車(chē)舒適性、安全造成不利影響。B段路經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)多為裂縫病害，共97延米，但目前裂縫已做熱瀝青處理，整體路況良好。針對(duì)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求，對(duì)A、B路段路面狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1所示，由此可見(jiàn)，A路段整體路面狀況不錯(cuò)，B路段相對(duì)更為優(yōu)異，因環(huán)氧抗滑封層無(wú)法大幅提升路面結(jié)構(gòu)性能，若路面結(jié)構(gòu)狀況過(guò)差，將大大降低環(huán)氧抗滑封層的使用年限，為此，對(duì)路面狀況要求較高，經(jīng)分析，上述2段均可適用于環(huán)氧抗滑封層施工。

3 環(huán)氧抗滑封層施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 工程量計(jì)算分析

本路段屬于雙向六車(chē)道，A路段總長(zhǎng)500m，經(jīng)計(jì)算8120m2為施工總面積。B路段總長(zhǎng)500m，選左幅兩車(chē)道作為施工范圍，寬度為7.7m，經(jīng)計(jì)算3850m2為施工總面積。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定，環(huán)氧樹(shù)脂A組分：環(huán)氧樹(shù)脂B組分：乳化瀝青=5：2：7，同時(shí)選用20～40目粒徑金剛砂，0.7kg/m2為環(huán)氧乳化瀝青與金剛砂灑布量，為此，按照施工總面積x灑布量的計(jì)算公式，則需鋪灑5684kg環(huán)氧樹(shù)脂及抗滑集料用于A路段;B路段則需鋪灑2695kg環(huán)氧樹(shù)脂及抗滑集料。

3.2 施工工序

第一，調(diào)試設(shè)備。施工前，需做好車(chē)輛設(shè)備調(diào)試工作，要求先排除封層車(chē)水罐內(nèi)的水，并對(duì)管路、噴頭等進(jìn)行沖洗，在整個(gè)清理過(guò)程中，需對(duì)所有噴頭噴水情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，若發(fā)現(xiàn)噴頭噴水不暢通，應(yīng)及時(shí)查找原因并處理。同時(shí)，還要做好銑琢車(chē)調(diào)試工作，如刀頭等，并按照規(guī)定進(jìn)行銑琢模塊安裝等。

第二，銑琢。根據(jù)施工要求，銑琢施工需采用專(zhuān)用銑琢車(chē)，實(shí)現(xiàn)對(duì)路表銑琢、清掃、吸塵一體化快速

施工。

第三，裝料。按照材料用量規(guī)定，先打開(kāi)兩個(gè)組分的桶料，通過(guò)電動(dòng)攪拌機(jī)對(duì)兩組分的材料分別進(jìn)行均勻攪拌，且將攪拌時(shí)間控制在1min以?xún)?nèi)，隨后向封層車(chē)料罐內(nèi)泵送，完成上述施工后，即可向封層車(chē)乳化瀝青罐內(nèi)倒入數(shù)量滿(mǎn)足規(guī)范要求的乳化瀝青材料。當(dāng)泵送完膠結(jié)料之后，需向集料倉(cāng)內(nèi)裝入相應(yīng)數(shù)量的細(xì)集料，在此過(guò)程可通過(guò)鏟車(chē)或人工方式進(jìn)行裝填。

第四，灑布。因封層車(chē)料倉(cāng)存儲(chǔ)量有限，需根據(jù)工程用量情況，合理確定灑布遍數(shù)，完成每遍灑布之后，待路表基本干燥，且無(wú)粘輪情況時(shí)，即可進(jìn)行下一遍施工。根據(jù)要求，可在6～8km/h之間控制封層車(chē)行駛速度。

第五，開(kāi)放交通。完成上述施工之后，且路表干燥程度達(dá)到相關(guān)規(guī)定，便可開(kāi)放交通。

4 環(huán)氧抗滑封層施工質(zhì)量檢測(cè)

按照相關(guān)規(guī)定，決定對(duì)施工前、銑琢后、工后與施工半年后四個(gè)階段進(jìn)行檢測(cè)，主要檢測(cè)項(xiàng)目包括抗滑性、構(gòu)造深度、平整度、滲水性，具體結(jié)果如下：

4.1 擺值

根據(jù)要求，本文選擇擺式儀進(jìn)行試驗(yàn)分析，測(cè)點(diǎn)間距設(shè)為100m，經(jīng)檢測(cè)可知，（1）工前，A路段擺值區(qū)間為50～55BPN，B路段擺值區(qū)間為44～50BPN，均可滿(mǎn)足路面摩擦規(guī)定。（2）在抗滑封層施工前，針對(duì)原路面銑琢車(chē)需進(jìn)行打毛處理，可見(jiàn)路表在銑琢后，存在較為明顯的銑琢痕跡，此表面微刻痕跡可大幅增加路表粗糙度，經(jīng)觀測(cè)可見(jiàn)，經(jīng)銑琢之后，A路段的擺值增加到85BPN以上。（3）環(huán)氧封層噴灑之后，因環(huán)氧乳化瀝青將會(huì)把表面紋理封閉，相比上一階段的路段，抗滑性能有所降低。因金剛砂抗滑作用良好，A路段在工后階段，基本可達(dá)到75BPN，相比原路面，抗滑性能有所提升。（4）工后半年后，經(jīng)勘查可知，抗滑封層摩擦性能有一定程度的下降，整體在67BPN左右。經(jīng)上述觀察分析可見(jiàn)，在提升路面摩擦性能方面，環(huán)氧抗滑封層效果明顯，且具有良好的耐久性。

4.2 構(gòu)造深度

針對(duì)路面構(gòu)造深度，本文決定選擇鋪砂法進(jìn)行分析。經(jīng)檢測(cè)可知，構(gòu)造深度變化與路表抗滑性能變化基本一致。路面銑琢施工后，路面構(gòu)造深度增加，則其摩擦值也隨之增加。因環(huán)氧乳化瀝青在工后可以填補(bǔ)路表空隙，從而可以在降低構(gòu)造深度的基礎(chǔ)上，降低摩擦值。由此可見(jiàn)，路面抗滑性能與構(gòu)造深度之間關(guān)系密切，且呈一種互為因果的關(guān)系。工后半年檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，構(gòu)造深度降幅遠(yuǎn)低于抗滑性能的8%，僅為2%，其原因在于金剛砂可承擔(dān)耐磨作用，將產(chǎn)生一定磨耗，于構(gòu)造深度來(lái)講，此類(lèi)磨耗影響相對(duì)較小。

4.3 平整度

為檢測(cè)路面平整度，本文分別在工前、工后采用3m直尺對(duì)A、B路段進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)可知，原路面平整度在3mm以?xún)?nèi)，相對(duì)較小，因此可判定本路段不存在結(jié)構(gòu)性病害，如車(chē)轍、擁包等。因環(huán)氧抗滑封層具有較薄厚度，向路面噴灑之后，將有一部分材料向路表結(jié)構(gòu)滲透，因此，在路面平整度方面，環(huán)氧抗滑封層技術(shù)并沒(méi)有顯著提高或降低的現(xiàn)象。

4.4 滲水性能

采用滲水儀進(jìn)行路面滲水性能測(cè)試，因A路段建成通車(chē)多年，其路表通水空隙基本處于封閉狀態(tài)，因此在工前檢測(cè)時(shí)，多處測(cè)點(diǎn)路面滲水都為“0”，但K17+100～K17+200段與K17+300～K17+400段則存有滲水情況。工后檢測(cè)，全路段無(wú)滲水現(xiàn)象，工后半年同樣未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，表明環(huán)氧抗滑封層施工后具有良好的防滲水效果。B路段檢測(cè)結(jié)果表明，無(wú)論是在工前、還是工后，全路段均會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，表明施工效果良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，瀝青路面作為我國(guó)高等級(jí)公路最常用的路面形式，其優(yōu)點(diǎn)眾多，在公路建設(shè)施工中得到了廣泛應(yīng)用。隨著道路通行時(shí)間的不斷增加，路面往往會(huì)出現(xiàn)不同程度的病害問(wèn)題，環(huán)氧抗滑封層技術(shù)的應(yīng)用，可以有效改善路面使用性能，解決病害問(wèn)題，且具有良好的施工效果。

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