钢桥面环氧沥青浇筑式混凝土铺装路用性能研究

崔晓波 李超源 邵 强

(1.重庆特铺路面工程技术有限公司，重庆 400025； 2.重庆路面工程技术研究院有限公司，重庆 400025)

钢桥面环氧沥青浇筑式混凝土铺装路用性能研究

崔晓波1李超源2邵 强2

(1.重庆特铺路面工程技术有限公司，重庆 400025； 2.重庆路面工程技术研究院有限公司，重庆 400025)

通过不同结合料含量流动性检测选取了适宜的结合料用量，并确定了10%结合料用量条件下混合料适宜的拌和时间，高低温试验结果表明，环氧沥青浇筑式沥青混合料的低温性能优于普通碾压式环氧沥青混凝土，且其低温性能受拌和时间影响不大，与普通改性沥青相比，环氧沥青能够显著改善浇筑式沥青混合料的高温稳定性。

环氧沥青，流动性，拌和时间，高低温性能

0 引言

目前我国钢桥面铺装主要包括双层环氧沥青混凝土、浇筑式沥青混凝土+SMA沥青混凝土和双层SMA沥青混凝土三种结构，其中以环氧沥青混凝土铺装体系和浇筑式+SMA铺装体系应用最多，但即使是应用较为成熟的铺装方案仍然存在其难以有效解决的问题。虽然环氧沥青混凝土性能优异，但是其材料特性受施工环境与施工外界条件的影响比较大，从目前已建环氧沥青混合料钢桥面铺装使用状况来看，有不少工程通车后不久就出现了裂缝、鼓包以及开裂等等病害。浇筑式沥青混凝土铺装体系相对来说，应用效果良好，但其高温性能的改善始终是其不断改良、优化的方向，环氧浇筑式沥青混凝土就是基于综合环氧沥青混凝土和浇筑式沥青混凝土二者的优点、克服二者的缺点而提出来的，借助环氧沥青优良的高温性能来改善浇筑式沥青混凝土的高温稳定性。

1 混合料配合比设计

1)混合料级配。

浇筑式沥青混凝土为悬浮密实结构，考虑到级配对其性能影响较小，并结合以往工程施工经验，以浇筑式沥青混凝土级配中值为设计目标，集料选用江苏茅迪的玄武岩粗细集料，矿粉选用石灰岩矿粉。级配曲线见图1。

2)油石比选择。

通过测定拌和后混合料的流动性来确定混合料适宜的油石比，若环氧沥青含量低，则混合料没有流动性，不利于施工；若过高则会造成施工成本的增加。流动性的测定参考浇筑式沥青混合料刘埃尔流动性检测方法，指标亦参考《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》中不大于20 s的要求，不过考虑到碾压式环氧沥青结合料的允许摊铺温度为110 ℃～121 ℃(本文中涉及到的环氧沥青均为美国环氧沥青)，故将流动性的检测温度控制为115 ℃，拌和时间为45 min。

分别采用9%,10%,11%,12%的结合料含量进行混合料拌和试验，在环氧沥青含量为9%时，环氧沥青浇筑式沥青混凝土具有一定流动性，但超过了试验前设计的流动性不大于20 s的要求，且在拌和时间为60 min左右时，混合料流动性急剧降低，故其拌和时间较短，不利于施工控制。环氧沥青用量为10%,11%时，流动性良好，拌和至60 min时依然具有良好的流动性。环氧沥青用量在达12%时，混合料十分稀薄，且离析严重(见表1)。综合施工和易性及施工成本方面考虑，决定选用10%作为适宜的结合料含量。

表1 不同结合料含量的环氧沥青浇筑式混合料刘埃尔流动性

3)不同温度下的拌和时间。

为避免环氧沥青在浇筑式混合料运输设备cooker中的早期固化，要确定所选结合料含量的环氧沥青浇筑式混合料在不同温度下最长拌和时间。

对拌和时间的测定，同样参考刘埃尔流动性不大于20 s的要求，选取了五个温度进行最短和最长拌和时间的确定(见表2,图2)。结合料含量选用1.2确定的10%。

表2 环氧沥青浇筑式混合料拌和时间

2 混合料性能

2.1 低温弯曲试验

沥青混合料是一种温度敏感性材料，随着温度的降低，变形能力会显著下降，并会出现脆性破坏。环氧沥青浇筑式混凝土同样存在因温度降低而产生温缩应力的问题，所以通过低温弯曲试验评价混合料低温时抵抗变形的能力。

1)为有效对比环氧沥青浇筑式混凝土的低温性能，在原材相同的情况下，成型了普通碾压式环氧沥青混凝土进行性能对比，检测结果见表3，图3。

由试验可知，环氧沥青浇筑式混合料的低温性能比碾压式环氧沥青混凝土有所提高，具有优良的低温性能。

2)为了研究拌和时间对环氧沥青浇筑混合料低温性能的影响，采用10%的结合料含量，不同的拌和时间，进行混合料低温弯曲性能检测，结果见表4。

表3 不同类型的环氧沥青混合料低温弯曲试验结果

结合料含量/%最大荷载/N跨中挠度mm弯拉强度MPa劲度模量MPa弯曲破坏应变×10-36.5133131.2916.016519.410187811.5622.5192611.7

从结果可知，拌和时间对于环氧沥青浇筑式混合料的低温性能影响不大。

表4 不同拌和时间的环氧沥青混合料低温弯曲试验结果

2.2 高温性能试验

浇筑式沥青混合料的高温稳定性一直是其难以克服的问题，国内外普遍采用贯入度及贯入度增量指标进行高温性能控制，本次试验选取已应用于实体工程的改性沥青所拌制的浇筑式沥青料进行高温性能对比，试验结果见表5。

表5 浇筑式沥青混合料贯入度试验结果

从试验可知，普通浇筑式沥青混合料贯入度及贯入度增量明显高于环氧沥青浇筑式混合料。此外，环氧沥青浇筑式混合料具有良好的回弹能力，贯入度试验后的回弹率超过50%，且将试件完全卸载后，试件表面几乎没有凹陷。

3 结语

1)环氧沥青浇筑式混合料在10%的结合料用量条件下，能够满足施工流动性要求，通过对拌和时间的测定，确定了不同施工温度下混合料的最短拌和时间和最长拌和时间。

2)环氧沥青浇筑式混合料具有比碾压式沥青混合料较好的低温性能。

3)不同拌和时间对环氧沥青浇筑混合料的低温性能影响不大。

4)环氧沥青浇筑式混合料具有普通改性沥青所拌制浇筑式沥青混合料无法比拟的高温稳定性，并且具有良好的回弹能力。

5)环氧沥青浇筑式沥青混凝土具有优良的高低温性能，目前国内外研究较少，随着研究的不断深入，其优越性将逐渐体现出来，有着广阔的应用前景。

[1] 黄 明,黄卫东.摊铺等待时间对环氧沥青混合料性能的影响[J].建筑材料学报,2012,15(1):122-125.

[2] 曹林涛.沥青混合料高温抗变形能力研究[D].上海:同济大学,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

崔晓波(1981- )，男，工程师； 李超源(1989- )，男，助理工程师； 邵 强(1983- )，男，工程师

TU528.42

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