高速公路环氧树脂体系抗滑表层施工工艺应用研究

李盈富 农彬艺

摘要：文章结合广西区内3条运营高速公路路面抗滑表层的工程施工实例及其原材料的室内试验，研究了不同种类环氧树脂体系抗滑表层材料的应用性能。通过选用3种不同抗滑表层材料进行各项性能指标测试及分析，确定了环氧树脂体系粘结材料组成要素及性能指标试验评价，并通过抗滑表层材料现场调研及室内模拟试验，确定了抗滑表层材料施TZ艺方案及其验收方法。

关键词：环氧;抗滑;施工工艺

中图分类号：U415.6 文献标识码：A DOl：10.13282/j.cnki wccst.2019.08.005

文章编号：1673-4874（2019）08-0015-03

0引言

彩色抗滑路面不仅可以很好地减少路面刹车距离，而且选择不同颜色的路面还可以对驾驶员起到警示的作用，从而降低交通安全事故发生的可能性。彩色环氧抗滑表层材料所使用的环氧树脂体系具有很高的粘结强度、高温稳定性和低温抗裂性，施工方法简单易操作，并且封闭交通养护时间较短，因此得到广泛的应用。本文结合广西区内3条在运营高速公路路面进行彩色环氧抗滑表层的路面铺装项目的相关调研及环氧抗滑表层材料应用研究，旨在为相关工程提供一定的应用技术指导及参考。

1原材料及其性能

1.1各抗滑表层材料组成与配比

（1）HYd）、HY②、KF@环氧材料由A组分与B组分组成，其中A组分为环氧树脂，B组分为环氧固化剂;HY③环氧材料除了A组分和B组分外，还有一个C组分，为辅剂。各材料的配比如表1所示。

（2）耐磨细集料选用。耐磨细集料通常采用陶瓷颗粒，因其防滑耐磨，吸水率较低，且其颜色可根据不同的路面需要，通过在高温时添加不同的色剂进行调制，所以在彩色防滑路面中广泛应用。颜色通常包括红、黄、灰、蓝、紫、白等。HY⑧抗滑表层材料所加铺彩色抗滑路面的位置为水泥混凝土桥面，采用的是灰色陶瓷颗粒;HY①抗滑表层材料和HY②抗滑表层材料适用在隧道口的沥青混凝土路面上加铺彩色路面，分别是黄色和红色的陶瓷颗粒。

1.2抗滑表层材料评价指标及试验方法

通过试验研究，从黏度（25℃）（Pa·s）、相對密度（25℃）（g/cm）、凝胶时间（min）、不粘胎干燥时间（h）、骨料粒度（mm）、骨料密度（g/CER）、洛杉矶磨耗、骨料磨光值、涂膜外观、抗滑表层耐水性、抗滑表层耐碱性、拉剪强度（MPa）、45°剪切强度（MPa）、拉拔强度（MPa）、断裂伸长率（%）等指标进行超薄抗滑表层材料试验评价，主要评价指标及试验方法如表2所示。

1.3抗滑表层材料性能检测结果及分析

通过室内试验对各抗滑表层材料涂膜外观、耐水性、耐碱性、不粘胎时间、粘结强度等性能进行测试，试验结果如表3所示。

由表3可以进行以下分析：

（1）对比各组不同组分的黏度检测结果可知，HY③抗滑表层材料A组分黏度最高，B组分黏度最低，并且A、B组分混合后的黏度最高，通过铺装试验后效果最佳;HY①、HY②、KF④抗滑表层材料A、B组分混合后的黏度相对偏低。

（2）对比不同种类环氧抗滑表层材料的凝胶时间与不粘胎干燥时间可知，HY⑧抗滑表层材料的时间最长，HY①抗滑表层材料的时间最短。胶凝时间的长短与规定环境温度下环氧和固化剂之间的反应速度有很大关系，反应速度越快则凝胶时间越短，同时也很有可能造成固化物较大的脆性;而较长的胶凝时间往往对应了较慢的反应速度，通常也有利于使固化物获得更高的柔韧性，减少脆断的现象。但HY⑨抗滑表层材料的固化时间较长，会导致恢复通车时间较晚，对交通造成不利;HY@抗滑表层材料的固化速度快，其固化物较脆。

（3）HY②、HY③、KF④抗滑表层材料拉剪强度随环氧当量的降低而降低，但偏差不大，其中HY②抗滑表层材料的拉剪强度最高;而HY①抗滑表层材料的环氧树脂由于粘结效果太差，固化后脆性太大，无法进行抗剪强度试验。

（4）“与水泥胶砂的粘结强度拉伸试验”结果充分表明：四种抗滑表层材料的粘结强度足够高，完全满足抗滑表层材料的强度要求。

2抗滑表层材料施工工艺及验收方法

广西区内3条在运营高速公路采用了3种抗滑表层材料开展了工程施工，其中HY①抗滑表层材料和HY③抗滑表层材料使用人工的方法进行彩色环氧路面的铺装;HY②抗滑表层材料则采用的是机械自动化的方法进行施工操作。本文通过现场调研及抗滑表层材料室内评价试验，确定了一套环氧树脂体系抗滑表层施工工艺方案及其验收方法。

2.1抗滑表层材料施工工艺

抗滑表层材料主要包括环氧树脂胶粘剂（A组分）、环氧固化剂（B组分）、石英砂和坚硬的黄色陶瓷小颗粒。其中石英砂细度为20目，陶瓷颗粒粒径为1～3mm，环氧的A组分与B组分混合搅拌后呈黄色，之后的涂铺成型由人工操作，施工便捷，固化时间短，可快速通车。彩色环氧抗滑材料的铺装施工与常规沥青路面施工最大的不同是：其材料在施工过程中不需要加热，且可以纯人工操作，施工便捷。主要施工工艺如下：

（1）清洁路面

首先对需要进行铺装的路面区域进行安全布控，然后对路面进行清洁，扫去泥土、砂砾、泥沙等异物脏物，接着用吹风机吹去路面表面的浮尘，务必使得路面处于干燥的状态。

（2）搅拌混合料

采用人工搅拌方式进行，首先将环氧树脂B组分倒入环氧树脂A组分中使用电动搅拌器搅拌均匀，接着再将20目的石英砂倒入继续搅拌均匀，整个搅拌过程约5min。搅拌过程必须要严格按照试验室配比进行配料，如配合比不符会使得胶粘剂的黏度变化大，从而可能会导致施工性能或固化后的路用性能受到很大的影响。因此，整个搅拌过程需要对配合比等参数进行有效监督。

（3）人工摊铺

直接把搅拌均匀的混合料倒在路面上，用带有锯齿的耙子和滚轮依次对环氧混合料进行推刮和压平，尽可能使环氧混合料厚度均匀地摊铺在沥青路面上，然后人工用铲子把陶瓷小颗粒均匀密实地抛洒在环氧混合料上面并完全覆盖。在撒布陶瓷颗粒时，撒布数量应超过所需标准量，以保证集料完全覆盖在所有的环氧树脂材料上。经过几分钟后，对泛油的地方要补撒陶瓷颗粒至无泛油现象为止。

（4）清扫颗粒，开放交通

摊铺完成后一定时间内，抗滑表层结构开始形成初级强度，此时方可解除胶带。之后便可清扫回收抗滑表层多余的陶瓷小颗粒，待环氧树脂达到一定固化强度后便可完全开放交通。

2.2抗滑表层材料验收方法（见表4）

3路用性能分析与评价

为了评价抗滑表层材料的抗滑效果，用相应的原材料在室内分别模拟成型了3个环氧抗滑表层，并分别测试了其摆式摩擦系數，其结果如表5所示。

由表5可知，三个项目的抗滑表层材料都具有良好的抗滑性能，满足设计的技术要求。

4结语

采用抗滑表层材料对路面进行处理后很好地改善了高速公路隧道和桥梁路面的抗滑性能，其得到了很广泛的应用。通过对广西区内3条在运营高速公路进行抗滑表层材料施工的应用研究，我们得出以下结论：

（1）通过试验研究确定了抗滑表层材料评价指标及试验方法。从黏度（25℃）（Pa·s）、相对密度（25℃）（g/cm）、凝胶时间（min）、不粘胎干燥时间（h）、骨料粒度（mm）、骨料密度（g/cm）、洛杉矶磨耗、骨料磨光值、涂膜外观、抗滑表层耐水性、抗滑表层耐碱性、拉剪强度（MPa）、45°剪切强度（MPa）等指标进行试验评价。

（2）通过应用研究，确定了以环氧树脂体系作为路面抗滑表层材料组成设计。通过选用3种不同的抗滑表层材料进行各项性能指标测试及分析，确定了环氧树脂体系粘结材料组成要素及性能指标试验评价方法。

（3）通过对抗滑表层材料现场调研及室内模拟试验，确定了一套抗滑表层材料施工工艺方案及其验收方法。

（4）研究过程中也发现抗滑表层材料存在环氧树脂组分与陶瓷颗粒的粘结强度稍低的问题，导致成型后不久的彩色抗滑结构层其表面会有少量的陶瓷颗粒出现脱落松散的现象。因此，有待进一步研究新型环氧材料，不断探索相关的新技术与新工艺，使抗滑表层材料更适用于高速公路预防性养护工程中。