既有改性树脂薄层加铺工艺及质量控制研究

陈林聪，吴 迪，韩亚芳

（广东建科交通工程质量检测中心有限公司 广州510500）

1 概述

改性树脂薄层为广东建科交通工程质量检测中心有限公司自主研发的绿色养护新材料，以改性环氧树脂为胶粘剂、特制耐磨碎石为骨料组成的一种道路工程铺装材料，其具有厚度薄、抗滑性、与基面粘结强度高、防水、耐老化和耐久性好等优点［1～4］。目前广泛应用于公园绿道、城镇交通环形路段、高速公路出入口、匝道、弯道、隧道口等特殊路段进行路面升级抗滑改造［5～7］。目前树脂薄层材料在广东、湖南、广西等省的多条高速公路及城市道路上得到大面积的应用，累计铺装面积达到近15万m2。树脂薄层最早施工应用目前已满6年，一方面，随着使用年限的增加局部路段逐渐出现老化、剥落及磨损等问题；另一方面，随着使用部分路面面层污染严重，路面美观性警示性下降［8～10］。针对以上问题，本文旨在通过对加铺树脂薄层施工工艺及质量控制的研究，探讨路面的施工工艺，通过路面加铺抗滑树脂薄层提升路面应用性能、安全性能、延续产品生命周期和对路面进行美化升级改造，促进路面养护行业的发展。

2 主要材料性能

2.1 改性环氧树脂胶

本文所用的环氧树脂胶粘剂为广东建科交通工程质量检测中心有限公司自主研发的双组分胶粘剂，由A、B双组分组成，主要性能指标如表1所示。

表1 改性环氧树脂胶主要性能指标Tab.1 Main Performance Index of Modified Epoxy Resin Adhesive

2.2 耐磨骨料

通常高速公路重载交通路段改性树脂薄层所用的耐磨骨料单位粒径为（1.18～4.75 mm），其级配为粒径1.18～2.36 mm的含量为35%，粒径2.36～4.75 mm的含量为65%，且要求骨料干净、干燥、表面粗糙、无杂色，具体技术指标如表2所示。

表2 耐磨骨料主要性能指标Tab.2 Main Performance Indexes of Wear-resistant Aggregate

3 既有树脂薄层施工案例分析

广西某高速公路原面层为既有树脂薄层摊铺，目前已应用6年，对其路面进行检测与调查表明，面层骨料磨损较明显，抗滑性能下降，摩擦摆值（BPN）仅为50，构造深度为0.70 mm，拉拔结果显示为粘结强度为1.5 MPa，破坏形式为水泥混凝土破坏，结果表明胶结料未老化，仅为骨料磨损，项目跟踪测试如图1～图2所示。根据测试结果及经济成本分析，决定对既有树脂薄层加铺改性树脂薄层，提高路面的抗滑性能和应用性能。

图1 既有树脂薄层面层Fig.1 Existing Resin Thin Layer

图2 项目跟踪测试Fig.2 Project tracking Test

目前我司主要采用自动化多功能薄层摊铺车施工，施工工艺流程主要包含施工前准备、既有树脂薄层基面处理、摊铺车施工、养护、骨料清扫等步骤，具体施工内容如下：

3.1 施工前准备

施工前应对施工现场进行前期调研，确认现场是否满足施工条件可进行施工，同时针对施工难点或技术问题做好相应预案。

⑴对既有的树脂薄层面层现场情况跟踪调研，进行构造深度及表面破损等情况进行调研，如有剥落，记录剥落位置及情况，根据实际调研结果制定详细施工方案；

⑵对于既有的树脂薄层粘结强度进行拉拔测试，分析基面老化程度；若测试结果显示，树脂薄层已经发生老化，对于既有树脂薄层需要铣刨铲除，重新处理基面再进行铺装；

⑶对于环境温度气温低于10℃或下雨天或基面含水率超过8%时，应停止施工，待条件达标后再行施工。

3.2 基面处理

对既有树脂薄层面层采用强力吹风机吹扫方式进行清扫，无须使用抛丸及大型打磨机处理基面。针对面层存在油性污迹、淤泥堆积等污染情况，需用钢丝刷打磨机进行局部打磨处理，用高压水枪清洗局部，最后再用高压风将基面再吹扫2～3遍；对于存在的板缝或裂缝，首先清理干净，并用破损修补材料进行修复，对修补好的面层拉毛，使得与加铺的树脂薄层粘接效果更好。

3.3 配胶及铺胶

3.3.1 施工参数设定

对于高速公路、长直城镇道路等大面积区域施工，需采用摊铺车进行机械加铺覆盖面层，通过设定机械摊铺车的速率、胶水用量、骨料用量、胶水比例等进行加铺。

可采用工程摊铺车进行机械施工作业，提高作业效率。根据项目实际施工要求，系统设置10 m/min的行驶速度，调试骨料出料闸门大小，设定输出骨料量约6～8 kg/m2，胶水用量1.6～1.8 kg/m2。根据室外环境温度，设置储料罐的温度，对于冬季施工可进行储料罐加热原料，提高固化速率。最后，通过设定转速，对改性树脂薄层胶结料A、B组分进行计量称重，并确认比例是否准确；为保证施工区域整洁起终点均铺设彩条布，防止施工区域外受污染，多功能薄层摊铺车施工如图3所示。

图3 树脂薄层摊铺车机械摊铺Fig.3 Resin Thin Layer Paver Mechanical Paver

3.3.2 机械施工胶水混合质量分析

人工/机械胶液混合后性能对比如表3所示，通过对不同的胶水混合方式对比固化物的拉伸强度、断裂伸长率，结果显示人工混合胶液拉伸强度均在18 MPa以下，延伸率则仅为27.15%左右，而且方差明显更大；机械混合胶液拉伸强度达到20 MPa，延伸率则达到47.94%，与实验室抽真空除气泡后的理想结果相近，良好的柔韧性可以提高树脂薄层材料的耐久性［6］。可见，采用多功能摊铺车进行机械混合的胶液质量是要优于人工施工的。

表3 人工/机械胶液混合后性能对比Tab.3 Comparison of Properties after Artificial/mechanical Glue Mixing

3.4 养护及骨料回收

施工完毕待树脂胶结料固化后，在开放交通前对表面多余的石料进行回收，采用扫地机进行骨料清扫，清扫时间控制在开放交通前1～2 h进行，回收的石料经除尘处理后可继续使用。因环氧树脂薄层材料养护时间与温度有较大的关系，因此养护时间不得低于规定的相应温度下的养护时间（见表4）。

表4 改性树脂薄层在不同温度下所需养护时间Tab.4 Curing Time of modified Resin Thin Layer at Different Temperatures

3.5 路用性能评价

通过对既有树脂薄层路面加铺树脂薄层路面，既可以满足抗滑需要、又可满足道路美观、路用安全性能［2］。在施工结束后、应用1个月和3个月后分别进行路面抗滑检测，测试如图4所示。

图4 构造深度和摆值测试Fig.4 Construction Depth Test and Pendulum Test

加铺树脂薄层后摆式摩擦系数和构造深度随使用时间的变化如表5所示，由表5可知，随着使用时间的增加，摆式摩擦系数和构造深度均呈逐渐降低后平稳的趋势。开放交通早期（0～3个月）随着时间的延长，加铺抗滑面层未粘接牢固的骨料逐渐脱落，面层的抗滑性能明显下降，后期抗滑性能逐渐稳定，摩擦系数BPN稳定在87，构造深度稳定在1.12 mm，完全满足路用需要，加铺后的树脂薄层路面具有较好的行车安全性能［4］。

表5 摆式摩擦系数和构造深度Tab.5 Pendulum Friction Coefficient and Structural Depth

4 施工质量控制

⑴施工前对原材料改性树脂胶水进行抽样检测，每个批号样品至少抽1次，称取合适重量后测试固化后样品力学强度包括拉伸强度、延伸率、粘度、粘接强度，需满足表1中的技术指标。对于骨料进行抽样检测，每车抽样至少1次，测试压碎值、含水率、含泥量、粒径筛分等物理指标并需要满足表2中的技术指标，待以上原材料检测合格后方可开始施工［3］。

⑵施工过程中，对摊铺车混合后的改性树脂胶进行随机取样，制备成胶板测试包括拉伸强度、延伸率、粘度、粘接强度等项目，并需要满足表1中所述技术指标，确保摊铺车树脂胶水混合比例正常，施工质量稳定。

⑶施工后对施工质量进行验收，对面层抗滑性能进行摩擦系数BPN、构造深度测试，确保环氧树脂薄层长期使用性能满足抗滑需求。

5 结论

⑴通过对已应用6年的既有树脂面层现状分析，结果表明胶结料未老化，面层骨料磨损较明显，抗滑性能下降，需要通过加铺处理提升面层抗滑性能，满足正常行车需要。

⑵通过对施工工艺研究，采用多功能树脂薄层摊铺车进行加铺，经测试结果表明机械混合的胶液质量优于人工施工，进而提高路面耐久性。

⑶对加铺路段进行路用测试表明，摩擦系数BPN稳定在87，构造深度稳定在1.12 mm，完全满足路用需要，加铺后的树脂薄层路面具有较好的行车安全性能［9］。