公路环氧沥青混凝土技术应用

曾招坤

（宜春市公路事业发展中心上高分中心，江西 上高 336400）

0 引言

当前我国建设的高等级公路项目主要的结构形式就是沥青混凝土路面，这是经过长期验证之后的结果，该路面形式在运行中更加的稳定、舒适、安全，完全可以满足当前的道路交通需要。但是沥青混凝土路面在投入使用后，长期暴露在自然环境中，受到阳光、空气、水的不断侵蚀和作用，沥青组分内的材料演变为挥发性的材料，或者直接变质损坏，导致沥青路面老化问题比较严重，极易产生裂缝、松散等病害问题，危害行车安全。因此，在沥青混凝土路面的施工过程中，加强施工技术研发，落实质量管控措施极为重要。环氧沥青是近年来投入应用的沥青材料，因为加入了环氧树脂、固化剂以及其他助剂材料，使得其性能变得更加优越，环氧树脂与固化剂材料经过交联反应，形成热固性网络结构并均匀分布在沥青材料内，具备较高的稳定性、耐久性以及强度，各方面性能改善都比较明显，从而能延长沥青混凝土路面使用寿命[1]。

1 工程概况

某公路项目处于山区地带，总长度为1.12km，设计行驶速度为80km/h，为双向六车道，路基宽度为32m，最大纵坡为-3.82%。根据设计方案的要求，选择应用环氧沥青混凝土进行路面施工。

2 原材料

2.1 环氧沥青

该工程项目中应用的环氧沥青为FY 环氧沥青，采取双组分的设计形式，为A、B 两种组分。其中A为双酚A 环氧树脂材料，B 为沥青、固化剂等各种助剂材料。在环氧沥青材料的制作环节，温度的控制极为重要，就该项目而言，A 组分加热到60～80℃，B 组分加热到110～120℃，再将两种组分充分混合，并严格控制每种材料的加入比例，经过设备充分的搅拌混合后制作环氧沥青材料。同时，根据我国国家标准中的方法，进行环氧沥青材料的性能检测，验证其是否符合要求，具体如表1所示。

表1 环氧沥青参数

2.2 集料

该公路项目设计中，上面层结构选择应用石灰岩作为粗集料，具体技术参数如表2所示；细集料选择应用优质石灰岩材料，技术指标如表3所示。

表2 粗集料指标

表3 细集料指标

2.3 配合比设计

在沥青混合料的试验检测中，应用马歇尔设计方法进行检测，确定最佳的沥青混合料配合比参数，如表4所示；根据工程需要确定最佳的油石比，即OAC=6.7%。

表4 沥青混合料配合比设计

2.4 性能检验

2.4.1 力学性能

力学性能是环氧沥青材料的重要指标参数，所以在环氧沥青材料制作完成后，进行力学性能检测尤为重要。按照目前国家标准，对比分析SBS 改性沥青混合料与FY 环氧沥青混合料的性能，主要是从马歇尔稳定性与25℃的劈裂强度方面出发，具体检测结论如图1所示。

图1 沥青混合料力学性能检验结果

经过分析图1 的数据可以发现，FY 环氧沥青混合料的性能总体而言要高于SBS 改性沥青混合料。环氧沥青混合料的稳定性大约是SBS 改性沥青混合料的6 倍，劈裂强度是其2.6 倍左右。经过分析可以发现，导致这一现象的原因就是环氧树脂在固化反应后，内部会形成力学性能非常好的三维网状结构，并且该结构均匀地分布到沥青混合料内部，将沥青材料包裹在其中，所以具有较高的力学性能与黏结性，投入公路工程应用将表现出优越性能。

2.4.2 水稳定性能

为了能够准确地判定环氧沥青混合料的水稳定性能是否符合要求，技术人员应用浸水马歇尔试验以及冻融循环劈裂试验，对比确定FY 环氧沥青与SBS改性沥青的性能，具体如图2所示。由图2 的变化趋势发现，环氧沥青混合料的48h 残留稳定性与冻融劈裂强度都要比SBS 改性沥青混合料优越，水稳定性的提升也比较明显。

图2 沥青混合料水稳定性能检验结果

3 施工工艺

3.1 路面施工准备

环氧沥青混合料应用于公路工程中，其使用的设备要求比较高，且设备的数量比较多，比如撒布车、清扫车、吹风机、空压机等设备，每台设备都关系到施工项目的质量和性能，所以加强设备的管理和维护是极为重要的工作。由于环氧沥青混合料在应用时对于温度的要求比较高，所以组织专业技术人员进行材料温度的监控与检查；按照设计方案加强配合比的设计，使用称量设备控制各种材料的加入比例，达到配合比要求且性能合格才能投入工程中使用。撒布车采取智能化控制的方式，使温度处于全面监控管理之下，并且落实保温与加热处理措施，以保证混合料的性能不会受温度影响而产生变化。此外，通过应用精密计量设施准确计量各种加入材料，且经过充分混合，达到性能标准后，方可投入公路工程使用。智能化的沥青混合料撒布设备的优势在于智能化控制，只需输入各种技术参数后，系统便会自动进行控制，严格执行操作的标准和要求，消除人为因素的干扰与影响，还能提高作业的效率，从而保证公路路面的施工质量。总结以往的工程经验，并综合考虑该工程项目的施工需要，设定的技术参数如下：其一，现场有足够的材料储备，一般要存储8t 材料以满足连续施工的要求；其二，材料温度加热到180℃；其三，现场有完善的保温设施，保证材料投入使用前温度符合要求；其四，结合该次施工的工艺标准，撒布速度为5km/h，撒布宽度为4m，撒布量为0.3～1.5kg/m；其五，撒布量执行设计标准，偏差不大于±10%；其六，现场使用的喷嘴数量为21 个，间隔距离为20cm；其七，现场施工中，喷射的压力为0.8MPa。组织专业团队进行材料的供应和准备，保证连续性施工，缩短材料的补充时间，确保各项设备的运行正常[2]。

3.2 施工条件

一是路面结构强度以及性能应符合要求，满足国家标准和规范的要求。二是路面结构的表面应达到洁净、平整、干燥等要求，无任何露筋、浮浆等情况，如果有以上病害问题，则应立即组织人员对现场进行处理，并使用环氧沥青材料进行修复，以恢复路面性能。三是现场施工时，环境温度不能低于10℃，且没有降雨、大雾、大风等不良天气，施工单位应与气象部门保持联系，制定恶劣天气的处理措施，以免天气变化对施工产生不利影响[3]。

3.3 路面清洁

由施工单位进行现场清洁处理，保证没有任何杂物、浮尘，并将障碍物全部清理干净。清扫工作全部完成后，确保表面不会存在任何影响工程质量的杂质。由专人进行现场的交通管制，避免二次污染。

3.4 其他路面防护

对环氧沥青施工路面的连接部位进行防护性处理，并且连续2d 合理地控制施工路面，此外，还要在现场铺设塑料薄膜进行封闭性处理，以保证施工路面的性能和黏结效果。

3.5 环氧沥青材料准备

准备补给车辆，以保证能够为现场施工提供充足的施工材料，且在经过预热操作后及时将沥青混合料运输到作业现场。质检人员进行环氧沥青混合料温度、质量方面的检测，保证每一项指标符合工程的要求。在准备工作结束后，及时进行喷洒施工[4]。

3.6 环氧沥青喷洒

喷洒车进入施工现场之前进行车辆轮胎的清洁处理，主要是应用吹风机进行全面清理，保证不会有浮尘等杂质影响施工质量。喷洒工作开始前，质检人员快速检查施工现场，干燥度合格才能开展喷洒作业。对于喷洒现场施工的边缘地带，采取横平竖直的控制方式，两侧设置的挡板应符合工程的质量标准要求。对于公路路面的外侧垂直表面而言，喷洒时要同时进行。对于喷洒设备无法到达的部位，可采用人工方式补充喷洒处理，达到全面覆盖的效果。喷洒必须符合均匀性的要求。如果施工现场遇到降雨等天气条件，可通过自然风干的方式处理，在达到干燥度的标准后，再进行环氧沥青混合料的检查，并结合现场的需要调节喷洒量。

3.7 撒布碎石

为了避免在施工中出现车辆黏轮的问题，在喷洒结束并间隔一段时间之后，方可使用专用车辆进行碎石撒布施工，使用的碎石材料粒径以10mm 为宜，必须均匀、一致，并且撒布施工范围达到整个路面的60%～70%。在现场施工环节，碎石撒布必须满足均匀性标准，如果发现局部撒布质量不合格，及时组织人员进行补充撒布处理，以免影响工程的整体质量。

3.8 质量检查与验收

在上述各项施工全部完成后，及时组织质检人员进行现场质量检查，达到标准要求后再上报监理工程师复检，合格后出具验收报告，方可投入使用。

3.9 后续施工作业

根据我国国家标准以及交通领域的行业规范标准，环氧沥青混合料喷洒结束后，应保持4～7d 的连续施工，如果现场由于特殊条件的影响导致无法进行连续性施工，应在后续施工前进行喷洒处理。

4 施工注意事项

一是现场正式开展施工前，在工作面之外的部位进行撒布机运行检查，并在设备中加注足够的油料，确保设备动力充足，可以满足连续性施工的要求，避免发生施工中断的现象。二是现场施工侧向为自由边，环氧砂浆喷洒施工作业的宽度要适当增加5～10cm，从而达到全面覆盖的效果。三是喷洒工作开始前，对混合料进行预热处理，确保温度在110～120℃之间，达到要求才能投入工程使用。温度过高极易导致老化问题，影响路面的性能。四是现场管理人员必须严格执行设计方案和施工工艺，做好现场指挥管理工作，如果因为某些因素导致材料性能降低，则禁止投入使用。五是对于撒布设备无法撒布的位置，比如路缘石、落水口等位置，应组织人员进行手工补充撒布。六是撒布机在现场施工中如果出现打滑的情况，可以在轮迹带表面喷洒一层热拌料。上坡路段打滑，为了使得施工不中断，可以采取间歇卸料的方式，先将部分材料卸掉，再进行连续性卸料，反复循环处理，直到全部卸载完成。下坡路段打滑，为了预防撒布机下滑，应采用联结结构形式施工，将材料全部卸载，及时脱离困境。七是现场施工中，加强松铺系数的控制，以1.13 为宜，并根据需要间隔10m 测量松铺厚度，确保松铺系数符合工程的要求。八是环氧沥青材料每日撒布完成后，及时进行黏附沥青的清理工作。九是现场施工环节，车辆保持顺向通行，不能出现掉头、急刹车等情况。十是现场施工要防止发生漏水、漏油等问题，避免污染施工路面，必要时可在下部铺设一层彩条布，以保护路面结构[5]。

5 结语

我国的公路工程项目以沥青路面为主，而在现代科学技术发展之下，环氧沥青的使用范围不断地扩大，其性能比较优越，施工工艺比较简单，路面的耐久性比较好，虽然成本相对高于普通沥青混凝土材料，但是使用寿命长，且舒适度高，安全性好，对于提高公路工程运行效果具有积极的意义。