环氧抗滑铺装（精选6篇）
环氧抗滑铺装 篇1
武汉市八一路延长线(卓刀泉北路至鲁磨路)工程包括光谷大桥、八一湖大桥和菱角湖大桥,其中光谷大桥为钢箱桥,其余两个为混凝土桥。光谷大桥采用钢桁拱桥桥型,是武汉第一次在湖面上架设结构轻盈的钢拱桥,主要考虑了东湖景区桥梁结构对轻盈、美观方面的要求,适应于东湖景区对环境与建筑物相互协调方面的需求。在上述三座桥梁中,其非机动车道和人行道均采用了彩色环氧抗滑薄层铺装,其设计方案为“钢板喷砂除锈或混凝土桥面抛丸处理+环氧涂层+表面撒布碎石+环氧涂层+表面撒布碎石”方案,两层环氧薄层总厚度约为7mm。
薄层环氧抗滑铺装材料是一种新型的道路材料,其厚度仅为5~10mm,由环氧树脂和单一粒径耐磨集料组合而成。其中,环氧树脂作为粘结剂,与集料、混凝土粘结性好,可对桥面起到很好的保护作用。由于采用单一粒径耐磨集料,铺装层表面粗糙,可起到很好的抗滑作用。薄层环氧抗滑铺装厚度很小,使得其成本与传统沥青和水泥混凝土铺装相比仍有一定的优势。此外,薄层环氧抗滑铺装的表面修复简单,可在原有环氧铺装层上再铺筑一薄层环氧抗滑材料即可,无需长时间养护,可在夜间施工,第二天即可开放交通。
环氧薄层铺装的主要破坏形式有开裂、脱层和磨损掉粒。开裂产生的原因主要有:一是铺装层与基层的热膨胀系数不同产生的温缩开裂,二是基层产生的反射裂缝。脱层主要由于层间连接不足造成的,其主要原因是表面处理不好,水泥浮浆未处理干净;底层未完全干透,水分在层间粘结处积累造成铺装层和底层的脱落,在轮胎作用和冻融作用下导致脱层。表面磨损掉粒多发生在轮迹带,主要是由于车轮和铺装层的过度摩擦引起的。此外,环氧胶拌和不均匀,初凝时间过快也易造成表面集料粘结不足而脱落。
环氧薄层铺装是一种新材料和工艺,目前在国内尚未形成统一的规范和标准。由于是薄层铺装材料,其层间粘结强度是重要的性能指标。环氧材料种类多,粘结性能差异大,难以建立统一的标准。该论文将结合环氧薄层铺装在武汉市八一路延长线(卓刀泉北路至鲁磨路)工程的实际应用,利用现场钻芯拉拔试验,检验其在正常施工条件下与混凝土桥面及钢桥面的层间粘结性能,为今后此类材料制定规范和验收标准提供参考依据。
1 原材料与施工工艺
该项目所用粘结剂为DH-IV环氧胶黏剂,由武汉兴正源路桥复合材料有限公司生产,是一种无溶剂、100%固含、低模量双组分复合材料粘结剂。环氧胶黏剂的固化时间对温度较敏感,固化温度宜在15~30℃之间。表1为DH-IV环氧胶黏剂主要性能试验结果。
环氧薄层铺装施工工艺与碎石封层相似,即采用环氧底涂+集料抛撒实现薄层施工。在涂抹第一层环氧胶前,须对钢桥面或混凝土桥面进行抛丸表面处理。在钢桥面铺装中,钢板抛丸除锈是最为关键的工艺之一,抛丸除锈处理是确保环氧底涂层与钢桥面良好粘结的根本保证,是钢桥面铺装中最重要的工艺,处理后钢桥面应清洁并具有一定的粗糙度。钢桥面抛丸除锈处理以表面清洁度达到Sa2.5级,粗糙度达到50~100μm为主要的施工监控标准。混凝土桥面亦采用表面抛丸处理,以彻底清除表面浮浆,为环氧胶粘结提供洁净、粗糙的界面。
当完成桥面处理后,应及时进行环氧底涂层施工,在环氧未初凝前须满撒布集料。当底涂层环氧固化后,对多余集料进行回收,再涂抹第二层环氧胶和撒布集料铺装第二层。施工时第一层环氧胶黏剂的用量为1.0L/m2,细集料用量为5.4kg/m2;第二层环氧胶黏剂的用量为2.0L/m2,细集料用量为7.6kg/m2。若局部平整度差的区域,应进行多层铺筑,以提高局部厚度。
2 试验结果与讨论
在环氧薄层铺装前,对桥面混凝土的拉拔强度进行了检测。拉拔前对混凝土进行了钻芯,钻芯深度约10mm,芯样直径为50mm。芯样表面用快速固化胶粘剂与拉拔仪拉头粘结。表2为桥面混凝土钻芯拉拔试验结果。表中数据显示混凝土拉拔强度在2.0~4.0 MPa之间,拉拔断裂强度均值为2.81 MPa,该结果与混凝土拉伸强度范围相一致。
表3为环氧薄层钻芯拉拔试验结果。除了一个试验结果为0.61 MPa外,其余试验结果均高于2.0 MPa,拉拔强度均值为2.38 MPa,与混凝土拉拔强度均值较接近。拉拔试验断面分析表明试验断面可发生在混凝土内部、混凝土-薄层铺装界面处以及二者的结合,如图1所示。断面情况分析表明界面破坏占主导地位,表明与混凝土强度、铺装层强度相比,界面粘结处于不利的地位,在使用过程中可能会发生层间脱皮现象。当然这完全取决于铺装层的受力状态,若实际受力大于粘结强度,破坏才有可能发生。由于实测得的粘结强度较大,预计发生破坏的可能性较小。此外,界面破坏占主导亦表明了桥面表面处理的重要性。可以预见的是,环氧铺装层的粘结强度应与混凝土的拉伸断裂强度在同一水平上。当强度过大时,环氧胶变硬和脆,与混凝土温缩变形协调性差,易产生温缩开裂。
表4为钢板-环氧材料室内拉拔试验结果,其分别考虑了钢板与纯环氧胶的粘结性能以及钢板-环氧铺装层(含集料)的粘结性能。试验结果表明在常温下钢板与纯环氧胶的拉拔强度可达到10MPa,当温度升高到60℃后,其粘结强度为1.50 MPa,表明温度对环氧材料的粘结强度会产生很大的影响。室内成型的钢板-环氧铺装层拉拔试验结果则表明其拉拔强度为4.65 MPa,远小于钢板与纯环氧胶的拉拔强度。
表5为钢桥面环氧薄层铺装钻芯拉拔试验结果。现场试验钢桥面温度为30~40℃。现场钻芯拉拔强度均值为3.65 MPa,与室内拉拔试验结果接近,但小于室内试验值,表明室内试验条件控制优于现场条件。现场拉拔试验发现断面主要发生在近界面粘结区,断面有环氧胶残留在钢板上。界面破坏占主导表明了环氧薄层在实际使用过程中易发生界面破坏,具体表现为层间脱皮,建议在使用期间加强监控,以便及时发现和修补,减少脱层破坏面积。
3 结语
环氧薄层抗滑铺装在武汉市八一路延长线(卓刀泉北路至鲁磨路)工程钢桥面和混凝土桥面进行了实体工程应用,现场实际应用效果良好。作为一种新材料与工艺,环氧薄层铺装材料的耐久性将是一直关注的问题。此外,应结合实体工程使用情况建立材料技术规范和相关验收标准。现场拉拔试验强度可作为重要的检测指标,但环氧薄层铺装的粘结强度应达到多少才是合适?是否应设定一个最小值才能确保?上述问题一直存在较大的争议。该项目的实测结果表明环氧薄层铺装材料与混凝土的粘结强度均值2.38MPa,与混凝土拉伸断裂强度相当。钢桥面环氧薄层铺装现场钻芯拉拔强度均值为3.65MPa,与混凝土铺装相比有显著提高,表明了粘结强度与基层材料有很大的关系。拉拔断面分析表明试验断面以近界面处破坏占主导,表明了其在实际使用过程中可发生界面破坏,具体表现为层间脱皮,应加强使用期间的监控。现场施工时须重视桥面表面处理工艺,以确保层间粘结强度。
参考文献
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环氧抗滑铺装 篇2
现阶段我国道路建设进入了快速增长时期。随着道路里程的不断增长,道路上的车流量快速的增加,对城市道路车辆行驶的安全也越来越受到重视。特别是为了提高针对城市道路长下坡、长隧道、急弯的城市道路特殊地段的交通安全性,设置了多种多样的安全设施,如强制减速带、震荡标线等。但这些设施在保证行车安全的同时,也带来了行车舒适度降低、噪声较大的弊病。为克服舒适度降低、噪声增大的不利因素,国内的相关科研单位研发出了薄层抗滑材料并已应用于已建道路的路面上。通过其优良的抗滑特性,既满足了交通行驶安全的目的,又因其结构层较薄、路面整体平整度高,而大幅提高了行车舒适性,道路噪声也明显降低。
2 材料特性
薄层抗滑铺装材料为采用由薄层防滑集料经专用防水高强度黏结剂黏合而成的结构(见图1)。
薄层抗滑层材料表面的耐磨防滑石料明显增大了路面与轮胎之间的摩擦阻力,具有显著的防滑性,并且其抗滑性可根据实际需要进行调整,表面纹理深度达到2mm以上。
薄层抗滑材料除了优良的防滑性及抗滑耐久性,还具有耐磨、耐腐蚀、阻燃、防尘降噪、路面颜色可调、施工简便等多种优良的特性。
在实际应用中,薄层抗滑材料的主要技术应符合表1要求。
3 应用范围及铺设方式研究
薄层抗滑材料可应用于城市道路易发生重大交通安全事故的长大下坡、急弯或视距不良、隧道进出口等特殊路段的抗滑路面铺装及路面警示标志。
3.1 特殊路段路面警示标志
在距离城市道路特殊路段前20m处应设置彩色立体警示标志。标志采用彩色薄层抗滑材料制作,大样如图2所示。
3.2 道路长下坡路段路面薄层抗滑材料铺设
1)长下坡路段界定
结合现行城市道路的纵坡要求并依据最大坡长限制规定值,在研究城市道路实际特点的基础上,得出了长下坡路界定表(见表2)。
从表2可知,长下坡路主要与道路设计速度及道路坡度相关。考虑当设计速度低于30km/h的道路基本为支路,由于车速低,交通量较小,坡长可不做界定。
2)长下坡路段铺设方式
长下坡路铺设方式见表3,铺设示意图见图3,铺设起点为下坡段变坡点,对坡道长度小于50m路段满铺。
以表3数据中最不利情况即设计速度80km/h、坡度大于6%时,铺设长度40m,间隔20m的情况为例进行研究。
正常情况车辆80km/h、坡度6%的刹车距离约80m,铺设薄层抗滑路面材料可大幅缩短刹车距离40%左右,故铺设防滑路面刹车距离约为48m。
确定铺设长度为40m,相当于沥青路面67m刹车效果,因沥青路面刹车距离为80m,则铺设40m薄层抗滑路面后还需13m沥青路面参与减速,同时考虑制动反应时间,定间隔距离为20m。其余类推。
交通规范规定车辆时速小于100km/h最小跟车距离应大于50m,100km/h跟车距离100m,80km/h跟车距离80m。实际调查统计情况为,车辆速度在70~80km/h跟车距离约60m,车速在40~60km/h跟车距离为50m。时速80km/h,按跟车距离60m,则以上方式能满足实际交通状况车辆制动需求。以上铺设方式的目的是:在满足实际跟车距离情况下,前车急刹车,后能紧急制动,避免追尾事故。
3.3 急弯路段路面薄层抗滑材料铺设
1)急弯路段界定
弯道路段圆曲线半径满足表4中圆曲线半径要求界定为急弯路段。
2)弯道路段铺设方式
铺设方式见表5所示,铺设示意图见图4。直道段铺设起点为距起弯点20~40m处。弯道段铺设起点为起弯点,弯道铺设范围为弯道总长度的2/3,弯道长度小于或等于30m路段满铺。
3.4 视距不良路段路面薄层抗滑材料铺设
1)视距不良路段界定
凡道路平面、纵断面的停车视距和会车视距过小,道路凸形竖曲线和立交桥下凹竖曲线影响行车视距,道路平曲线内侧的边坡、建筑物、树木妨碍视线,并危急行车安全的路段界定为视距不良路段。
2)视距不良路段铺设方式
在进入视距不良路段前铺设长度20~40m满铺段,视距不良区域内的铺设方式视具体情况确定。
3.5 隧道进出洞口路段路面薄层抗滑材料铺设
一般在隧道进出洞口路段,因亮度变化较大,视距较正常差,在该路段铺设路面薄层抗滑材料可在车辆行驶特殊情况极大的缩短车辆的制动停车距离,起到保证安全的目的。隧道进出洞口路段铺设方式为:应在其长度不小于3s的设计速度行程距离且不小于50m范围内设置满铺路面薄层抗滑材料。
4 施工工艺
抗滑薄层主要的施工工艺如下:
1)原路面病害整治,表面清洗干净。
2)将黏合剂倒于经处置后的路面上,并用锯齿形橡胶拖把将黏合剂均匀涂于施工面上。整个涂抹黏合剂的施工时间为5~15min,时间不宜过长,以免黏合剂固化失去施工活性。
3)将骨料均匀撒布于黏合剂上,直至全部覆盖黏合剂表面,骨料充分与黏合剂结合,保证骨料密实平整。
4)施工过程应连续进行,保证施工缝充分结合,避免干燥造成路面裂纹。
5)施工完成后应在自然条件下养护,待黏合剂凝固。
6)用吸尘器将多余的骨料清理干净。
5 质量控制和检验
薄层抗滑路面工程施工前应根据全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,对施工各工序的质量进行检查评定,达到规定的质量标准,确保施工质量的稳定性。施工前应对施工机械和设备进行调试、检查。正式开工前,各种原材料的试验结果及配合比设计结果,应在规定的期限内报批。对薄层抗滑路面外观质量应符合以下规定:表面应平整、密实,无泛油、松散和明显离析等现象;施工接缝应紧密、平顺、烫缝不枯焦;面层与路缘石、平石及其他构筑物衔接平顺,无积水现象。路面整体色彩应均匀一致。
工程完工后对抗滑层质量进行检验的主要项目是:路面的摩擦系数应不低于0.70;路面的构造深度大于1.5mm。条件允许时,还可进行行车安全检测,即在路面干燥及潮湿状态下检测在道路设计速度下的刹车距离。
6 结语
路面薄层抗滑材料是通过增加轮胎与路面摩擦力、增加路面的抗滑性能,从而达到改善路面行车安全的目的。实践运用表明,薄层抗滑材料具有抗滑性能高、防尘降噪、耐磨耐久、施工简便等优点。通过采用合理的铺设方式,运用于城市道路的长下坡、急弯、隧道出入口、视距不良等特殊地段后,可显著的提高道路的行车安全,减少交通事故的发生。为城市带来极大的经济效益和社会效益。
摘要：薄层抗滑铺装材料是在城市道路上使用的一种新材料,在道路路面的特殊路段铺设薄层抗滑材料,能极大地提高路面的抗滑性能,降低交通安全隐患。论文详细介绍了薄层抗滑材料的性能、在城市道路的应用范围及铺设方式、施工工艺、质量控制和检验等方面的内容。
关键词：薄层路面,抗滑,合理性
参考文献
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环氧抗滑铺装 篇3
关键词：环氧,薄层铺装,弯曲断裂
桥梁是交通运输的咽喉要道,其里程在公路总里程中所占比例很小,但其因维修养护给整个路网通行能力的影响是巨大的。桥面铺装材料由于其所在的特殊结构位置,其使用寿命远小于普通沥青路面。由于在桥梁处更易形成渠化交通,同时铺装层受力更为复杂,桥面铺装层比普通沥青路面更容易产生早期损坏,严重制约着其使用品质和寿命。频繁的养护、维修,甚至翻修不仅仅浪费了大量的财力、物力和人力,还造成了严重的交通拥堵。武汉白沙洲长江大桥十年24次大修就是典型例子。
桥梁在道路交通运输中的特殊角色要求其桥面铺装材料必须满足耐久性的要求。此外,维修养护成本及其方便性,因维修导致的交通拥堵所带来的社会成本也应引起重视。桥面铺装材料的选择依据更应建立在使用年限内的综合成本而非初期投资成本之上。因此在水泥混凝土桥面上大多采用改性沥青混凝土铺装。在钢桥面上,由于桥面板变形大,因此多采用浇注式SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土。此外,薄层环氧树脂混凝土也开展了一些室内试验研究。
国内外众多实体工程应用结果表明钢桥面铺装仍是世界难题。钢桥面铺装层的层间黏结破坏以及铺装层表面弯拉应变导致的疲劳开裂是重点考虑的问题。这要求钢桥面铺装材料必须与钢桥面板具有良好的黏结性能(特别是高温条件下),同时还须具有良好的柔性(特别是在低温条件下),以便能追随桥面板的大变形而不发生低温开裂和疲劳开裂。
薄层环氧抗滑铺装材料是一种新型的道路材料,其厚度仅为5～10 mm,由环氧树脂和单一粒径耐磨集料组合而成,其中环氧树脂与集料、混凝土、钢板等粘结性好,可对桥面起到很好的保护作用;单一粒径耐磨集料的使用使得铺装层表面粗糙,可起到很好的抗滑作用。采用改性环氧树脂制备的铺装材料低温柔性和疲劳性能可大大改善。铺装厚度很小,成本相对较低,同时减少桥梁负载。此外,薄层环氧抗滑铺装的表面修复工作简单易行,无需长时间养护,短期即可开放交通。
通过与环氧沥青混凝土、SMA沥青混凝土对比分析,研究不同温度(-10～60 ℃)下环氧铺装材料的断裂力学性能。采用小梁三点弯曲试验分析温度对上述3种材料弯曲强度、最大弯曲应变、弯曲劲度模量和断裂应变能密度的影响,为新材料的工程应用提供技术参考依据。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
试验所用环氧粘结剂为DH-IV环氧胶黏剂,由武汉兴正源路桥复合材料有限公司生产,是一种无溶剂、100%固含、低模量双组分复合材料粘结剂,所用抗磨集料为玄武岩细集料,粒径在2.36～4.75 mm之间。一般地,环氧薄层抗滑材料采用两层铺筑:第一层环氧胶黏剂的涂胶用量为1.0 L/m2,玄武岩细集料播洒用量为5.4 kg/m2;第二层环氧胶黏剂的用量为2.0 L/m2,玄武岩细集料用量为7.6 kg/m2。为了满足小梁三点弯曲试件的厚度要求,试验采用多层铺筑方式,即重复前述第二层的制备工艺,先制成面板后再切割成所需要的小梁试件。
SMA改性沥青混合料试验采用湖北国通道诚PG76-22改性沥青,其性能应能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中的技术要求,按美国SUPERPAVE沥青分级可达到PG76-22技术要求。老化前沥青针入度为53,软化点80 ℃,5 ℃延度为38 cm。沥青老化后针入度为36,弹性恢复为95%。试验所用粗集料为1#料(9.5～16 mm)、2#料(4.75～9.5 mm)和3#料(2.36～4.75 mm)三档碎石,其来源是江苏镇江茅迪机砸玄武岩碎石,石屑采用武穴鑫鑫伟业石料厂生产的0～2.36 mm碎石,矿粉采用鄂州四达物资有限公司生产的石灰岩矿粉。试验采用的SMA-13沥青混合料,其级配设计依据JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》中SMA-13级配中值进行。最佳油石比为5.8%,纤维掺量为0.2%,马歇尔击实试件的空隙率为3.8%。按最佳油石比设计的SMA-13沥青混合料的各项体积指标及路用性能指标满足相关技术要求。
所用环氧沥青由美国Chem Cosystem 公司生产,集料选用江苏镇江茅迪实业有限公司生产的玄武岩集料。合成级配在关键筛孔13.2 mm, 9.5 mm,4.75 mm,2.36 mm,0.6 mm和0.075 mm的通过率分别为100%,97.3%,74.2%,61.3%,35.8%和10.9%。环氧沥青混合料按马歇尔击实成型试件,油石比变化范围为6%～7%,双面各击实75次,成型后的试件在120 ℃烘箱内固化4 h后测定其体积参数。以2.2%为目标空隙率,综合其它性能确定最佳油石比为6.9%,聚酯纤维掺量为0.2%。
1.2 方法
该次试验采用JTJ 052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0715—1993沥青混合料弯曲试验方法来评价上述3种材料弯曲破坏的力学性质。试验采用标准小梁三点弯曲试验来进行,小梁尺寸为长250 mm×宽30 mm×高35 mm,跨径为200 mm。SMA沥青混合料和环氧沥青混合料均按轮碾法成型成一个长300 mm×宽300 mm×高50 mm的面板试样,再切制成试验所需的棱柱体小梁试件。环氧薄层铺装材料则按前述的多层铺筑方式制备面板试样后再切割。
该试验采用UTM-25伺服液压系统进行小梁三点弯曲试验,按位移控制模式加载,加载速率为50 mm/min。试件所受载荷由荷重传感器测量,试验垂直变形由压头位移进行计算。为了较全面了解不同材料弯曲破坏的力学性质,考虑了材料在实际服役时所受到的温度范围,试验温度共设计5个点,分别为-10 ℃,0℃ ,10 ℃, 25 ℃和60 ℃。采用平行试验,温度由UTM-25伺服液压系统保温箱进行控温,试验前小梁在设定温度条件下在保温箱保温达到4 h以上。由于荷载-跨中位移曲线在试验初始阶段出现明显的弧形位移变化,表明试验还未达到稳定状态,因此位移的实际原点将按试验规程要求进行修正。
通过小梁三点弯曲试验加载过程中所能承受的荷载最大值以及轴向位移,试件的弯拉强度、弯拉应变、弯曲劲度模量以及断裂应变能可按下式计算。
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式中,σB为试件破坏时的弯拉强度,MPa;εB为试件破坏时的弯拉应变;SB为试件破坏时的弯曲劲度模量,MPa;W为应变能密度,由应力-应变所围成的面积确定,106J/m3;PB为试件破坏时的最大荷载,N;dB为试件破坏时的跨中实际挠度,mm;L为小梁试件的跨度,取200 mm;b为小梁试件的宽度,mm;h为小梁试件的高度,mm。
2 结果与讨论
图1为环氧薄层铺装材料在不同温度下的弯拉应力-应变曲线。如图1所示,环氧薄层铺装材料在常温或高温时表现为延性破坏形式,即以大的应变的流值形式破坏。当随着温度下降到10 ℃附近时,环氧铺装材料的应力-应变曲线仍呈一定曲线性,表明材料发生了脆性-延性破坏。当温度低于0 ℃时,应力-应变曲线基本以线性方式发展直至破坏性,表明脆性破坏趋势较明显。
由于SMA沥青混凝土在高温时软化,60 ℃时的小梁三点弯曲试验因试验前的高温蠕变破坏而未能顺利进行。图2中SMA沥青混凝土在常温时是以大的应变的流值形式破坏,10 ℃时应力-应变曲线呈抛物线,而温度低于0 ℃应力-应变曲线的线性增强,脆性破坏趋势增大。
如图3所示,环氧沥青混凝土在不同温度下的破坏模式与SMA沥青混凝土相似。在常温或高温时表现为延性破坏,而在10 ℃附近时其应力-应变曲线仍呈曲线性,表明脆性-延性破坏起主导作用,低于10 ℃后应力-应变曲线明显呈线性变化,脆性破坏趋势逐渐增强。
图2为上述弯曲强度模型对3种材料试验结果的拟合效果,表1列出了弯曲强度模型参数拟合结果。必须说明的是,图中图标如方框,棱形和三角形为试验数据,而虚线为模型对试验数据的拟合结果。由图2所示,模型拟合虚线与试验数据很好的重合在一起。表1所列的回归相关系数表明所给的弯曲强度模型很好的拟合所得试验数据,相关系数均大于0.90,模拟值与试验值的绝对误差最大的为7.0%,最小仅为0.7%。
表1为不同材料在不同温度下的小梁三点弯曲试验结果平均值汇总。3种材料的弯曲强度大小顺序为:环氧沥青混凝土、环氧铺装材料和SMA沥青混凝土。SMA沥青混凝土的弯曲强度对温度最为敏感,温度从0 ℃上升到25 ℃时弯曲强度下降最显著,环氧沥青混凝土和环氧铺装材料的强度随温度的变化规律基本相同。在高温60 ℃时,与SMA沥青混凝土相比,环氧沥青混凝土和环氧铺装材料仍具与足够高的强度,可表现出比SMA沥青混合料更好的高温稳定性。
不同温度下环氧铺装材料、环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土弯曲劲度模量对比分析表明环氧沥青混凝土的弯曲劲度模量最大,环氧铺装材料的弯曲劲度模量次之,而SMA沥青混凝土的弯曲劲度模量最小。与强度相似,在这3种材料中,SMA沥青混凝土的弯曲劲度模量对温度最为敏感,温度从0 ℃上升到25 ℃时弯曲劲度模量下降趋势大于环氧沥青混凝土和环氧铺装材料的弯曲劲度模量随温度的变化趋势。上述分析结果表明环氧铺装材料的劲度模量介于环氧沥青混凝土与SMA沥青混凝土之间,可适用于道路铺装层。
不同温度下3种材料的最大弯曲应变对比分析表明环氧铺装材料的最大弯曲应变最大,而SMA沥青混凝土的最大弯曲应变最小,环氧沥青混凝土的最大弯曲应变介于上述两者之间。至于-10 ℃低温弯曲应变大小为:环氧铺装材料4 219 μm/m,环氧沥青混凝土2 543 μm/m 和SMA沥青混凝土3 202 μm/m。由于-10 ℃低温弯曲应变大小反映了材料抗温缩开裂和应变控制模式下的疲劳性能,因此可知环氧铺装材料抗温缩开裂和疲劳性能优于环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土。
3种材料的断裂应变能密度随温度的变化规律略为复杂,其并非单调增加或减小。温度-断裂应变能密度变化规律中呈现出一个峰值,每种材料峰值对应的温度并不相同,如SMA沥青混凝土的峰值在10 ℃,而环氧沥青混凝土和环氧铺装材料的峰值在较高的温度,如20 ℃。由于断裂应变能密度的大小与材料抗裂纹扩展的性能相关,表明环氧铺装材料和环氧沥青混凝土在常温至高温区的抗裂纹扩展能力优于SMA沥青混凝土。SMA沥青混凝土在10 ℃附近的抗裂纹扩展能力最佳。与环氧沥青混凝土相比,环氧铺装材料在各温度范围内均优于环氧铺装材料。在-10 ℃时,环氧铺装材料、环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土断裂应变能密度分别为5.01×104 J/m3,4.12×104 J/m3和4.00×104 J/m3,表明环氧铺装材料低温抗裂性优于其它两种材料。
3 结 论
a.试验结果表明环氧铺装材料的各项力学性能呈温度依赖性。与环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土相比,环氧铺装材料的温度敏感性与环氧沥青较为相似,但小于SMA沥青混凝土的温度敏感性。
b.环氧铺装材料、环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土在不同温度下的破坏模式相类似。在常温和高温段呈延性破坏,在10 ℃附近则呈延性-脆性破坏,而低于0 ℃后脆性破坏趋势逐渐增强。
c.不同温度下,环氧铺装材料、环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土3种材料的弯曲强度从大到小顺序为:环氧沥青混凝土、环氧铺装材料和SMA沥青混凝土。在高温60 ℃时,环氧沥青混凝土和环氧铺装材料仍具与足够高的强度,表现出比SMA沥青混合料更好的高温性能。
d.在不同的温度下,环氧铺装材料的劲度模量介于环氧沥青混凝土与SMA沥青混凝土之间,表明其适用于道路铺装材料。
e.在不同的温度下,环氧铺装材料的最大弯曲应变均大于SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土。-10 ℃低温弯曲应变大于4 000 μm/m,表明环氧铺装材料抗温缩开裂性能良好。
f.环氧铺装材料和环氧沥青混凝土均在常温区出现断裂应变能密度的峰值,SMA沥青混凝土出现峰值对应的温度为10 ℃。在低温-10 ℃时,环氧铺装材料的断裂应变能密度均大于环氧沥青混凝土和SMA沥青混凝土,表现出较好的抗裂纹扩展性能。
参考文献
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环氧抗滑铺装 篇4
环氧树脂薄层铺装系统有两种铺装方法:砂浆法 (Slurry) 和撒播法 (Broom and Seed) 。砂浆法是将单粒径骨料和环氧树脂粘结剂现场混合后进行铺装, 待其固化后再在表面涂一层环氧粘结剂并喷洒骨料形成防滑层。撒播法是在经处理的桥面涂上环氧粘结剂, 然后撒播骨料的铺装方法, 一般为多层铺装。砂浆法内部的孔隙更少, 而撒播法可以根据需要改变铺装层数以得到不同的铺装厚度。
环氧树脂胶粘结剂主要由A、B两组分构成, 其中A组分为环氧树脂, B组分为固化剂, 两组分混合后发生固化反应, 所以一般为现场搅拌, 搅拌后立即铺装。早期的环氧薄层硬而脆, 经过多年的不断改进, 环氧树脂的性能有了极大的提高。同时, 表面处理技术的日益成熟, 铺装机械的改进和开发促进了环氧薄层铺装的进步。
环氧粘结剂可根据不同用途调节其性能, 例如用于水泥混凝土结构的桥面铺装可采用弹性模量大、热膨胀系数更接近水泥的环氧粘结剂。用于钢桥面铺装的环氧可根据钢桥面的具体结构和交通荷载下的变形来设计环氧的性能, 做到材料与结构变形相互匹配。
环氧树脂薄层铺装的突出优点为:1) 厚度薄, 一般小于15 mm, 可以有效减轻桥身的静态荷载;2) 表面构造深度大, 摩擦数值高, 新铺装的桥面动态摩擦数值平均值一般大于70;3) 固化时间短, 不影响交通, 铺装完成后3h即可开放交通, 一般夜间施工, 白天即可开放交通;4) 粘结强度高, 与水泥混凝土和钢桥面常温粘结强度高达20 MPa以上;5) 不透水且耐化学腐蚀, 可有效防止水泥混凝土和钢桥面因水分侵入而产生锈蚀;6) 良好的高低温性能, 低温下的应变大, 可有效抵抗低温开裂, 高温稳定性好, 无车辙和推移破坏;7) 耐久性好, 国外长期跟踪调查证明薄层环氧铺装材料具有优良的耐久性;8) 修复简单, 对于出现破坏的区域可进行表面处理后直接进行加铺, 操作简单易行;9) 美观实用, 通过改变骨料的颜色可改变铺装材料的颜色, 尤其用于市政工程可美化市容并能减轻驾驶疲劳。
1 国内外的研究应用现状
1.1 国内研究现状
目前通过文献检索能查到与薄层环氧铺装材料相关的文献资料很少, 而关于环氧沥青铺装材料的文献资料则相当多, 这表明了目前国内对环氧薄层铺装材料还未引起足够的重视, 缺乏对这种新型材料的了解和认识。
长沙理工大学对环氧树脂混凝土用于钢桥面的使用性能进行了较多的室内分析研究[1,2]。首先对环氧树脂的成分进行了优化设计, 采用级配为SAC粗集料断级配沥青混凝土AM-10型, 通过马歇尔试验确定最佳胶石比。采用三点弯曲试验和四点弯曲疲劳试验分别测试了其最大弯拉应变和不同应力水平下的疲劳次数, 并建立疲劳方程。研究认为环氧树脂混凝土用于钢桥面铺装不会产生疲劳破坏, 薄层环氧混凝土具备用作钢桥面铺装材料的可能性, 但由于其柔性比沥青混凝土较差, 其能否适应钢桥面复杂的变形特性有待验证。
武汉理工大学对薄层环氧铺装材料进行了较为深入的试验研究[3,4,5]。室内小型试件加速加载模拟试验结果表明由环氧胶黏剂与玄武岩细集料组成的防滑面层材料具有优异的抗磨耗、松散与集料脱落以及层间粘结性能, 可用于实体工程。所制备的环氧铺装材料低温柔韧性好, 在-10℃时其弯拉断裂应变大于4 000μm/m。当加载的疲劳应变大于1 000μm/m时, 仍表现出很好的低温抗疲劳性能。铺装材料温缩系数为5.88×10-5/℃, 其值比一般水泥混凝土 (温缩系数为0.9~1×10-5/℃) 和沥青混凝土 (2~5×10-5/℃) 的温缩系数大, 因此宜进行混凝土板表面浮浆清除和糙面处理, 以有效地增加界面粘结强度, 抵抗低温收缩应力, 避免出现层间粘结不足而产生的脱层问题。为了验证薄层环氧铺装材料在实体工程中应用的可行性, 分别在武汉市人行天桥、城市立交桥匝道和钢桥面进行了试验段的铺筑, 以充分检验材料的耐候性、耐磨耗性和与钢桥面的变形协调性等。
1.2 国外研究现状
国外对于薄层环氧铺装材料的研究较多, 主要集中在北美地区, 尤其是美国, 其应用较为广泛。早期主要应用于水泥混凝土桥面的修复, 而后由于其良好的铺装性能被用于钢桥面的铺装。
Michael M.Sprinkel (1989年) 对环氧薄层铺装进行了大量研究, 1981年~1987年6年时间里对多种粘结剂和骨料薄层铺装的跟踪调查表明:大多数薄层铺装桥面经过6年的使用后仍具有良好的粘结性能和抗滑性能[6]。
Michael M.Sprinkel (1993年) 在其论文中详细介绍了环氧树脂、甲基丙烯酸树脂和聚酯苯乙烯作为粘结剂的薄层铺装材料, 包括铺装方法和服役性能, 文中对于其经济性、政府政策支持和市场规模也做了详细论述。作者认为薄层铺装材料具有15~20年的服役寿命, 并能长期阻止盐分侵蚀并保持良好的抗滑性能, 作为水泥混凝土桥面的修复材料经济合理而且不影响交通[7]。
Shree Nabar和Peter Mendis (1997年) 对于水泥桥面修复用环氧薄层铺装材料进行了10年的调查研究, 文章指出:柔性环氧树脂用于水泥桥面的修复具有良好的力学和热学性能, 并具有良好的抗滑性能, 施工时的质量控制和表面处理是影响环氧薄层铺装性能的关键因素[8]。
德州大学奥斯丁分校Fowler (1997年) 在其论文中介绍了聚合物混凝土的应用情况, 文章指出环氧薄层具有质轻、厚度薄、完全不透水、抗滑、耐久性好等特点, 广泛用于桥面和停车场地坪的防水以及修复。最小厚度为9.5mm的环氧薄层重量为2kg/m2, 环氧粘结剂的拉伸伸长可达40%~80%。两层铺装时的造价为$65/m2[9]。
密苏里大学在1992年~1998年间对白杨街大桥 (Poplar Street Bridge) 的环氧薄层铺装材料进行了深入的研究, 研究主要分为实地考察、实验室性能评价和数值分析3个部分。最后认为纵向裂纹主要是由于低温下的交通荷载造成的疲劳开裂, 而横向裂纹主要是由于铺装材料和钢桥面的热膨胀系数不同产生的[10]。
Michael M.Sprinkel在2001年进行的聚合物混凝土国际会议上发表的论文中介绍了加利福利亚州、密歇根州、俄亥俄州、弗吉尼亚州和华盛顿州的多种聚合物铺装层的实地调查情况。实地调查的桥面从6~19年不等, 其中使用年限最长的为密歇根44号公路上的Grand River大桥, 到2000年调查时已服役24年。多层环氧铺装粘结强度没有多大变化, 铺装层氯离子渗透率很小, 可保证在25年的使用时间内使桥面免受氯离子侵蚀[11]。
美国公路合作研究组织 (NCHRP) 对于桥面铺装、罩面和桥面养护方法的选择进行了深入细致的调研, 并于2009年公布了其研究报告。NCHRP的报告主要来源于对全美和加拿大各交通部的问卷调查、文献查询和工程案例分析。调查表明:对于水泥混凝土桥面, 大多数选择聚合物混凝土铺装, 而对于钢桥面, 大多数选择沥青混凝土铺装, 其次是聚合物混凝土[12]。
2 主要破坏形式与原因分析
环氧薄层铺装在国外已有多年应用, 根据国外的调查结果, 环氧薄层铺装的主要破坏形式有:开裂、脱层和磨损掉粒。
1) 开裂:开裂是薄层环氧最主要的破坏形式之一。对于水泥混凝土桥面, 开裂主要发生在伸缩缝附近, 板梁桥在面板接缝处。水泥混凝土桥面环氧铺装层产生开裂的可能原因主要有两个:一是铺装层和水泥混凝土的热膨胀系数不同产生的温缩开裂, 二是水泥混凝土基层产生的反射裂缝。对于钢桥面, 开裂是其最主要的破坏形式, 主要发生在U形加劲肋的上方和横向隔板的上方。研究认为:纵向裂缝主要是低温下的疲劳开裂, 而横向开裂主要是温缩裂缝[10]。
2) 脱层:主要发生在水泥混凝土桥面, 由于层间连接不足造成的。可能原因有: (1) 表面处理不好, 水泥浮浆未处理干净; (2) 底层未完全干透, 水分在层间粘结处积累造成铺装层和底层的脱落, 在车载作用和冻融作用下导致脱层。
3) 磨损掉粒:多发生在轮迹带, 主要是由于车轮和铺装层的过度摩擦引起的。增大铺装层厚度可一定程度上延长铺装层的服役寿命。研究表明:环氧薄层的服役寿命大约为10年, 为保持其良好的抗滑性能建议在使用5~10年后进行一次加铺, 具体加铺年限视情况而定, 当表层骨料基本脱落之前应及时加铺以确保其抗滑性能。
薄层环氧铺装在国内主要用于彩色沥青路面以及人行天桥的铺装, 极少用于水泥混凝土的桥面修复和钢桥面的铺装。相反, 在国外, 特别是北美地区, 薄层环氧铺装应用较多, 例如Bronx Whitestone Bridge (布朗克斯白石大桥) 、Poplar Street Bridge (白杨街大桥) 、罗伯特·肯尼迪大桥、Angus MacDonald Bridge (麦克唐纳大桥) 等。国外众多工程应用实例表明薄层环氧铺装可成功应用于混凝土桥面和钢桥面铺装。
3 结论与建议
国外已有的实体工程应用表明薄层环氧铺装能成功地应用于水泥混凝土桥面铺装, 其在钢桥面上的应用研究也已经开展。根据所查到的文献资料, 可得到下列结论与建议:
a.国外的大量工程应用表明薄层环氧铺装层已成功应用于水泥混凝土桥面, 平均使用寿命不低于10年, 早期一些工程应用25年后仍保持良好使用性能。
b.薄层环氧铺装材料在大型钢桥面上的应用表明在使用5~7年后局部开始出现裂缝, 其主要与材料的低温柔韧性、抗疲劳性能以及钢桥面的承载力有关。
c.国外的大量工程实例应用表明环氧薄层铺装材料的主要破坏形式有:开裂、脱层和磨损掉粒。
d.水泥混凝土桥面环氧铺装层的开裂主要发生在接缝处, 通过对接缝的特殊处理可有效避免开裂的发生。
e.钢桥面与环氧铺装层粘结性能良好, 实际工程应用中没有出现因层间粘结不足而导致的大面积层间滑移或脱落现象, 局部脱落的原因可归结于基础表面处理不足。
f.钢桥面环氧铺装层的开裂主要发生在U形加劲肋的上方和横向隔板的上方, 纵向裂缝主要是低温下的疲劳开裂, 少数横向开裂主要是温缩裂缝, 上述问题可通过材料的性能改进加以解决。
g.轮迹带的磨损掉粒一般发生在5~7年后, 因此有必要进行局部修复, 以恢复抗滑性能。
参考文献
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环氧抗滑铺装 篇5
关键词：防水粘结层,环氧下封层,剪切试验,抗剪强度,抗热冲击试验
美国从20世纪60年代开始认识到桥面发生腐蚀破坏的严重性。1979年，美国国会报告指出:研究和合理设置防水层的主要目的是保证和提高桥梁的耐久性，防水层可有效防止因冰冻造成的桥面混凝土破坏和主梁钢筋的锈蚀，设置防水层的费用和效益比为1∶2.75，显然经济效益十分显著。我国从20世纪80年代开始逐渐认识到桥面锈蚀的危害性，开始意识到桥面防水的重要性。根据对桥面防水材料使用条件的分析，认为其不仅要具有不透水性、耐高温、低温性、耐腐蚀性、耐老化性，还要与桥面铺装层具有良好粘结力，更重要的是能抵抗汽车水平荷载和垂直应力的综合作用，具有良好的抗剪性能，具有抵抗桥面裂缝的张拉作用和疲劳影响等作用。环氧下封层属于热固性柔性防水材料，它由一定比例的环氧树脂与固化剂混合后发生复杂物理化学反应而得到。本文对环氧下封层材料的使用性能进行试验研究，得出环氧下封层的合理结构形式。
1 试验方法
1.1 试验方案
通过如下试验对防水粘结层的力学性能进行评价:1)压剪试验，为检验防水粘结层抵抗行车荷载水平力作用下产生在防水粘结层位置处的剪切应力的能力，采用压剪试验来评价防水粘结层的抗剪能力;2)拉拔试验，桥面板与沥青混凝土铺装层的粘结强度对铺装体的抗疲劳特性有很大影响，为了检验上下两层间的粘结强度及对面层整体结构强度的影响，采用拉拔试验确定防水粘结层与桥面板和沥青混凝土铺装层之间的粘结力状况。
1.2 试件的成型
采用表1结构成型试件，此结构为常用的桥面铺装结构，可以反映防水粘结层的实际工作状况，模拟现场实际的施工环境和施工过程。
1.3 环氧下封层层数和材料用量
环氧下封层的层数采用单层及双层两种方案。单层分别撒布1.18 mm～2.36 mm及2.36 mm～4.75 mm两种类型的碎石;双层中底层分别撒布0.3 mm～0.6 mm,1.18 mm～2.36 mm,2.36 mm～4.75 mm三种类型的碎石，上层撒布的碎石粒径分别为1.18 mm～2.36 mm,2.36 mm～4.75 mm,4.75 mm～9.5 mm。
环氧下封层的材料用量是在参考JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范的基础上，根据实际撒布效果而确定的，各方案具体用量见表2。
2 剪切试验结果及分析
对于各方案，采用(25±2)℃的温度进行剪切试验，模拟常温条件下防水粘结层的抗剪强度。试验时，每组准备3个平行试件。各方案剪切试验结果见表3，剪切试验试件破坏界面图见图1。
从表3及图1可以看出:
1)从压剪试验结果来看，撒布同等粒径的碎石，双层环氧下封层的剪切强度要大于单层环氧下封层。分析其原因，单层环氧下封层碎石之间的间隙要大于双层环氧，双层环氧由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，由此提高了环氧下封层的抗剪能力。因此双层环氧具有更好的使用保证性。2)不同粒径的环氧下封层，撒布大粒径碎石的抗剪强度要大于撒布小粒径碎石的，且提高程度较为明显。由于撒布大粒径碎石能够有效的提高试件的抗剪面的接触面积，从而提高环氧下封层的抗剪强度。
3 拉拔试验结果及分析
除了进行压剪试验，还进行拉拔试验，以便较为全面地评价防水粘结层的层间粘结效果。拉拔试验采用与剪切试验相同的试件，试验在常温(25±2)℃下进行，试验结果见表4，拉拔试验试件破坏界面图见图2。
从表4及图2可以看出:
1)从拉拔试验结果来看，不同粒径的环氧下封层，撒布小粒径碎石的粘结强度要大于撒布大粒径碎石的。分析其原因，撒布大粒径碎石后降低了环氧树脂的接触面积，因而降低了整体的粘结强度。2)同等粒径，双层环氧下封层结构的粘结强度要大于单层环氧下封层，双层环氧由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，与沥青混凝土的联接面积增大，由此提高了环氧下封层的粘结强度。
4 抗热冲击试验
通过观察环氧下封层防水材料在热冲击作用下材料是否出现翘曲、开裂等变形，检验环氧下封层材料是否具备抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能，在摊铺碾压的时段内是否可抵抗短期温度破坏。
4.1 试验方法
1)将导热油在锅中加热，加热温度至250℃左右(模拟浇筑式沥青混凝土摊铺的冲击温度)。2)将准备好的试件，放入准备好的托盘中，注意清除在试件和托盘上的水分，否则容易引起水的迅速沸腾。3)将加热好的导热油倾倒在试件表面，观察试件变化情况。其过程见图3，试验后环氧下封层的情况见图4。
4.2 试验结果分析
通过观察抗热冲击试验中环氧下封层试件的变化情况可以发现:试件在250℃导热油冲击作用下，表面没有明显的变化，没有出现环氧下封层材料的翘曲和开裂，并且经过热冲击30 min后试件依然没有明显的变化，由此可以判定环氧下封层材料完全具备抵御250℃热冲击的性能，可以抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能，在摊铺碾压的时段内可抵抗短期高温的破坏。
5 结语
1)双层环氧下封层由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，减小了环氧下封层碎石之间的间隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，所以双层环氧下封层结构的抗剪强度和粘结强度要大于单层环氧下封层结构。2)撒布小粒径碎石的环氧面比较光滑，环氧下封层与沥青混凝土铺装层联接面积大，所以撒布小粒径碎石的环氧下封层粘结强度要大于撒布大粒径碎石的环氧下封层。3)撒布大粒径碎石的环氧下封层能够有效的提高试件抗剪面的接触深度，可有效提高抗压剪强度。所以，不同粒径的环氧下封层，撒布大粒径碎石试件的抗压剪强度要大于撒布小粒径碎石的试件，撒布小粒径碎石的环氧下封层具有更好的使用保证性。4)试验结果表明双层环氧树脂较单层环氧树脂具有更大的抗剪强度和粘结强度，撒布碎石的最佳粒径为，底层0.3 mm～0.6 mm，上层1.18 mm～2.36 mm。5)环氧下封层材料完全具备抵御250℃热冲击的性能，在热沥青混凝土的施工过程中环氧下封层材料能够保证材料的完整性。
参考文献
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环氧抗滑铺装 篇6
1 环氧沥青的固化反应
环氧沥青是一种热固性材料，其中，A组分是一种环氧树脂，B组分是顺酐改性的沥青类物质加上酸酐型高温类的固化剂。沥青顺酐化后，沥青分子上引入具有与环氧树脂能够进行交联反应的功能基团，保证沥青能够参与和环氧树脂的固化反应，形成三维立体互穿网络结构聚合物。此外，酸酐型固化剂与环氧树脂之间也能发生化学反应形成空间交联网络，因此可以从根本上改变普通沥青的热塑性，同时显著提高了材料的粘附力、拉伸强度、断裂延伸率和低温性能。而常用于沥青改性的SBS材料为线性大分子结构，两者之间存在显著性差异。
2 材料与试验方法
2.1 材料
2.1.1 沥青
环氧沥青为两组分，其中A组分为环氧树脂，B组分为基质沥青，其性能指标见表1。选择SBS改性沥青材料性能指标见表2。
2.1.2 集料
集料中10 mm～16 mm(1号料)、4.75 mm～10 mm(2号料)、2.36 mm～4.75 mm(3号料)为玄武岩，2.36 mm(4号料)以下为石灰岩。矿粉为石英岩矿粉。试验中玄武岩粗集料基本性质见表3，矿粉的基本性质如表4所示。
2.1.3 级配
沥青混凝土铺装层所用矿料级配是在传统规范级配的基础上，借鉴SMA和Superpave混合料设计的优点，并结合所用集料基本性质，桥面铺装不同层位的功能要求以及整个铺装层的防水效能，增加了矿料间的骨架性和密实性而设计。其目的是获得最适当的沥青用量而且具有较大的强度和密实性，来改善铺装层的荷载应力，并具有良好的耐久性和施工性能，方便铺筑。矿料级配既满足了交通部沥青路面施工技术规范所要求的级配范围，又满足了Superpave设计方法级配控制点、限制区等要求。
2.2 试验
将加热的环氧沥青与经烘箱预热的集料加入拌和机在120℃下拌合50 s，拌合后的混合料放入模具中正反击实75次，成型环氧沥青马歇尔试件EC-13;AC-13同样在120℃下成型马歇尔试件;而SMA-13在175℃下成型，且在拌合期间加入了3‰的纤维。对以上成型的马歇尔试件分别按照JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程，进行马歇尔稳定度试验(T 0709-2000)，分别在15℃和25℃进行沥青混合料劈裂试验(T 0716-1993)。
车辙板试件成型采用轮碾成型，车辙板长300 mm，宽300 mm，厚50 mm，在60℃中养生4 h，按照JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程，模拟10 t的车辆分别对SMA-13,AC-13,EC-13环氧沥青混合料进行1 h的车辙试验(T 0719-1993)。将轮碾成型的板块状试件(环氧沥青混合料的车辙板试件需要在120℃条件下固化4 h)切割制作棱柱体试件，尺寸为250 mm×30 mm×35 mm。试验温度15℃和-10℃，加载速率50 mm/min，做小梁弯曲试验(T 0715-1993)。
3 结果与分析
3.1 最佳油石比
本研究选用5种油石比进行马歇尔试验，从而确定三种沥青混凝土各自的最佳油石比。通过马歇尔测定的稳定度与流值，计算孔隙率(VV)、矿料间隙率(VMA)、沥青饱和度(VFA)。实验结果如表5所示。
由表5数据可以绘制相对毛体积密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率及稳定度与油石比关系曲线图，确定沥青用量初始值1(OAC1)、确定沥青用量初始值2(OAC2)、综合确定最佳沥青用量OAC。经过计算发现，AC-13改性沥青混合料的最佳油石比确定为4.3%,SMA-13沥青玛脂混合料的最佳沥青用量为6.2%,EC-13环氧沥青混合料的最佳油石比确定为6.2%。
3.2 水稳定性
分别将AC-13,SMA-13,EC-13三种混合料浸泡水中30 min,48 h,96 h，进行浸水马歇尔试验，从而计算残留稳定度。计算结果见表6。
由表6得知，SMA-13沥青玛脂混合料的残留稳定度基本上保持在98%以上，AC-13改性沥青混合料残留稳定度为75%左右，而且SMA-13和AC-13浸水时间从48 h增长到96 h稳定度损失较小。EC-13环氧沥青混合料浸水马歇尔试验却表现出与SMA-13和AC-13相反的特征，即浸水稳定度随着泡水时间的增长而增高，随着浸水时间的增长，稳定度还有所上升，表明环氧沥青混合料的水稳性很好。
3.3 车辙
车辙试验能较好地反映车辙的形成过程，得到世界各国的广泛认可与采用，本研究采用在60℃下车辙试验来评价三种混合料的高温抗车辙能力。结果如表7所示。
从表7结果可以看出，SMA-13和AC-13具有相同数量级的动稳定，其中SMA的数值略高于AC，但是环氧沥青混合料EC-13的动稳定是SMA-13和AC-13的近10倍，说明环氧沥青混合料具有较SMA-13和AC-13更高抗车辙能力。
3.4 劈裂
在15℃和25℃下，劈裂试验的强度、拉伸应变见表8。
由表8可知，无论是15℃和25℃，环氧沥青混合料EC-13均具有较SMA-13和AC-13高的劈裂强度，其数值为后者的近两倍，同时具有与SMA-13和AC-13相近的破坏应变。
当温度从15℃升高至25℃时，则AC-13改性沥青混合料的劈裂强度降低约23.9%,SMA-13沥青玛脂混合料的劈裂强度降低约23.4%,EC-13环氧沥青混合料的劈裂强度降低约8.4%。显然，环氧沥青强度较高且受温度影响很小。
3.5 弯曲
用低温弯曲试验来评价沥青混合料的低温性能，试验温度15℃和-10℃进行试验，实验结果如表9所示。
由表9可知，15℃条件下，EC-13环氧沥青混合料的抗弯拉强度大于SMA-13和AC-13，数值约为后二者5倍，而应变约为后二者20%;-10℃条件下，环氧沥青混合料的抗弯强度仍较SMA-13和AC-13高，是SMA-13的1.4倍，是AC-13的2倍，三者破坏应变大致相同。
温度从15℃降低-10℃时，SMA-13沥青混合料与AC-13沥青混合料的抗拉强度均明显增大，SMA-13沥青混合料增加了3倍，AC-13沥青混合料增加2倍;弯拉应变方面，SMA-13沥青混合料降低了约84.9%,AC-13沥青混合料降低约79.3%;环氧沥青混合料的抗弯拉强度与弯拉应变变化较小。因此，环氧沥青强度受低温影响很小。
4 结语
环氧沥青是热固性材料，固化后环氧沥青与集料之间的粘结强度比热塑性材料的粘结强度大，在集中力作用下，不易开裂和剥落，破坏路面;在高温条件下，环氧沥青与普通热塑性沥青不同，不易变软，更因为选用集料级配较密，压实度很高，抗车辙能力大大提高，车辙深度降低显著;在低温条件下，环氧沥青同样受温度影响很小，不会致使沥青混合料的劲度模量迅速上升，变硬，变脆，有效防止了低温开裂;环氧沥青良好的防水性能和高粘结力更是解决了水损害这一严重病害，延长了道路使用寿命，具有良好的路用性能。因此，环氧沥青经固化后特有的热固性使环氧沥青混合料强度很高，且强度受温度影响很小，满足了日益增长交通量对桥面铺装层强度的要求，是一种良好的桥面薄层铺装材料。
摘要：为了研究环氧沥青混凝土在薄层铺装中的性能优势,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、车辙实验、弯曲试验、劈裂试验,分析比较了环氧沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土、沥青玛脂碎石SMA的路用性能。研究结果表明:环氧沥青混凝土桥面薄层铺装路用性能优于当前普遍采用的SBS改性沥青混凝土和沥青玛脂碎石SMA,是一种良好的桥面铺装材料。
关键词：桥面铺装,环氧沥青混凝土,性能
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