鋼橋面環(huán)氧瀝青灌封材料研究探討

王秀彬 曹磊

摘要：隨著科學技術的不斷發(fā)展，在當前鋪裝橋面過程中，環(huán)氧瀝青材料的出現(xiàn)，將其進行合理的應用，不僅能夠提高橋面的使用壽命，而且還有著較強的穩(wěn)定性，目前已經(jīng)受到了行業(yè)人士的高度青睞。文章主要針對環(huán)氧瀝青灌縫材料展開了具體的分析，以供廣大同仁研究探討。

Abstract： With the continuous development of science and technology， in the current process of paving bridge decks， the emergence of epoxy asphalt materials and their rational application will not only improve the service life of bridge decks， but also have strong stability， and it has been highly favored by industry professionals. This article focuses on the concrete analysis of epoxy asphalt grouting materials for the study and discussion of the majority of colleagues.

關鍵詞：環(huán)氧瀝青;灌縫材料;研究;應用

Key words： epoxy asphalt;grouting material;research;application

中圖分類號：U443.33? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0135-03

1? 環(huán)氧灌縫材料的研究分析

1.1 環(huán)氧瀝青灌縫材料特點

鋼橋面環(huán)氧瀝青灌縫材料應具有良好的滲透性、熱穩(wěn)定性、隨便性及高強粘結性能，其具有的主要特點如下：

①對于環(huán)氧瀝青灌縫材料來說，最大的優(yōu)點就是良好的防水以及滲透作用，像橋面出現(xiàn)的孔隙等質(zhì)量問題，都能夠做好處理的同時，還能夠促使鋪裝層具有防水功效。

②在施工人員使用環(huán)氧瀝青灌縫材料過程中，該種材料不僅應用過程簡單，而且也有著比較短的固化周期，像平時人們所生活的平均溫度下，在二十四小時之內(nèi)便能達到很好的固化效果。與此同時，施工人員只需要通過一天的養(yǎng)護，保證交通工程高質(zhì)量的同時，盡可能為人們提供出行服務。

③環(huán)氧瀝青灌縫材料應具有一定的粘結強度和變形性能，拉伸強度、斷裂延伸率、高溫穩(wěn)定性好及低溫不易脆裂，自身較高的抗裂性，保證其協(xié)同鋼橋面鋪裝的變形能力。

本課題研發(fā)的材料主要針對目前以上材料缺陷開發(fā)研制，并具有以上優(yōu)勢和特性。

1.2 環(huán)氧瀝青灌縫材料微觀分析

通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，普遍采用的瀝青感溫性能指標對其進行微觀分析。目前來看，企業(yè)可以評價瀝青感溫性能有多樣化的形式，其中最典型的就是針入度指數(shù)和針入度粘度指數(shù)兩種評價方式。

對聚合物改性瀝青灌縫材料的主要指標進行檢測，其基本性能指標見表1。

通過以上分析中可以發(fā)現(xiàn)，對于聚合物改性瀝青灌縫材料來說，其性質(zhì)變化與溫度之間有著直接的關系，一旦遇到不斷升高的溫度，那么其針入度也會相應的變大。當針入度指數(shù)處于1.9時，聚合物改性瀝青灌縫材料對溫度感知比較強烈，此時，該種填縫材料屬于溶凝膠，在實際使用當中，能夠體現(xiàn)出良好的修補價值。與此同時，溫度與黏度之間呈現(xiàn)反比例關系，基于針入度視角下，當PVN25-135值，處于0.0～-0.5之間，那么材料則表現(xiàn)出良好的低溫敏感性能。就在不斷升高的溫度背景下，會直接導致聚合物改性瀝青材料出現(xiàn)相應的變化，此時材料會形成流體形態(tài)，導致材料的粘度不斷降低。針對這一變化，最關鍵的因素就是不斷升高溫度所引發(fā)的，在此背景下，分子鏈就會越發(fā)容易的延展。

2? 環(huán)氧瀝青灌縫材料的配合比設計

2.1 灌縫材料的研制和配合比設計

環(huán)氧瀝青灌縫材料由三種成份組成：主劑A、固化劑B和70#瀝青。其基本指標如表2、表3。

將主劑和固化劑分別加熱至30℃，按照不同的重量比例進行拌和1～2min，拌和溫度維持在30℃，溫度變化范圍±2℃，養(yǎng)生固化后性能如表4。

通過對灌縫材料的拉伸強度、斷裂延伸率、粘結強度等指標進行檢測，各指標均大于技術要求，滿足規(guī)范標準。

2.2 不同灌縫材料的性能分析比較

本項目采用三種換材料進行研究試驗，最終采用環(huán)氧瀝青結合料（實施裂縫及新舊接縫處理。下面具體介紹三種材料：

2.2.1 中路新材料科技發(fā)展有限公司灌縫材料

該材料產(chǎn)地為江蘇省，摻配比例為1：2（A：B），為微稠狀態(tài)，流動度性大。滲透效果不明顯，防水效果差，經(jīng)過荷載碾壓容易出現(xiàn)起皮脫落現(xiàn)象。該材料凝結速度快，通常氣溫高于35℃以上，大約45分凝固。

2.2.2 中國石化集團資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司巴陵石化分公司灌縫材料

該材料產(chǎn)地為湖南省岳陽市云溪區(qū)巴陵石化分公司，摻配比例為1：1（A：B），為濃稠狀態(tài)，流動度性小。滲透效果不明顯，防水效果差，經(jīng)過荷載碾壓容易出現(xiàn)起皮脫落現(xiàn)象，其脆性較大。該材料凝結速度快，通常氣溫高于30℃以上，大約30分凝固。

2.2.3 項目自行研制的灌縫材料

該材料為液態(tài)狀，摻配比例50：50（A：B），再摻入20%瀝青，滲透性強，有較高強度的高滲透性，防水效果好。經(jīng)過荷載碾壓不易出現(xiàn)起皮脫落現(xiàn)象，通常氣溫高于30℃以上，大約2小時凝固。

3? 環(huán)氧瀝青灌縫材料性能研究及對比

滲透性試驗方法（砂介灌膠法）：首先稱量280g的標準砂樣（粒徑主要為0.3～0.6mm，通過率要求見表5），確保砂樣干燥以防止水分對膠料滲透過程中的影響;然后將280g砂樣分兩層裝入容器中，輕輕彈實，控制砂樣高度約為54mm，保持容器水平;在距離砂樣上表面高度3cm處，緩緩倒入80g膠結料;待膠結料固化后，除去容器，輕輕刷去并收集未凝結的砂子，記錄未凝結砂樣質(zhì)量M，試驗圖片見圖1。

膠結料滲透性能H，單位mm，按下式計算：

其中，S為容器的截面積3056mm2，？籽為砂樣的堆積密度1.7g/ml。

不同品種灌縫材料的滲透性試驗結果見圖1。為了更加形象直觀的比較不同灌縫養(yǎng)護材料的滲透性差異，課題還將熱改性瀝青、乳化瀝青、FGT橡膠瀝青進行了試驗對比。其中，S型和G型瀝青可以完全滲透至砂樣底部; D型和E型環(huán)氧樹脂的滲透深度分別為37mm和27mm左右;R型樹脂瀝青和J型聚氨酯的滲透性較接近，約為20mm;美國環(huán)氧瀝青AE和C型環(huán)氧樹脂次之，分別約為11mm和13mm;其他諸如熱改性瀝青、乳化瀝青、SS聚合物改性瀝青等材料的滲透性則幾乎為0。

根據(jù)滲透性試驗結果可知，G和S型溶劑型瀝青、D、E和C型環(huán)氧樹脂、以及J型聚氨酯和R型樹脂瀝青具有較高的滲透性，美國環(huán)氧瀝青由于工藝復雜，養(yǎng)生時間過長，不宜采用，這里只做性能對比。（表6）

通過數(shù)據(jù)及施工效果對比，項目自行研制的灌縫材料指標優(yōu)于其他兩種材料。滿足鋼橋面環(huán)氧瀝青灌縫材料應具有的特點：第一，優(yōu)良的滲水性能;第二，在很短的時間范圍之中，也能夠達到良好的固化作用，應用在實際交通工程項目中，提高項目整體穩(wěn)定性的同時，也能夠盡快的幫助項目開通，達到正常行車的目的;第三，在后期項目正常應用當中，就算面對較大的承載力，那么因為材料本身具有的良好的粘結能力，也會極大的避免工程裂縫等病害的出現(xiàn)。

4? 結論

對于瀝青材料而言，本身與環(huán)氧樹脂的性質(zhì)呈現(xiàn)相反狀態(tài)，而作為非極性物質(zhì)的瀝青，在與環(huán)氧樹脂進行結合時，穩(wěn)定性以及相容性能較低，為了保證兩者之間實現(xiàn)全面的結合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，相關研究人士就必須對其相容性進行深入的分析。與此同時，環(huán)氧瀝青在實際用于鋪裝工序當中，相比較于一般的瀝青材料，施工人員就必須嚴格按照工藝手段，合理把控好鋪裝的操作時間，高質(zhì)量進行運輸以及壓實等環(huán)節(jié)，確保所有的施工環(huán)節(jié)之間處于緊密聯(lián)系的狀態(tài)。隨著時代的進步發(fā)展，在今后我國交通工程施工當中，就必須全面的應用環(huán)氧瀝青材料，加強鋪裝工序高質(zhì)量的施工，為我國交通工程行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路打下堅實的基礎。

參考文獻：

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