断级配热拌环氧沥青混合料及其性能试验评估.pdf
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1、June2023年6 月Shanxi Science&Technology of TransportationNo.3第3期(总第2 8 2 期)山西交通科技断级配热拌环氧沥青混合料及其性能试验评估陈章,陈赞峰,李娣2(1.江苏省交通工程建设局,江苏南京210004;2.江苏中路工程技术研究院有限公司,江苏南京211806)摘要:传统环氧沥青混凝土密级配存在表面致密、构造深度偏小、作表面层时抗滑性能不足的问题,采用SMA间断级配对环氧沥青铺装进行功能性优化;并通过室内试验及实桥验证,断级配热拌环氧沥青混合料强度大于6 0 kN,可施工时间大于3h,7 0 动稳定度大于19 0 0 0 次/mm
2、,-10 破坏应变大于39 0 0 8,摆式摩擦系数7 4 BPN,零渗水,路用性能优异,满足钢桥面铺装技术要求。关键词:环氧沥青;断级配;抗滑性能;钢桥面铺装;试验评估中图分类号:U414.75文献标识码:A文章编号:10 0 6-352 8(2 0 2 3)0 3-0 0 2 9-0 4Discontinuous Gradation Hot-mix Epoxy Asphalt Mixture andIts Performance Test EvaluationCHEN Zhang,CHEN Yunfeng,LI Di?(1.Jiangsu Provincial Transportation
3、 Engineering Construction Bureau,Nanjing,Jiangsu 210004,China;2.Jiangsu Sinoroad Engineering Research Institute Co.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu 211806,China)Abstract:The traditional dense gradation of epoxy asphalt concrete has problems such as the densesurface,small structural depth,and insufficient slide
4、 resistance when used as a surface layer.This paperused SMA discontinuous gradation to optimize the function of epoxy asphalt pavement.Verified by indoortests and actual bridge application,the strength of the discontinuous hot-mix epoxy asphalt mixture was morethan 60 kN,the construction time was ov
5、er 3 h,the dynamic stability at 70 C was more than 19 000 timesper millimeter,the failure strain at-10 w a s l a r g e r t h a n 3 9 0 0 s,the pendulum friction coefficient was74 BPN,and there was zero seepage,so the road performance was excellent,and met the technicalrequirements for the steel deck
6、 pavement.Key words:epoxy asphalt;discontinuous ggradation;slide resistance;steel deck pavement;testevaluation0引言当前,全国已建成超150 0 座正交异性钢桥面板类桥梁,我国在役、规划及在建此类桥梁已有2 0 0 余座环氧沥青混凝土以其优异的高低温、抗疲劳等性能迅速应用;根据江苏省典型大跨径桥梁钢桥面铺装实桥构造深度统计数据,传统环氧EA-10构造深度整体偏小,在通车的初期,构造深度仅为0.3mm左右;摆式摩擦系数在通车前约7 0 BPN,随着通车年限的增加,逐年衰减5%左右2-31
7、,抗滑性能偏弱。SMA混合料为一种间断级配混合料,粗集料含量多、矿粉用量多、沥青用量大,由粗集料石-石接触形成骨架结构,沥青、矿粉、纤维组成的玛蹄脂填充其空隙14。大量的研究与工程验证了其具有良好的路用性能,国内也在高等级路面中广泛使用。因此为提升桥面安全性能,本文提出了断级配热拌环氧沥青混合料,收稿日期:2 0 2 2-11-2 2;修回日期:2 0 2 3-0 2-15作者简介:陈东章(19 9 1一),男,江苏无锡人,工程师,工学硕士,2 0 18 年毕业于东南大学桥梁工程专业;陈誉峰(19 9 5),男,河南郑州人,助理工程师,工学硕士,2 0 2 1年毕业于重庆交通大学交通运输工程专
8、业;李娣(19 9 0),女,江苏盐城人,工程师,工学硕士,2 0 15年毕业于东南大学桥梁工程专业。302023年第3期山西交通科技增加粗集料用量以提高其高温性能与抗滑性,沿用较多的矿粉掺量,填充空隙降低透水性。1原材料及试验方法在选择铺装材料时,须对选用材料的全部指标进行试验。断级配热拌环氧沥青由沥青、环氧树脂、粗集料、细集料、矿粉、聚酯纤维组成。1.1环氧沥青胶结料本文采用沥青为南通通沙沥青科技有限公司生产的改性沥青;环氧树脂为中路交科自主研发的热拌环氧树脂。环氧沥青是将环氧树脂、固化剂与沥青在一定条件下经复杂的化学反应所得的聚合物,由组分A(环氧树脂)、组分B(固化剂)及组分C沥青)构
9、成。环氧树脂:固化剂:沥青的比例为3:2:5,技术要求见表1。表1环氧沥青结合料技术要求技术指标技术要求试验方法拉伸强度/MPa1.5GB/T167772008断裂延伸率/%200GB/T167772008热固性300不熔化GB/T305982014吸水率/%0.3GB/T10342008热挠曲温度-12GB/T1634.22004容留时间/min40JGTE202019耐柴油性/%5GB/T305982014耐饱和盐水性/%1GB/T305982014从施工和易性的经验来看,建议将环氧沥青黏度值1.0 0 2.0 0 Pas作为控制混合料碾压的范围,否则混合料将无法压实。温度过高会加速沥青老
10、化,根据黏度试验结果,最终建议施工温度为17 0 18 0 之间,可施工时间大于3h(如图1)。+160-17 0 18 0-*19 0 3.0r(S.d)/鞋2.52.0F1.51.00.5020406080100120时间/min图1热拌环氧沥青黏一时曲线1.2集料粗集料、细集料为江苏茅迪生产玄武岩,规格为9.513.2 mm、4.7 5 9.5m m、2.36 4.7 5m m、0.6 2.36mm和0 0.6 mm,依次为1号、2 号、3号、4 号和5号料;矿粉为南通鼠尾草经贸有限公司生产的干燥、洁净、无污染的石灰岩,技术指标如表2 所示。表2 集集料密度试验结果材料名称表观相对密度毛
11、体积相对密度吸水率/%1号料2.9682.9220.522号料2.9642.9100.623号料2.9442.8750.834号料2.9522.8561.135号料2.9542.8501.23矿粉2.7801.3聚酯纤维聚酯纤维是聚合物中的一种有机纤维,自19 9 7 年引进聚酯纤维加筋沥青路面技术以来,已广泛用于我国多数桥面铺装和路面工程中,实践证明聚酯纤维能有效增强沥青混合料的路用性能。本文采用江苏海德生产的6 mm短切聚酯纤维,纤维掺量为沥青混合料质量的0.3%。1.4试验方法参照SMA级配范围,根据体积设计法,初定3个级配成型马氏试件,测试体积指标,确定初选级配;采用3种油石比,成型马
12、氏试件,测试体积指标,确定最佳油石比,即可确定设计级配参考公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JT G E2 0 一2 0 19)进行最佳油石比下的马歇尔稳定度试验(固化)、浸水马歇尔试验(非条件为6 0 水浴保温0.5h,条件为6 0 水浴保温4 8 h)、冻融劈裂试验(条件为经过冻融循环后2 5水浴保温2 h,非条件为25水浴保温2 h)来检验环氧沥青混合料的水稳定性能;车辙试验(宜采用可控温(7 0+1)、施加轮压0.7MPa+0.05MPa的试验机,本文采用自动车辙试验仪,型号JCLHO10)来检验环氧沥青混合料的高温稳定性能;弯曲试验(-10)来检验环氧沥青混合料低温抗裂性能;参考道路
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