温拌环氧沥青隧道路面WEAC-13C性能试验研究.pdf

安全质量建 筑 技 术 开 发138 Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月温拌环氧沥青隧道路面WEAC13C性能试验研究凤玉波1，郝绍清2，胡冠华2，罗 韦3（1.云南宣会高速公路有限公司，云南曲靖 655000；2.昭通青水高速公路有限公司，云南昭通 67000；3.云南畅坦科技有限公司，云南昆明 657000）摘要 针对隧道空间狭小、光线差、环境封闭，存在火灾事故隐患且出现交通事故率较高的问题。温拌环氧沥青刚度大、强度高、粘结力强，采用温拌环氧沥青超薄罩面是一种潜在绿色、经济解决方案。设计骨架环氧沥青级配，并通过马歇尔稳定度、高温、低温、水稳定性等性能试验及小型加速加载模拟、直接燃烧模拟及疲劳性能等耐久性试验检验。结果表明：环氧沥青混凝土固化稳定度为95.2 kN，劈裂强度可达3.76 MPa，70动稳定度高达86 480次/mm，同比条件下，抗滑衰减是SBS改性混合料的1.75倍，并且可长期恒定于略低于抗滑要求值，是一种性能卓越的长期性能材料。关键词 环氧沥青；配合比设计；隧道路面 中图分类号U 414；U 454 文献标志码A 文章编号1001-523X（2023）08-0138-03EXPERIMENTAL STUDY ON WEAC-13C PERFORMANCE OF WARM MIX EPOXY ASPHALT TUNNEL PAVEMENTFeng Yu-bo，Hao Shao-qing，Hu Guan-hua，Luo Wei AbstractIn view of the narrow space,poor light and closed environment of the tunnel,there are potential fire accidents and high traffic accident rate.Warm mixed epoxy asphalt has high rigidity,high strength and strong adhesion.Using warm mixed epoxy asphalt ultra-thin overlay is a potential green and economic solution.The grading of skeleton epoxy asphalt is designed and tested through Marshall stability,high temperature,low temperature,water stability and other performance tests,as well as small accelerated load simulation,direct combustion simulation and fatigue performance and other durability tests.The results show that the curing stability of epoxy asphalt concrete is 95.2 kN,the splitting strength is 3.76 MPa,and the dynamic stability at 70 is up to 86480 times/mm.Under the same period of time,the anti-sliding attenuation is 1.75 times of that of SBS modified mixture,and it can be kept slightly lower than the anti-sliding requirement for a long time.It is a long-performance functional material with excellent performance.Keywordsepoxy asphalt;mix design;tunnel pavement在沥青中添加环氧树脂、固化剂及其他助剂等材料的环氧沥青是一种化学改性材料，固化反应不可逆，固化后由热塑性材料转化形成的多组分互穿网络三维立体结构热固性材料，具有出色的抗疲劳性能、超强的粘结性能、抗滑衰减慢及优异的抗施工损失能力，是一种经应用检验的高性能长寿命材料。按拌和温度，可分成温拌环氧沥青、热拌环氧沥青及冷拌环氧沥青3种，各种材料各具优势。热拌环氧沥青具有优异施工和易性以及相对较长的施工操作时间，但也存在低温抗裂性较差、环境污染性大等缺点，且施工过程刺激性气味强烈，不适合用隧道路面铺装。冷拌环氧沥青省去了施工加热环节，具有施工速度快、过程简洁的特点，具有无污染、环保节能优点。但冷拌环氧沥青的强度、高温稳定性及抗疲劳性等都较热拌环氧沥青差，且骨料含水率对性能影响很大，所以冷拌环氧沥青除常作修补材料外，多用于低等级路面或高等级路面的柔性层。温拌环氧沥青性能优越，但容留时间短且受温度影响大，施工质量风险高。但温拌环氧沥青材料采用后掺法工艺，可解决环氧沥青施工要求苛刻问题。为评价温拌环氧沥青的性能及抗滑衰减规律，文章采用后掺法工艺制备了环氧沥青混凝土，并系统开展性能试验及长期性能模拟。1 原材料1.1 环氧沥青环氧沥青在国产基质沥青及进口壳牌沥青基础上，结合所采骨料，环氧沥青其他组分通过强度、相容性及配伍性试验确定采用国产70号基质沥青生产，环氧树脂采用CYD-128，沥青与其他组分的比例为10066，环氧沥青技术指标见表1。收稿日期：20230315作者简介：凤玉波（1987），男，云南禄丰人，工程师，主要研究方向为公路工程施工管理，工程建设关键技术研究运用等。安全质量建 筑 技 术 开 发 139Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月表1 环氧沥青技术指标技术指标技术要求测试结果拉伸强度（23）/MPa1.52.69断裂延伸率（23）200238热固性300不熔化350容留时间（120）/min40551.2 骨料粗骨料从规格分4号料（47 mm）、3号料（712 mm）及2号料（1217 mm）三档，各项指标试验结果均符合设计及现行路面规范要求。采用石灰岩生产细骨料，规格为04 mm，各项指标试验结果均符合要求。矿粉采用石灰岩粗骨料加工生产，各项指标试验结果均符合要求。2 配合比设计温拌环氧沥青混合料强度理论与沥青混合料相似，粗骨料起骨架支撑作用，胶结料起粘结作用，对混合料抗车辙及阻裂性能影响较大。设计厚度2 cm，铺筑于水泥混凝土基面，提升混合料抗裂能力，设计骨架型结构，设计矿料级配如图1、图2所示。0.075 1.18 2.36 4.75 9.5 16筛孔尺寸/mm100500级配下限级配上限目标级配生产级配级配中值通过率/%图1 温拌环氧沥青WEAC13设计级配车辙深度/mm27 90 153 18960612M137 500M1 300 000M1 100 000试件横断面点位图2 温拌环氧沥青WEAC13加速加载试验结果空隙率不大于4%设计，试验拌和时按后掺法工艺制备，即先将B组分与各规格骨料拌和120 s，再将拌和好的混合料与环氧树脂二次拌和120 s，拌和温度控制在110130，试件按JTGE 202011公路工程沥青及沥青混合料试验规程试验制备。3 性能试验结果3.1 常用路用性能检验结果试件均按后掺法工艺制备，固化后性能成型后120条件下养护时间不少于4 h，养护试件自然放置1224 h后按JTGE202011公路工程沥青及沥青混合料试验规程开展试验，温拌环氧沥青WEAC-13性能试验结果汇总见表2。表2 温拌环氧沥青WEAC-13性能试验结果汇总表试验项目环氧沥青混合料技术要求测试结果马歇尔试验固化试件马歇尔稳定度/kN4095.2流值/0.1 mm205030.7空隙率/%4.021.2残留稳定度/%9095.2低温弯 弯拉应变/me2.510-32 738车辙试验动稳定度（70，次/mm）20 00086 480冻融劈裂试验冻融劈裂强度比TSR/%9092.3劈裂强度/MPa3.763.2 长期性能模拟及水稳定性评价为评价温拌环氧沥青混合料WEAC13长期性能，及浸水条件下的耐久性，采用南非的MMLS3加速加载设备在60浸水条件下持续加载模拟，试验频率为26.67 Hz，轮胎加载压力为0.7 MPa。试件先采用旋转压实仪成型成尺寸为直径150 mm，高度100 mm的试件，再对试件两边对称切面成为105 mm大小，以便可用螺丝固定。每个试件采集测点数200个，测量位置为试件中部，加载至5 000次时测量试件断面数据作为初始读数，续采集3.75万次、10万次及30万次断面竖向位移。即使浸水作用30万次，断面位移曲线基本重合，与车辙动稳定度试验结果相吻合，变形差小于2 mm，展现出良好的高温抗车辙能力。此外，作用30万次后仍无脱落、掉粒等现象，效验证温拌环氧混凝土WEAC13良好的抗水损坏能力及耐久性。3.3 抗滑衰变规律结果隧道路面行车环境相对封闭，路面保持足够的抗滑是提升路面行车安全，减少交通事故的重要手段和措。为评价功能路表的抗滑性能衰变规律，综合试验操作、试验周期、结果的可重复性等，采用骨料/沥青混合料摩擦特性测试仪进行模拟测试。试验对比测试的玄武岩粗骨料分别采用环氧沥青胶结料及SBS改性沥青在喷水条件下加载150 kg的抗滑衰减，水膜厚度横向力系数规范要求，控制在1 mm厚。动态摩擦系数衰变规律如图3所示。从试验后试件表面外观及试验结果可以看出：不同沥青胶结料混凝土均抗滑系数由快速衰减向逐渐趋于稳定阶段过渡。温拌环氧沥青混凝土抗滑模拟过程，骨料表面存在磨光现象，无骨料脱粒现象，SBS安全质量建 筑 技 术 开 发140 Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月0.30.50.70.905101520?hSBS?图3 动态摩擦系数衰变规律改性沥青不仅存在骨料表面的快速磨光现象，骨料脱粒及掉渣现象突出，温拌环氧沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土抗滑系数衰减至养护规范要求的磨耗周期分别7 h、4 h，环氧沥青的抗滑寿命是SBS改性沥青1.75倍，略低于规范要求值后会长期处于恒定状态。SBS改性沥青试验磨耗过程脱落显著，与胶结料粘结力差紧密相关，是路面需定期养护维修根本原因。4 结论（1）后掺法温拌环氧沥青混合料拌和温度控制在110130内，是一种低碳的隧道路面铺装材料。（2）环氧沥青混凝土马歇尔稳定度可超过90 kN，劈裂强度可达3.76 MPa，70动稳定度高达86 480次/mm，同比条件下，抗滑衰减是SBS改性混合料的1.75倍。（3）温拌环氧沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土抗滑系数衰减至养护规范要求的磨耗周期分别7 h、4 h，环氧沥青的抗滑寿命是SBS改性沥青的1.75倍，且略低于规范要求值后会长期处于恒定状态。参考文献1 晏永.环氧沥青混合料性能评价及施工关键技术研究D.昆明:昆明理工大学,2017.2 马永,孙武云,赵雁宾,等.环氧沥青混合料后掺法工艺正交试验及性能研究J.公路交通技术,2021,37(5):1723.3 交通运输部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E202011M.北京:人民交通出版社,2011.4 李菁若,张东长,谭巍.粗骨料的抗滑耐磨性能评价新方法J.公路交通科技,2016,33(12):7.大型污水池超长薄壁混凝土结构 裂缝控制探讨康 静，帅耀东，尤彬锋（中信建设有限责任公司，北京 100027）摘要 为探索膨胀混凝土加强带在控制超长薄壁混凝土结构裂缝方面的工程效果，以某综合污水处理厂拟建1号电子废水综合处理车间为例，针对工程实际提出“补偿收缩混凝土+膨胀加强带”的裂缝控制方案，并对微膨胀混凝土配合比设计及施工控制要点展开分析探讨。结果表明，补偿收缩混凝土+膨胀加强带的方案具有较好的裂缝防控效果，可在大体积混凝土结构施工中推广应用。关键词 大型污水池；超长薄壁；裂缝；膨胀加强带 中图分类号TU 74 文献标志码B 文章编号1001-523X（2023）08-0140-03DISCUSSION ON CRACK CONTROL OF SUPER LONG AND THIN WALL CONCRETE STRUCTURE FOR LARGE SEWAGE TANKKang Jing，Shuai Yao-dong，You Bin-feng AbstractIn order to explore the engineering effect of expansive concrete reinforcement bands in controlling cracks in ultra-long and thin-walled concrete structures,taking the proposed 1 号 electronic wastewater comprehensive treatment workshop of a comprehensive sewage treatment plant as an example,a crack control scheme of compensating shrinkage concrete+expansive reinforcement bands is proposed based on the actual engineering situation,and the key points of mix design and construction control of micro-expansive concrete are analyzed and discussed.The results show that the scheme of compensating shrinkage concrete+expansion reinforcing belt has a good crack prevention and control effect,and can be widely applied in the construction of mass concrete structures.Keywordslarge sewage tank;ultra long thin wall;cracks;expansion reinforcement belt混凝土结构早期裂缝控制始终是混凝土质量控制的重难点所在，特别是大体积超长薄壁混凝土结构，主要通过施工缝或永久伸缩缝释放温度应力，但预留施工缝过程复杂，更不利于防水抗震。当前，一些大型混凝土结构采用临时性伸缩缝（即后浇带）控收稿日期：20230317作者简介：康静（1983），男，河北保定人，高级工程师，主要研究方向为工程管理、房建和市政工程结构施工。