1 广东梅河高速公路有限公司 广东梅州 514000;2 广东华路交通科技有限公司 广东广州 510000
摘要：随着我国高速公路建设迅猛发展，高速公路通车里程和年限日益增加，在大量高速行驶车辆特别是大型重载车辆作用下，路面质量和服务能力逐年下降，路面抗滑性能逐年衰减，影响了车辆的行车舒适性和安全性。
现有高速公路各预防性养护施工工艺，铣刨加铺罩面产生废料较多，回收利用措施不理想，污染重；微表处对施工条件要求较高；超薄罩面需采用专用设备和特供高粘改性乳化沥青材料，污染重，能耗大；这些施工技术普遍施工成本偏高，微表处工艺单价约为27元/m2，超薄罩面工艺单价约57元/m2，且由于中国地域气候及地形差异而未被普遍接受。
环氧沥青是由环氧树脂、沥青及固化剂按一定比例混合，经固化后形成的不可逆的热固材料。与普通沥青相比，环氧沥青具有优异的力学性能，如高强度、优良的抗疲劳性能、良好的耐久性及抗老化性能。而碎石封层技术是一种由沥青粘结料和单粒径集料通过专用设备层铺的路面养护技术，具有抗滑、抗裂、封水等功能。
为了减轻重载车辆对沥青路面的损坏，改善道路密水抗滑性能，河龙高速公路于2016年12月实施了由环氧沥青材料结合碎石封层技术的新工艺进行试验路铺筑。
关键词：高速公路；环氧沥青；磨耗层技术；性能
1 环氧沥青磨耗层在河龙高速的应用
河龙高速公路主线沥青路面结构形式为 ：上面层 4cmAK-13B，中面层6cm AC-20I，下面层7cmAC-25I。
河龙高速公路通车迄今已有十余年，各年度交通量均保持在15%~17%间的增长率。沥青路面总体技术状况基本保持良好，但路面抗滑性等个别技术指标逐年下降。虽采取过雾封层、SPRR、超薄罩面（如Novachip）等预防性养护措施，但上述措施施工适应条件要求不一，工后路面抗滑性能衰减较大及衰减速率较快。鉴于此，河龙高速公路采取新材料、新工艺的环氧沥青磨耗层进行试验。通过选取试验路段、调整环氧沥青洒布量，从施工工艺、工后路面性能观测、施工成本等方面检验、分析，对该预防性养护工艺在高速公路的适应性进行评估。
2 环氧沥青磨耗层工艺简述
环氧沥青磨耗层是先采用封层车将环氧沥青和3-5mm单粒径碎石撒布于原路面上，通过压路机碾压，经过负压吸走多余碎石、养生、清扫后，在原路面上形成具有封水抗滑功能的的薄层罩面，该薄层罩面厚度为0.6-1cm，施工结束2小时后即可开放交通。
3 原材料技术指标
3.1 环氧沥青
本技术试验路段采用双组分环氧沥青复合材料。环氧沥青组分A，是由双酚A和表氯醇经化学反应得到的具有一定活性环氧基团的液态双氧树脂。环氧沥青组分B（N-11），是由沥青、固化剂、添加剂组成的匀质混合物。
环氧沥青A组分的技术指标
3.2 碎石
就近取材，选择质地坚硬、强度较高、中性偏碱的玄武岩、辉绿岩等岩石破碎而成的单一粒径碎石，其最小粒径与最大粒径之比应为0.6～0.7，压碎值不大于18，针片状颗粒量不应大于5，其他技术符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的相关规定。本试验段碎石采用河源芙蓉石场产的3~5mm辉绿岩，运至中山工厂经整形、抽灰、烘干精加工，加工后主要规格偏向5mm。施工现场按8~10kg/平方米控制。
石料技术要求
4施工控制标准
结合环氧沥青材料厂家的产品说明和试验结果，环氧沥青试验路段施工采用的温度和时间控制标准见下表。
环氧沥青AB组分施工温度和时间控制标准
施工工序控制标准
环氧沥青A组分加热温度/℃85℃～95℃
环氧沥青B组分加热温度/℃升温至140℃
出料温度/℃110℃～120℃
施工时间/h＜120
5 施工流程
5.1 准备阶段
路面交通管制。采取单车道封闭交通管制。彻底清扫路面，路面不能有积水。环氧沥青预热阶段，通过专用设备将环氧沥青A组分环氧树脂加热升温至85～95℃，B组分环氧沥青加热升温至140℃，开工前按比例将A、B组分混合。
5.2 摊铺阶段
（1）环氧沥青洒布车匀速开动，将混合后的环氧沥青按1.0Kg/㎡、1.1 Kg/㎡、1.2 Kg/㎡的洒布量均匀撒布至试验路段的主车道（K3443+030～K3443+100、K3442+970～K3443+030、K3442+900～K3442+970），沥青撒布车辆撒布行驶过程中，应观测碎石撒布车及压路机跟随情况，及时调整行驶速度或暂停施工，确保两车施工间距。
（2）使用碎石封层车将3～5mm碎石按8-10kg/㎡均匀撒布至试验路段，撒布应及时均匀，厚度一 致，不应露出沥青。碎石撒布过程中，如发现空白、缺边等撒布数量不足的情况应立即人工撒布，沥青积聚应予以刮除。撒布车应尽量紧随沥青撒布车后及时进行碎石撒布，保证碎石与沥青的粘结温度，两车之间距离不宜超过10米。
（3）碎石撒布后立即使用的胶轮压路机进行碾压，压路机行驶速度不宜超过3km/h，记录好压实遍数，直至碎石均匀密实贯入到路面环氧沥青层中，使其与环氧沥青充分粘结。碾压过程中确保压路机紧紧尾随于撒布车之后，以保证碎石压入温度及粘结效果。
（4）回收碎石
在胶轮压路机碾压完毕静置2小时后，待环氧沥青初步固化后，采用碎石回收设备（清扫车）负压将面层未粘结的碎石吸走回收。
（5）开放交通
环氧沥青初步固化，碎石经碾压均匀嵌入环氧沥青层，即形成约0.6-1cm厚度具有封水抗滑功能的环氧沥青磨耗层罩面。回收碎石步骤实施约1个小时后，在试验路面做好观测点并进行初次数据检测收集后即可开放交通。
6施工路段检测
施工前后分别对原路面、环氧沥青磨耗层的抗滑性能、渗水系数进行了检测，原路面构造深度TD平均0.62，摆值BPN平均44，横向力SFC平均46，存在一定程度的渗水。施工结束后对环氧沥青磨耗层检测显示，其抗滑摆值BPN大幅提升45%，且基本不渗水。施工两年后路面定期检测报告显示，环氧沥青磨耗层路段横向力系数SFC平均53，仍较原路面提升15%。由此可知环氧沥青磨耗层起到了封水抗滑的作用。
6.1 渗水系数检测
按照《公路路基路面现场测试规程》进行渗水试验，渗水系数按小于300ml/min控制，试验数据见下表。
渗水试验检测结果（ml/min）
检测桩号
K3443+0750
K3443+0050
K3442+9300
从以上数据可以看出，试验路渗水系数能满足设计要求，达到封水的预期目标。
6.2 平整度检测
采用3m直尺进行平整度检测，按最大间隙小于5mm控制，试验路平整度合格率为100%。
平整度检测结果
7效益分析
7.1 社会效益
（1）环氧沥青磨耗层因含有环氧沥青成分，其具有优异的力学性能，高温稳定性和耐疲劳性能，用在高速公路路面中可以减少路面病害的发生，延长道路使用寿命，节约社会资源，为高速公路养护赢得良好的社会口碑。
（2）环氧沥青磨耗层的环氧沥青成分，施工时加热拌和温度一般在120℃以下，属于温拌材料，施工时无沥青烟及其它挥发物对周边环境及人的影响，并且可以节约燃料的消耗，属于节能、低碳环保的材料，符合资源节约型社会的需求。
（3）3-5mm单一粒径碎石，具有表观细致低噪，具备良好的行车舒适性。
7.2 经济、安全效益
环氧沥青磨耗层每平方米造价在18-32元左右。虽然造价要高于一般养护工艺（如雾封层、CAP、微表处），但是环氧沥青磨耗层具有更好的路用性能，在相同的路面预防性养护设计要求下，显著提高路面抗滑性能，延迟路面大修年限，提高行车安全和舒适性，从而降低路面全寿命周期工程造价，具有良好的经济效益和安全效应。
河龙路段沥青路面不同养护工艺单价
8结论与建议
（1）环氧沥青磨耗层与传统的薄层罩面技术相比，采用小粒径集料，施工质量可控程度高，施工成本节约，具有比普通养护施工工艺更好的力学性能，路用性能和耐久性，并且低碳环保降噪，用在高速公路路面预防性养护中可以创造良好的社会效益和经济效益，建议进一步研究和推广应用。
（2）该技术具有表观细致低噪，抗滑、封水的功能，对一些微小裂缝有一定的阻裂作用，能够延长路面使用寿命。
（3）环氧沥青的热固性对温度和时间非常敏感，因此施工中必须严格控制A、B组分温度及施工时间，合理地组织施工。
（4）环氧沥青磨耗层施工速度快，但其环氧沥青成分是反应型材料，施工过程中不能与水接触，因此尽量安排在天气良好的时间段进行施工。
参考文献:
1.[1]华夏，李大鹏.超薄罩面粘结层材料试验研究[J],交通标准化，2011，8:115－117.
2.[2]何耀辉.同步碎石封层施工质量控制及检测，筑路机械与施工机械化，2011，7:72－76.
3.[3] 杨若冲，程刚 环氧沥青混合料性能及其应用，《中外公路》，2004，1671-2579
论文作者:王策渊1,洪新明2
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/4
标签：沥青论文; 环氧论文; 磨耗论文; 碎石论文; 路面论文; 组分论文; 高速公路论文; 《防护工程》2019年11期论文;