文 中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司 張紅春
道路用水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料是一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和中修使用的新型材料,具有粘結(jié)性強(qiáng)、性價(jià)比高、壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),有效解決了常規(guī)微表處、稀漿封層等表處技術(shù)存在的易脫落、開裂、起皮等壽命難題及無法用于水泥路面問題。該標(biāo)準(zhǔn)的制定將從根本上改變過去常規(guī)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的短壽缺點(diǎn)。作為該標(biāo)準(zhǔn)的主要編寫人之一,筆者解析了標(biāo)準(zhǔn)的編制背景、性質(zhì)、使用范圍、主要內(nèi)容等。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國在已建成的道路中,每年約有120萬公里道路需要預(yù)防性養(yǎng)護(hù),每年約75萬公里道路需要中修。
隨著全壽命理念的推廣,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在道路養(yǎng)護(hù)中占據(jù)重要的比重。目前最常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是微表處、稀漿封層,這些常規(guī)的微表處、稀漿封層表處技術(shù)存在兩方面問題。
首先,由于開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)未處理半剛性基層瀝青路面的深層病害,導(dǎo)致微表處、稀漿封層壽命短。
其次,由于微表處、稀漿封層材料本身的問題,用于瀝青路面時(shí)存在易脫落、開裂、起皮等,壽命只有1年左右;對于水泥路面,常規(guī)的微表處、稀漿封層表處技術(shù)基本上無法使用,主要原因是常規(guī)的微表處、稀漿封層與水泥路面黏結(jié)性差,實(shí)施后很快破壞,壽命不到3個(gè)月。
為推廣和實(shí)施路面20年不大修的理念,研究和推廣長壽命預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義。該標(biāo)準(zhǔn)主要解決第二個(gè)問題。
該標(biāo)準(zhǔn)為“產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)”。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般只包括產(chǎn)品的性能,不包括設(shè)計(jì)、施工等內(nèi)容。因此,該標(biāo)準(zhǔn)緊扣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法,原則上不包括其他如路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混合料設(shè)計(jì)、施工相關(guān)的內(nèi)容。
注重于控制結(jié)果,這點(diǎn)與技術(shù)規(guī)范有所差別。
當(dāng)前正在推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)改革,國家標(biāo)準(zhǔn)原則上不再涉及工程標(biāo)準(zhǔn),工程標(biāo)準(zhǔn)由行標(biāo)、地標(biāo)和團(tuán)標(biāo)承擔(dān)??傮w思路是先編國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),確定主要技術(shù)指標(biāo),隨后進(jìn)行行標(biāo)、地標(biāo)和團(tuán)標(biāo)。
《道路用水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料》屬于我國“工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”體系。適用于各等級道路瀝青路面和水泥路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、中修和新建工程,尤其適用于環(huán)境友好型的“綠色”施工。
水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青除可做為水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料的膠結(jié)料外,還可做為各等級道路的防水層、黏結(jié)層使用,水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料可用于各等級路面的磨耗層,水泥混凝土路面的抗滑處理,橋頭跳車快速修復(fù),各等級道路的新建及中修項(xiàng)目,是我國道路養(yǎng)護(hù)中先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料施工方法的特性,結(jié)合水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料的規(guī)定和要求,吸取國外同行業(yè)相關(guān)技術(shù)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),制訂適應(yīng)于我國國情的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了道路用水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料的材料、要求、檢驗(yàn)規(guī)則和運(yùn)輸。
《道路用水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料》標(biāo)準(zhǔn)的定制,對推廣 20 年不大修、全壽命養(yǎng)護(hù)等新理念具有重要意義。(攝影:葉邁峰)
表1 水性環(huán)氧樹脂技術(shù)要求
表2 水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青技術(shù)要求
以水為連續(xù)相,環(huán)氧樹脂微粒、液滴或膠體為分散相的分散體系。水性環(huán)氧樹脂的技術(shù)要求應(yīng)符合表1的規(guī)定。
目前水性環(huán)氧樹脂已廣泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè),就水性環(huán)氧樹脂應(yīng)用部位不同,又有具體分類,同時(shí)制備水性環(huán)氧樹脂的方法也有多種。水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料所用的水性環(huán)氧樹脂,要求具有較好的穩(wěn)定性,在乳化瀝青中具有較好的分散性,固化產(chǎn)物要求具有一定的柔韌性,因此,化學(xué)改性法生產(chǎn)的水性環(huán)氧樹脂能夠滿足該標(biāo)準(zhǔn)對水性環(huán)氧樹脂的要求。水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料宜使用化學(xué)改性法生產(chǎn)的水性環(huán)氧樹脂。通過化學(xué)改性法生產(chǎn)的水性環(huán)氧樹脂,外觀為白色黏稠狀液體。
對于水性環(huán)氧樹脂固含量,試驗(yàn)測定參照《T1725色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測定》。根據(jù)水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料使用特性,若水性環(huán)氧樹脂固含量過低,實(shí)際使用時(shí)添加量較大,水性環(huán)氧樹脂中未反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)則會對水性環(huán)氧樹脂乳化瀝的性能產(chǎn)生影響;根據(jù)化學(xué)改性法生產(chǎn)的水性環(huán)氧樹脂工藝,生產(chǎn)高于60%含量產(chǎn)品困難較大,故該標(biāo)準(zhǔn)要求水性環(huán)氧樹脂固含量不低于50%。
由水性環(huán)氧樹脂和乳化瀝青按一定比例混合加工而成的膠結(jié)料。水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青的技術(shù)要求應(yīng)符合表2的規(guī)定。
為保證水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青混合料具有足夠的可拌和及施工時(shí)間,要求水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青的破乳速度為慢裂或中裂。
篩上剩余量參照《JTGE20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn),在試驗(yàn)過程中水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青中并未添加固化劑。若添加固化劑,水性環(huán)氧樹脂發(fā)生固化反應(yīng),導(dǎo)致整個(gè)體系稠度增大,無法試驗(yàn)。
由于水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青破乳后固化后變?yōu)榄h(huán)氧瀝青,JTGF40對乳化瀝青蒸發(fā)殘留物性質(zhì)測試并不符合水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青。該標(biāo)準(zhǔn)編制過程中,參考了JT/T1131對RA樹脂瀝青(環(huán)氧瀝青)的技術(shù)要求,提出了對水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青蒸發(fā)殘留物斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率的指標(biāo)要求。
水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青對礦料的黏附性試驗(yàn),因水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青需要考慮水性環(huán)氧樹脂的固化問題,水性環(huán)氧樹脂只有固化后才能牢牢的黏接在礦料表面,未固化時(shí)其對礦料黏附性差,因此在試驗(yàn)過程中,對T0654原試驗(yàn)方法中集料顆粒在乳化瀝青中浸泡1分鐘,然后將集料顆粒懸掛在室溫中放置24小時(shí)適當(dāng)修改,將在室溫中放置24小時(shí)改為在40攝氏度烘箱中養(yǎng)生24小時(shí)后冷卻至室溫,其余試驗(yàn)方法均一致。
由于水性環(huán)氧樹脂固化后能夠牢牢黏接在集料顆粒表面,試驗(yàn)后瀝青膜基本不脫落,考慮實(shí)驗(yàn)誤差存在極個(gè)別裹附面積較小,同時(shí)參考《JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定,該方案編制組認(rèn)為將水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青對礦料的黏附性試驗(yàn),裹附面積不小于三分之二較為合理。
水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青的黏度只要符合《JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對乳化瀝青黏度的要求即可,水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青的黏度指標(biāo),采用了《JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對乳化瀝青黏度的指標(biāo)要求。
表3 水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青稀漿混合料技術(shù)要求
表4 水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青冷拌混合料技術(shù)要求
由水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青、礦料、水等按一定比例混合形成的漿狀混合物。水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青稀漿混合料技術(shù)要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。
可拌和時(shí)間是水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青稀漿混合料的一項(xiàng)重要指標(biāo),可直接反應(yīng)出稀漿混合料的可施工性,拌和時(shí)間過短則無法保證工程施工,在滿足實(shí)際工程施工的前提下可拌和時(shí)間應(yīng)大于120秒。
黏聚力試驗(yàn),因水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青與普通乳化瀝青存在根本性的差別,應(yīng)考慮水性環(huán)氧樹脂的固化,在試驗(yàn)過程中對T0754試驗(yàn)測定180分鐘的黏聚力值,修改為測定300分鐘的黏聚力值。
由水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青、礦料、水等,按一定比例混合而成且可在常溫下拌和、攤鋪和壓實(shí)的混合料。水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青冷拌混合料技術(shù)要求應(yīng)符合表4的規(guī)定。
水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青冷拌混合料因需加水拌和,在做馬歇爾試驗(yàn)時(shí)因要考慮殘留水份及水環(huán)氧樹脂固化度對試驗(yàn)結(jié)果的影響,因此在參考《JTGE20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試時(shí),增加了養(yǎng)生不同齡期的馬歇爾試驗(yàn)。
車轍試驗(yàn)同樣參考《JTGE20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的方法測試,并增加了養(yǎng)生不同齡期的車轍試驗(yàn)。