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国家标准 《道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料》解析
作者:中交基础设施养护集团有限公司 张红春 来源:《中国公路》 时间:2020-04-17

道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料是一种预防性养护和中修使用的新型材料,具有粘结性强、性价比高、寿命长、节能环保等优点,有效解决了常规微表处、稀浆封层等表处技术存在的易脱落、开裂、起皮等寿命难题及无法用于水泥路面问题。该标准的制定将从根本上改变过去常规的预防性养护技术的短寿缺点。作为该标准的主要编写人之一,笔者解析了标准的编制背景、性质、使用范围、主要内容等。

背景:解决微表处、稀浆封层材料问题

据统计,我国在已建成的道路中,每年约有120万公里道路需要预防性养护,每年约75万公里道路需要中修。

随着全寿命理念的推广,预防性养护在道路养护中占据重要的比重。目前最常用的预防性养护是微表处、稀浆封层,这些常规的微表处、稀浆封层表处技术存在两方面问题。

首先,由于开展预防性养护时未处理半刚性基层沥青路面的深层病害,导致微表处、稀浆封层寿命短。

其次,由于微表处、稀浆封层材料本身的问题,用于沥青路面时存在易脱落、开裂、起皮等,寿命只有1年左右;对于水泥路面,常规的微表处、稀浆封层表处技术基本上无法使用,主要原因是常规的微表处、稀浆封层与水泥路面黏结性差,实施后很快破坏,寿命不到3个月。

为推广和实施路面20年不大修的理念,研究和推广长寿命预防性养护技术具有现实意义。该标准主要解决第二个问题。

性质:产品标准

该标准为“产品标准”。产品标准一般只包括产品的性能,不包括设计、施工等内容。因此,该标准紧扣产品标准的技术要求、检验方法,原则上不包括其他如路面结构设计、混合料设计、施工相关的内容。注重于控制结果,这点与技术规范有所差别。

当前正在推进标准改革,国家标准原则上不再涉及工程标准,工程标准由行标、地标和团标承担。总体思路是先编国家产品标准,确定主要技术指标,随后进行行标、地标和团标。

范围:各等级道路沥青和水泥路面建养

《道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料》属于我国“工程建设标准”体系。适用于各等级道路沥青路面和水泥路面的预防性养护、中修和新建工程,尤其适用于环境友好型的“绿色”施工。水性环氧树脂乳化沥青除可做为水性环氧树脂乳化沥青混合料的胶结料外,还可做为各等级道路的防水层、黏结层使用,水性环氧树脂乳化沥青混合料可用于各等级路面的磨耗层,水泥混凝土路面的抗滑处理,桥头跳车快速修复,各等级道路的新建及中修项目,是我国道路养护中先进技术的应用和发展。该标准将根据水性环氧树脂乳化沥青混合料施工方法的特性,结合水性环氧树脂乳化沥青混合料的规定和要求,吸取国外同行业相关技术的先进经验,制订适应于我国国情的工程建设标准。

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《道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料》标准的定制,对推广 20 年不大修、全寿命养护等新理念具有重要意义。(摄影:叶迈峰)

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内容:规定了材料、要求、检验规则及运输

该标准规定了道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料的材料、要求、检验规则和运输。

水性环氧树脂

以水为连续相,环氧树脂微粒、液滴或胶体为分散相的分散体系。水性环氧树脂的技术要求应符合表1的规定。

目前水性环氧树脂已广泛应用于我国的各行各业,就水性环氧树脂应用部位不同,又有具体分类,同时制备水性环氧树脂的方法也有多种。水性环氧树脂乳化沥青混合料所用的水性环氧树脂,要求具有较好的稳定性,在乳化

沥青中具有较好的分散性,固化产物要求具有一定的柔韧性,因此,化学改性法生产的水性环氧树脂能够满足该标准对水性环氧树脂的要求。水性环氧树脂乳化沥青混合料宜使用化学改性法生产的水性环氧树脂。通过化学改性法生产的水性环氧树脂,外观为白色黏稠状液体。

对于水性环氧树脂固含量,试验测定参照《T172 5色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定》。根据水性环氧树脂乳化沥青混合料使用特性,若水性环氧树脂固含量过低,实际使用时添加量较大,水性环氧树脂中未反应的化学物质则会对水性环氧树脂乳化沥的性能产生影响;根据化学改性法生产的水性环氧树脂工艺,生产高于60%含量产品困难较大,故该标准要求水性环氧树脂固含量不低于50%。

水性环氧树脂乳化沥青

由水性环氧树脂和乳化沥青按一定比例混合加工而成的胶结料。水性环氧树脂乳化沥青的技术要求应符合表2的规定。

为保证水性环氧树脂乳化沥青混合料具有足够的可拌和及施工时间,要求水性环氧树脂乳化沥青的破乳速度为慢裂或中裂。

筛上剩余量参照《JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的试验方法进行试验,在试验过程中水性环氧树脂乳化沥青中并未添加固化剂。若添加固化剂,水性环氧树脂发生固化反应,导致整个体系稠度增大,无法试验。

由于水性环氧树脂乳化沥青破乳后固化后变为环氧沥青,JTGF40对乳化沥青蒸发残留物性质测试并不符合水性环氧树脂乳化沥青。该标准编制过程中,参考了JT/T1131对RA树脂沥青(环氧沥青)的技术要求,提出了对水性环氧树脂乳化沥青蒸发残留物断裂强度、断裂伸长率的指标要求。

水性环氧树脂乳化沥青对矿料的黏附性试验,因水性环氧树脂乳化沥青需要考虑水性环氧树脂的固化问题,水性环氧树脂只有固化后才能牢牢的黏接在矿料表面,未固化时其对矿料黏附性差,因此在试验过程中,对T0654原试验方法中集料颗粒在乳化沥青中浸泡1分钟,然后将集料颗粒悬挂在室温中放置24小时适当修改,将在室温中放置24小时改为在40摄氏度烘箱中养生24小时后冷却至室温,其余试验方法均一致。

由于水性环氧树脂固化后能够牢牢黏接在集料颗粒表面,试验后沥青膜基本不脱落,考虑实验误差存在极个别裹附面积较小,同时参考《JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范》中的相关规定,该方案编制组认为将水性环氧树脂乳化沥青对矿料的黏附性试验,裹附面积不小于三分之二较为合理。

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水性环氧树脂乳化沥青的黏度只要符合《JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范》对乳化沥青黏度的要求即可,水性环氧树脂乳化沥青的黏度指标,采用了《JTGF40-20 04公路沥青路面施工技术规范》对乳化沥青黏度的指标要求。

水性环氧树脂乳化沥青稀浆混合料

由水性环氧树脂乳化沥青、矿料、水等按一定比例混合形成的浆状混合物。水性环氧树脂乳化沥青稀浆混合料技术要求应符合表3的规定。

可拌和时间是水性环氧树脂乳化沥青稀浆混合料的一项重要指标,可直接反应出稀浆混合料的可施工性,拌和时间过短则无法保证工程施工,在满足实际工程施工的前提下可拌和时间应大于120秒。

黏聚力试验,因水性环氧树脂乳化沥青与普通乳化沥青存在根本性的差别,应考虑水性环氧树脂的固化,在试验过程中对T0754试验测定180分钟的黏聚力值,修改为测定300分钟的黏聚力值。

水性环氧树脂乳化沥青冷拌混合料

由水性环氧树脂乳化沥青、矿料、水等,按一定比例混合而成且可在常温下拌和、摊铺和压实的混合料。水性环氧树脂乳化沥青冷拌混合料技术要求应符合表4的规定。

水性环氧树脂乳化沥青冷拌混合料因需加水拌和,在做马歇尔试验时因要考虑残留水份及水环氧树脂固化度对试验结果的影响,因此在参考《JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中规定的方法进行测试时,增加了养生不同龄期的马歇尔试验。

车辙试验同样参考《JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中规定的方法测试,并增加了养生不同龄期的车辙试验。

【编辑: 任 燕】

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