新型环氧沥青混合料(N-EA)和粘结剂性能试验评价研究.pdf

第 3 9卷 ， 第 1 期 2 0 1 4年 2月 公 路 工 程 Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 3 9，No 1 F e b， 2 0 1 4 新型环氧沥青混合料 ( N E A) 和粘结剂性能 试验 评价研 究 徐伟。 ， 黄红明 ， 周源 ， 谢鸿峰 ( 1 华南理工大学 ，广东 广 州5 1 0 6 4 1 ； 2 南京大学 ， 江苏 南京2 1 0 0 9 3 ) 摘要 】对一种新型研发 的环氧沥青混合料 ( N E A) 和粘结剂进行 了性 能试验评价 ， 对该 环氧沥青 混合料 进行 马歇尔稳定 度 、 车辙 、 小梁 弯曲、 疲劳试 验 ， 以及环氧树脂粘结层拉拔试验 ， 并 与当前应用较 多的 日本 T A F环氧 沥青和美 国 C h e m C o 环氧沥青混合料的试 验性能对 比分析 ， 结果显 示这种新型研 发的环氧沥青 混合料和粘结 剂具 有 良好 的性能 。 关 键词 】钢桥面铺装 ； 环氧沥青 ；性能对比 ； 试验研究 【 中图分类号】 U 4 1 6 2 1 7 【 文献标 识码A 【 文章编号 1 6 7 4 0 6 1 0 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 5 0 0 4 Ex p e r i me n t a l Ev a l u a t i o n o f t h e Pe r f o r m a n c e s o f No v e l Epo x y As p h a l t Mi x t u r e s( N EA)a n d Ep o x y Ad h e s i v e s XU W e i ，HUANG Ho n g m i n g ，ZHOU Yu a n ，XI E Ho n g f e n g ( 1 S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，Gu a n g z h o u， Gu a n g d o n g 5 1 0 6 4 1 ，C h i n a； 2 Na n j i n g U n i v e r - s i t y ，N a n j i n g ， j i a n g s u 2 1 0 0 9 3 ， C h i n a ) A b s t r a c t T h e p e r f o r ma n c e s o f n e w l y d e v e l o p e d e p o x y a s p h a l t m i x t u r e s( N E A )a n d e p o x y a d h e - s i v e s we r e s t u di e d t h r o u g h e x p e r i me n t s ，i n c l u di ng t h e Ma r s h a l l s t a b i l i t y t e s t ，r u t t i n g t e s t ，l o w t e mp e r a t u r e b e n di n g t e s t ，f a t i g u e t e s t f o r N EA ，a n d t h e a d he s i v e l a y e r p u l l o u t t e s t for t h e e p o x y a d h e s i v e s T h e pe rfo r ma nc e s o f N EA a n d e p o x y a d h e s i v e s we r e a n a l y z e d c o mp a r a t i v e l y wi t h t h o s e o f TAF e p o x y a s p h a l t a n d e p o x y a d h e s i v e s a n d Che mCo e p o x y a s p ha l t s Th e r e s u l t s s h o we d t h a t t he no v e l e p o x y a s p ha l t a n d e p o x y a d h e s i v e s h a v e g o o d pe rfo r ma n c e s for s t e e l d e c k p a v e me n t s Ke y wo r d s S t e e l D e c k P a v e me n t ； E p o x y A s p h a l t ； P e r f o r ma n c e C o m p a r i s o n ； E x p e r i m e n t a l s t u d y 0 前言 我国的大跨径钢桥梁建设发展很快 ， 但是钢桥 面铺装仍然是非常棘手的问题。目前我国钢桥面铺 装材料种类较多， 其 中环氧沥青是一种性 能优 良的 铺装材料 ， 但进 口环氧沥青价格也非常高 ， 一定程度 上制约了环氧沥青 的推广应用 ， 为此有必要研发具 有 自主知识产权的环氧沥青材料 。 目前环氧沥青按照施工温度可分为温拌类环氧 沥青( 拌和温度约 1 1 01 2 0) 和热拌类环氧沥青 ( 拌 和 温 度 约1 6 0 一 l 8 0 o C) 。 C h e m C o S y s t e m ( C h e mC o ) 环氧沥青 、 宁武化工生产环氧沥青属于温 拌施工类环氧沥青 ， 13 本 T A F环氧沥青属于热拌施 工类环氧沥青。本次试验评价 的新型环氧沥青 ( N E A) 属 于热拌 类环 氧沥青 。本 文 对新 型 自主研 发 热拌环氧沥青和粘结剂进行基本性能和特点 比对试 验 评价 。 1 材料组成及试验条件 N E A、 T A F 、 C h e m C o S y s t e m 环 氧 沥 青 材 料 组 成 、 配制比例及试验条件见表 1 。 T A F环氧沥 青结 合料 由基质 沥青 、 环氧 树脂 ( 主剂) 和固化 剂组成 ； C h e mC o环 氧沥青结合料 由组分 A( 由二酚基丙烷 和环氧氯丙烷在碱性催 化 剂作用下缩聚得到的液态双酚 A型环氧树脂) 和组 分B( 一种 由石油 沥青 和 固化 剂组 成 的匀 质合 成 收稿 13期】2 0 1 3 - 0 5 0 2 基金项 目国家 自然科学基 金重点 资助项 目(5 1 0 3 8 0 0 4 ) ； 国家重大科技支撑计划项 目(2 0 1 1 B A G O 7 B 0 3 ) 作者简介 徐伟 ( 1 9 7 3 一) ， 男 ， 吉林 吉林人 ， 副教授 主要研究方 向为道路工程 桥面铺装。 第 1 期 徐伟 ， 等 ： 新型环氧沥青混合料 ( N - E A ) 和粘结 剂性 能试验评价研究 5 1 结 厶 日 料 类 型 基质沥青 、 环氧树脂( 主剂 ) 和固化剂 组分 A( 环 氧树脂 ) 和 组分 B 基质沥 青、 混合树 脂 ( 环 氧 树脂 、 固化剂和改性剂 ) 主剂与 固化 剂 6 O ， 基 质沥 青 主剂与固化剂按 5 6： 4 4重量 比混合 1 7 0 ， 集料温度 1 8 5 所得混合物与沥青按 l ： l 进行混合 组分 A 8 75 ， 组 分 B 1 2 8 5 ， 集料 温度 1 3 5 主剂 与 固化 剂 6 O， 改 性 剂 8 0， 基 质沥青 1 7 0 ， 集 料温 度 1 8 5 组分 A与组分 B按照 1 0 0： 5 8 5重量 比进行混合 基质 沥青 ： 混合树脂 配方 A为 1 ： 1 1 、 配方 B为 1 ： 0 9、 配方 C为 1 ： O 8 6 o养护 4 d ， 常温 l d l 2 0 养 护 4 h 6 O养 护 4 d ， 常温 l d 物 ) 组成 ； N E A环氧沥青结合料是一种四组分材 料 ， 由基质沥青 、 环氧树脂 、 固化剂和改性剂组成。 本文研究 N E A环氧沥青配方 问题 ， 拟定 3种 配方 ， 配方 A、 B、 C的基质沥青与混合树脂的重量 比 分别为 1 ： 1 1 、 1 ： 0 9 、 1 ： 0 8 。在保证级配和其他 因 素相同的情况下进行相关性能试验， 其级配见表 2 。 表 2混合料矿料级配组成 Ta b l e 2 Mi x t ur e o f mi ne r a l a g g r e g a t e g r a da t i o n c o mp o s i t i o n 2马 歇 尔 稳 定 度 试 验T a b le 3 3 e u环lts氧 o f沥 ru青tt m m 参照 公路工程沥青与沥青混合料试 验规 程 ( J T G E 2 0 2 0 1 1 ) 制作标准 马歇尔试 件， 试验结果 见 图 1 。 ； 7 I I 0 ： j I 5 l j l 羹 52 配方A 配方B 舀 已 方C T AF Ch e mCo 图 1 环 氯沥青 的马歇 尔稳 定度 Fi g ur e 1 Ma r s h a l l s t a b i l i t i e s o f e p o x y a s p ha l t s 根据 图 l可以看出 ： N- E A环氧沥青混合料 3 种 配 方 的 马 歇 尔稳 定 度 相 差 不 大 ， 而 且 都 大 于 8 0 k N， 接近于 T A F环氧沥青 的马歇尔稳定度 ， 高于 C h e mC o环氧沥青混合 料马歇尔稳定度 ， 试 验数据 说明 N E A环氧沥青混合料具有较高的马歇尔稳定 度和强度。 3 车辙试验 本文是按照 公路工程沥青与沥青混合料试验 规程 ( J T G E 2 0 2 0 1 1 ) 的要求进行试验， 试验结果 见表 3 。 从图 2可以看出：N E A配方 A、 B、 c三者的动 稳定度相差不大 ， 配方 A的动稳定度略高于配方 B 、 C 。所评价 3类环氧沥青混合料属于热固性材料 ， 车辙动稳定 度均非常高， 对 比也说 明 N E A环氧沥 青混合料高温稳定性优 良， 可满足铺装工程对 高温 稳定要求 。 3 00 0 0 2 5 0 0 0 2 00 0 0 琶1 5 0 0 0 1 00 0 0 50 0 0 0 配 方A 配方B 配方c T A F C h e mC o 图 2动稳定度对 比 Fi g u r e 2 c o mp a r i s o n o f d y n a mi c s t a b i l i t y 4混合料 弯 曲试 验 沥青混合料弯曲试验可用来评价混合料的抗弯 拉特性和变形特性 ， 本 文是按 照 公路工程沥青与 沥青混合料试验 规程( J T G E 2 02 0 1 1 ) 的要求进 行试验， 试验温度分 别为 一l 5、 l 5 c C， 加载速率 为 5 0 ram rai n ， 试验结果见表 4 。该试验操作简便 ， 并可以对沥青混合料的变形性能、 弯拉模量进行评 价 ， 尤其是 l 5小梁弯曲试验能够有效反映沥青混 合料的抗疲劳性能和模量情况。 。 。 一 如 加 m 0 I 髓 灏 5 2 公路工程 3 9卷 抗弯拉 强度 MP a 3 5 9 1 3 6 3 0 3 5 0 3 3 9 2 7 2 0 8 8 2 1 7 l 2 0 3 6 2 1 0 9 2 5 4 7 l 7 3 5 极限弯拉应变 (1 0一 ) 3 1 8 2 8 1 2 9 3 3 1 2 5 1 3 1 3 2 9 8 8 9 8 9 3 7 5 4 J 5 7 弯曲劲度模量 MP a 儿 3 3 2 1 3 0 2 3 1 2 0 5 5 l 2 5 8 4 4 0 7 0 I 6 3 6 2 3 3 0 2 3 8 1 3 3 9 4 1 1