环氧沥青及SMA混合料性能比较简析

环氧沥青及SMA混合料性能比较简析

核工业华南建设工程集团公司

摘要:桥面铺装是一个集桥梁结构、铺装结构、铺装材料及防水粘结材料的综合性课题。近年来我国对桥面铺装技术进行了大量的研究,尤其是环氧沥青及SMA混合料在桥面铺装中的应用,取得了一些成功经验。文章对环氧沥青及SMA混合料性能进行了对比分析。为今后桥面铺装的实施与推广提供参考依据。

关键词:桥面铺装技术;环氧沥青;SMA混合料

1技术简介

(1)环氧铺装技术

环氧沥青混凝土具有优良的高温性能、低温性能、水稳性能、疲劳性能等特点,最早是应用在机场跑道上作罩面,用以提高跑道的抗冲击性和耐久性。环氧沥青材料性能优势较明显,但由于其施工难度大、造价高的特点,在国内主要应用与规模较大的桥面铺装体系。

环氧沥青通常采用双层铺筑方案,铺装下层厚度为2.5cm,铺装上层厚度为2.5/3.0cm,铺装总厚度5.0/5.5cm,其典型铺装结构见下图。

(2)SMA13铺装技术

SMA相对于传统的AC混合料具有较好的高温、低温、疲劳等性能特点,目前已广泛应用于高等级公路表面层,以及桥面铺装体系。SMA混合料铺装在我国水泥混凝土桥面上应用较为成熟,工程应用效果较好,但疲劳、破损等病害也普遍存在。

SMA通常采用8cm双层铺筑方案,上面层采用细粒式级配SMA10/SMA13,厚度控制在3cm左右。下面层采用中粒式级配SMA13/SMA16,厚度控制在5cm左右,国内部分典型工程案例见下表。

环氧混合料及SMA10/13高温性能均能满足规范设计要求(≥3000)。环氧沥青属于热固性材料,区别于SMA混合料在高温条件下会发生软化,因此在高温性能方面具有绝对优势。

(2)低温性能

采用低温小梁极限弯拉应变指标评价沥青混合料的低温性能,环氧混合料、SMA10/13的低温性能指标结果见下图。

环氧混合料及SMA10/13水稳性能均能满足规范设计要求(≥0.8),环氧沥青混合料在水稳性能方面表现相对较好,但与SMA混合料的水稳性能差距不大。

(4)疲劳性能

采用三点疲劳试验,对环氧混合料、SMA10/13在0.3~0.5应力比条件下的疲劳寿命进行测试,测试结果见下图。

在荷载较小的条件下(应力比为0.3),环氧沥青混合料的疲劳性能具有较大优势,但当荷载状况较大的条件时(超载,应力比>0.3),环氧沥青混合料的疲劳性能衰减较明显。SMA混合料的疲劳性能在各级荷载作用下表现较为稳定。考虑交通超载较严重的状况(应力比为0.5),各类型混合料的疲劳性能较为接近。

3材料造价

统计目前相关工程应用中,环氧沥青及SMA混合料的材料造价情况见下表。

美国及日本产环氧价格非常高,从其能够长期保持优异的路用性能来看,具有一定的性价比。国产环氧沥青混合料在性能上有所下降,但相对进口环氧来说具有明显的价格优势。SMA10/13混合料的造价相对最低,各项路用性能也较好,总体来说性价比优势较明显。

4结束语

综上所述,国内从南京长江二桥开始,在大跨径钢箱梁桥面铺装工程中引进并开展环氧沥青混凝土技术SMA混合料铺装技术的研究与推广应用工作。对桥面铺装初步形成了以高温拌和浇注式环氧沥青混合料和SMA混合料两大铺装材料配置和施工体系。但这些桥面铺装材料多采用的是进口的环氧青,桥面铺装成本较高。因些,结合我国材料的特点和施工工艺,设计出抗滑、抗渗、延展性能强的环氧沥青混合料具有十分迫切的战略意义。

参考文献:

[1]闵召辉,黄卫.环氧沥青的粘度与施工性能研究[J].公路交通科技.2006(08)

[2]何壮彬.SMA混合料级配特点及结构指标研究[D].长安大学2008

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