近十幾年來,我國橋梁建設取得了舉世矚目的進步。與普通混凝土橋面相比,鋼橋面自身的結構與惡劣的使用環境對橋面的鋪裝材料的使用提出了更高更嚴格的要求。
石油瀝青是路面鋪裝建設與養護不可或缺的材料,其性能直接決定了瀝青路面的工程質量和路面的結構形式。由于石油瀝青在高溫時易軟化,低溫時又易脆裂。因此,為了提高瀝青的使用性能,通常是采用添加聚合物的辦法來進行改性。
環氧瀝青作為一種新型高性能的復合材料,在力學性能上,它可以同時具有普通基質瀝青的高彈性和行車舒適性,以及環氧樹脂與鋼橋面基材之間特有的高粘結力和氣候耐久性。
由于在環氧瀝青體系的微觀結構中,連續相為熱固性的環氧樹脂,分散相為熱塑性的基質瀝青,因此在熱力學上,環氧樹脂可以看作是一種熱固性材料。在作為橋面鋪裝材料時,與普通的基質瀝青相比,它具有更高的耐高溫性能。
環氧瀝青作為一種新型橋面鋪裝材料,近年來取得了一定的發展。2001年,在黃衛教授的主導下,國內環氧瀝青材料成功應用在南京長江二橋上,這是環氧瀝青在我國的***應用。經過十幾年的使用,該橋面上鋪的環氧瀝青仍然表現出極為優良的使用效果。
在中國區鋼橋面的鋪裝材料中,應用得***為廣泛的環氧瀝青材料主要是美國ChemCoSystems公司和日本TAF公司的環氧瀝青,且主要以前者的產品為主,其基本上占據了中國工程區鋼橋面鋪裝材料應用量的80%以上。
東南大學陳志明教授與黃衛教授課題組,他們制備了一種新的高性能環氧瀝青材料,并將制成的材料應用于武漢天興洲大橋和上海黃浦大橋等工程中,這是***次將中國制造的環氧瀝青應用于工程中。
目前國產環氧瀝青已打破了國外環氧瀝青在國內的壟斷地位,并在一些大型交通工程上得到了應用。
環氧瀝青具有以下優越性:
1、抗疲勞性能
環氧瀝青出色的抗疲勞性能,即使是經過數百萬次車輪荷載撓曲變形也不開裂,可***大限度的延長路面的壽命。
2、抗滑性能
環氧瀝青封層含有高品質的抗磨光骨料,能夠自始至終提供優越的抗滑性能。環氧瀝青結合料不會像其他瀝青類材料在夏季高溫期間出現“冒油”現象。當骨料表面接觸交通的結合料磨失后,車輪只會與骨料相接觸。
3、特殊的滲透密閉性能
環氧瀝青A、B兩組分在高溫下混合灑布后初始粘度低,具有很強的滲透性,可以迅速沿瀝青混凝土面層微小空隙或裂縫進入路面內部,在固化反應后形成極高的結合強度,并且,可以修復瀝青混凝土的微缺陷,堵塞滲水,大幅度提高防水防滲效果。
4、優異的抗施工損傷性能
環氧瀝青可以充分包裹撒布碎石、填充面層層間空隙,并迅速發生化學反應形成極高的層間結合強度,使路面通過環氧瀝青牢固粘結,故具有優異的抗施工損傷性能。
5、超強的粘結性能
環氧瀝青與瀝青混凝土的粘結強度大大超過粘結對象本身的強度,拉拔強度和剪切強度都比其他常見封層材料高。
由于環氧瀝青具有高溫穩定性好、使用壽命長等特點,對中國大跨徑橋面鋪裝有重要意義,因此成為了近年來國內外研究的熱點。