【正文】 相關(guān)科研報告標(biāo)準(zhǔn)吸水率（7天，20℃，%） ≤ASTM D 570在荷載作用下的熱撓曲溫度 （℃）18～25ASTM D 648粘度增至1000cP的時間(120℃，min) ≥30JTJ0522000 國產(chǎn)環(huán)氧瀝青拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)用以反映環(huán)氧瀝青受拉破壞的應(yīng)變和應(yīng)力。標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下兩種環(huán)氧瀝青拉伸試驗(yàn)結(jié)果見表53和表54。此后瀝青粘度隨時間的增加繼續(xù)上升。表62　礦料的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法項(xiàng) 目單位技術(shù)要求試驗(yàn)方法磨耗損失%≤22JTGE422005（T03172005）壓碎值%≤12JTGE422005（T03212005）針片狀含量%≤15JTGE422005（T03122005）視密度g/cm3≥JTGE422005（T030402005）砂當(dāng)量%≥60JTGE422005（T033402005）礦粉的技術(shù)要求見表63。表68 “八五”攻關(guān)專題建議的高等級公路瀝青混合料技術(shù)要求路用性能氣候條件與技術(shù)指標(biāo) 氣候分區(qū)及相應(yīng)的技術(shù)要求高溫穩(wěn)定性 七月平均最高氣溫（℃）＞30 20~30 ＜20夏炎熱區(qū) 夏熱區(qū) 夏涼區(qū)車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度（次/mm）上中面層 不小于下面層 不小于 800 600 400 500 400 300 低溫 抗裂 性年極端最低氣溫（℃）低溫彎曲蠕變試驗(yàn)應(yīng)變速率（0℃,1MPa,1/S/MPa）大于＜－ －~－ －9~－ ＞－9冬嚴(yán)寒區(qū) 冬寒區(qū) 冬冷區(qū) 冬濕區(qū)1106 106 106 106 水 穩(wěn) 定 性 年降雨量（mm）＞1000 500~1000 250~500 ＜250潮濕區(qū) 濕潤區(qū) 半干區(qū) 干旱區(qū)瀝青與石料的粘附性能 大于 4級 4級 3級 3級浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度，不低于（%） 75 70 65 60凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度，不低于（%）無此項(xiàng) 70 65 60表69 環(huán)氧瀝青混合料的技術(shù)要求試驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)技術(shù)要求馬歇爾試驗(yàn)穩(wěn)定度/kN固化試件≥20未固化試件≥馬歇爾流值 /2040空隙率 /%≤4瀝青飽和度 /%≥75殘留穩(wěn)定度 /%≥80小梁彎曲試驗(yàn)彎拉應(yīng)變(15℃)≥103車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度(60℃) /次試驗(yàn)結(jié)果見表611。彎曲試驗(yàn)溫度為15℃，加載速率為50mm/min，試驗(yàn)采用UTM14P三軸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行。(1) 浸水馬歇爾試驗(yàn)浸水馬歇爾試驗(yàn)方法規(guī)定試件在恒溫水槽中的保溫時間為48h，其余均與標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)方法相同。課題組針對這些要求，進(jìn)行了環(huán)氧瀝青混合料配合比設(shè)計，并對其使用性能進(jìn)行了研究： （1）制定了水泥混凝土橋面環(huán)氧瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)； （2）％； （3）車轍試驗(yàn)表明環(huán)氧瀝青混合料在高溫條件下變形量十分微小，具有良好的高溫穩(wěn)定性能； （4）低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明環(huán)氧瀝青混合料在低溫條件下彎曲強(qiáng)度和彎曲應(yīng)變較大，具有良好的低溫抗裂性能； （5）環(huán)氧瀝青混合料在浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)中表現(xiàn)出了較好的水穩(wěn)定性，表明環(huán)氧瀝青混合料具有較優(yōu)的抗水損害能力。預(yù)制厚5cm的水泥混凝土試件，然后按“表面處理——涂刷防水粘結(jié)層——碾壓瀝青混凝土鋪裝”的順序成型試件，將試件切割成尺寸為5050110mm的長方體，測試所能施加的最大破壞荷載P。試驗(yàn)溫度20℃。乳化瀝青、SBS瀝青在20℃的環(huán)境溫度下具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可見環(huán)氧瀝青比其它防水粘結(jié)材料具有更好的粘結(jié)性能。表74 攤鋪碾壓溫度下降對強(qiáng)度的影響試驗(yàn)溫度（℃）20剪切強(qiáng)度（MPa）拉拔強(qiáng)度（MPa）① 在模擬面層攤鋪碾壓溫度下降情況下，拉拔實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鋼板拉拔強(qiáng)度已接近 120℃，水泥混凝土拉拔實(shí)驗(yàn)因水泥混凝土板破壞，說明在面層攤鋪碾壓后，防水層已具有滿足通車要求的拉拔強(qiáng)度（公路工程質(zhì)量檢測規(guī)程要求拉拔強(qiáng)度≥）。（4）通過模擬攤鋪碾壓溫度下降對強(qiáng)度的影響試驗(yàn)得出在面層攤鋪后，防水粘結(jié)層具有滿足通車要求的剪切與拉拔強(qiáng)度。 UTM多功能材料試驗(yàn)系統(tǒng)UTM小梁疲勞試驗(yàn)采用三分點(diǎn)加載，其中小梁長度為400mm，加載設(shè)備兩端支點(diǎn)距離356mm，加載點(diǎn)間距為119mm。加工好的試件要在室溫下冷卻4h，然后在試驗(yàn)前夕將小梁試件放入保溫箱中保溫養(yǎng)護(hù)6h。 SMA16+AC20型疲勞壽命與應(yīng)變水平的雙對數(shù)直線圖 EA+SMA13型疲勞壽命與應(yīng)變水平的雙對數(shù)直線圖從上兩圖可以看出，兩種復(fù)合結(jié)構(gòu)的疲勞壽。關(guān)于試件尺寸和集料最大粒徑的關(guān)系，AASHTO規(guī)定：切制試件，長度不小于公稱最大粒徑的4倍，厚度或?qū)挾炔恍∮诠Q最大粒徑的1～；碾壓成型的試件，厚度不小于公稱最大粒徑的1～。每個區(qū)域的采樣間隔時間各不相同，0～10000次運(yùn)行次數(shù)時，每10次采一次樣，10000～100000次運(yùn)行次數(shù)時，每100次采一次樣，100000～1000000次運(yùn)行次數(shù)時，每1000次采一次樣。在各種試驗(yàn)情況下均符合材料性能指標(biāo)與規(guī)范要求。因此，利用烘箱模擬面層混合料攤鋪溫度下降情況：成型好試件后放入120℃烘箱10min后，每20min后烘箱降低10℃，降到60℃時再保溫30min。 不同防水材料性能研究按規(guī)定用量將配好的粘結(jié)材料涂刷于水泥板表面（成型標(biāo)號不低于C50的水泥板）或鋼板表面（經(jīng)除銹、防銹涂裝處理）進(jìn)行不同防水材料的剪切與拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表72。 拉拔試驗(yàn)示意圖 國產(chǎn)環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)材料性能研究 國產(chǎn)環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)料強(qiáng)度增長規(guī)律 通過對不同固化時間的國產(chǎn)環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)材料強(qiáng)度增長的影響規(guī)律的研究，確定其檢測技術(shù)指標(biāo)，同時指導(dǎo)路用性能實(shí)驗(yàn)方案的制定。 試驗(yàn)設(shè)計(1) 剪切試驗(yàn) 進(jìn)行室內(nèi)剪切試驗(yàn)的目的是為了確定防水粘結(jié)層抵抗剪切的能力，評價瀝青混凝土與防水粘結(jié)層、水泥混凝土面板與防水粘結(jié)層之間的粘結(jié)力。表614 環(huán)氧瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果試件編號最大荷載（kN）試件高度（mm）劈裂抗拉強(qiáng)度（MPa）標(biāo)準(zhǔn)差均值（MPa）TSR（%）未凍融1234凍融試件1234從試驗(yàn)結(jié)果看出設(shè)計的環(huán)氧瀝青混合料在凍融之后，%，表明其具有較優(yōu)的抗水損害能力。評價混合料水穩(wěn)定性的方法分為兩類：一類是瀝青礦料的粘附性試驗(yàn)；另一類是瀝青混合料的水穩(wěn)定性試驗(yàn)，測定瀝青混合料在浸水前后力學(xué)性能的變化，以浸水后的力學(xué)性質(zhì)與原性質(zhì)的對比作為對水穩(wěn)定性能的間接量度。2mm) 35mm(177。%，利用輪碾成型法制作標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗(yàn)試件，車轍板試件在120℃條件下固化6小時。表67 　馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果油石比毛體積相對密度空隙率(%)穩(wěn)定度(KN)流值（）瀝青飽和度（%）礦料間歇率（%）技術(shù)要求≤4≥302040≥75≥13迄今為止，我國還沒有制定橋面鋪裝瀝青混合料性能指標(biāo)的技術(shù)規(guī)范。 第六章 耐久性鋪裝下面層混合料試驗(yàn)研究（1）環(huán)氧瀝青本工程采用水泥混凝土橋面用環(huán)氧瀝青作為環(huán)氧瀝青混凝土結(jié)合料使用，其具體的技術(shù)指標(biāo)見表61。試驗(yàn)結(jié)論 (1) 粘度時間變化規(guī)律、11120℃下的粘度隨時間變化的曲線。每組6個試件，抗拉強(qiáng)度和斷裂延伸率取其均值。 國產(chǎn)環(huán)氧瀝青的技術(shù)指標(biāo)與要求國產(chǎn)環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝選用了由江蘇省句容市寧武化工有限公司生產(chǎn)的國產(chǎn)環(huán)氧瀝青。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的受力控制荷位為荷位2。三種橫向荷位作用下的鋪裝結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)峰值如表42所示，可見，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的受力控制荷位為荷位2。 集中荷載作用在跨中段 鋪裝結(jié)構(gòu)受力控制荷位用公路I級標(biāo)準(zhǔn)車的單后軸雙輪均布荷載代替集中荷載，進(jìn)行跨中段加密后的鋪裝結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)分析。橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)為新型耐久性鋪裝體系，鋪裝上層（）、下層（），鋪裝上層、下層材料模量分別取1800MPa和2000MPa，具體材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。（二）局部梁段鋪裝體系模型，考慮整橋某一典型梁段，采用板殼單元模擬，鋪裝采用實(shí)體單元離散，通過剛性連接實(shí)現(xiàn)兩種剛度結(jié)構(gòu)共同承受外荷載作用[24]。對比于國內(nèi)其它熱塑性與熱溶性防水粘結(jié)材料，作為熱固性的國產(chǎn)環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)材料具有無可比擬的優(yōu)越性質(zhì)，在我國水泥混凝土橋梁工程中已得到廣泛的應(yīng)用。 耐久性鋪裝材料優(yōu)選與結(jié)構(gòu)確定保證鋪裝層與水泥混凝土板的良好結(jié)合是減少鋪裝層病害的重要前提，必須重視防水粘結(jié)層的設(shè)計。(3)優(yōu)良的防水性能：要想保證橋梁的耐久性，首先必須保證橋面板不被雨水腐蝕。運(yùn)用國內(nèi)外的長壽命瀝青路面設(shè)計理念，結(jié)合己有的水泥混凝土橋面鋪裝設(shè)計方法，借鑒其合理的方面，改進(jìn)其不足，將力學(xué)計算和試驗(yàn)結(jié)合起來，相互驗(yàn)證，得到能使鋪裝使用壽命大幅度提高的研究方法，將是一件對社會與經(jīng)濟(jì)非常有意義的事情[19]。目前，世界上許多國家都投入了大量的精力進(jìn)行橋面鋪裝的研究，力求延長橋面鋪裝的使用壽命。鋪裝層質(zhì)量和使用耐久性直接影響到行車的安全性、舒適性、橋梁的耐久性及投資效益。本文采用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行力學(xué)分析[15]，建立水泥混凝土橋面鋪裝有限元模型，詳細(xì)了解鋪裝層內(nèi)部應(yīng)力分布狀況和病害產(chǎn)生的原因，找出目前橋面鋪裝層主要破壞類型的力學(xué)機(jī)理。水是導(dǎo)致瀝青鋪裝層損壞的主要原因之一，設(shè)計合理的橋面排水系統(tǒng)并保證其暢通顯得非常必要[12]。同時，由于水分不可避免地會滲入瀝青混合料，若沒有防水層的設(shè)置，滲入的水分最終會影響鋼筋水泥混凝土梁板的使用。實(shí)際上，由于橋面系的加勁部件的存在，使得剛?cè)徜佈b層體系的受力狀態(tài)更加復(fù)雜，使用條件更為苛刻。 病害成因分析造成瀝青混凝土橋面鋪裝早期破壞的原因是多方面的，涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料設(shè)計、施工、氣候及交通條件等諸多方面，深刻認(rèn)識瀝青混凝土鋪裝層出現(xiàn)上訴病害的機(jī)理是提出有效防止其早期損壞、延長其使用壽命的重要前提。鋪裝層表面的松散集料會降低抗滑能力，并被行車輪胎帶起甩在行車道上，引起其他問題，嚴(yán)重地影響了行車的安全性和舒適性。①通過實(shí)際施工，總結(jié)環(huán)氧瀝青防水層施工工藝及質(zhì)量控制措施；②通過實(shí)際施工，研究環(huán)氧瀝青鋪裝層施工工藝及質(zhì)量控制措施；③總結(jié)并提出環(huán)氧瀝青橋面鋪裝體系的施工技術(shù)指南。①橋面瀝青混凝土鋪裝層病害調(diào)查；②橋面防水狀況調(diào)查和鋪裝結(jié)構(gòu)調(diào)查；③水泥混凝土橋面板病害及腐蝕狀況調(diào)查。（5）我國對橋面防水層和鋪裝的應(yīng)用研究起步較晚，目前還沒有完善的施工技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，各地做法不盡相同，一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工操作，施工質(zhì)量不穩(wěn)定，從某種程度上講，這也是造成局部損害的重要原因。目前國內(nèi)己明確瀝青橋面鋪裝必須由防水粘結(jié)層和瀝青鋪裝層組成，但對橋面防水粘結(jié)的研究和試驗(yàn)才剛剛起步。但是相對于普通瀝青路面，橋面鋪裝受力復(fù)雜，影響因素諸多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （1） 需要進(jìn)一步深入分析橋面鋪裝損害機(jī)理。目前常用的橋面防水粘結(jié)材料主要有乳化瀝青、改性乳化瀝青、涂料、SBS卷材、APP卷材等，隨著國產(chǎn)環(huán)氧瀝青材料的研發(fā)成功，該高性能防水粘結(jié)材料也開始得到應(yīng)用推廣[56]。A和B組分混合后，順酐化瀝青、固化劑、功能聚合物、乳化劑等與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物間交織互聯(lián)，固化物體系很快從二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體型結(jié)構(gòu)并形成強(qiáng)度，其中，環(huán)氧樹脂以層疊、互聯(lián)的方式形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；瀝青則以顆粒狀態(tài)較均勻地分散在環(huán)氧樹脂內(nèi)部，顆粒彼此間幾乎無聯(lián)系，離散地分布在環(huán)氧樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，形成不可逆的固化物。乳化瀝青粘結(jié)層在國內(nèi)使用較多，如西陵長江大橋。熱熔型粘結(jié)材料由瀝青摻加樹脂（如松香）和各種聚合物（如EVA、PE、SBS）等組成，這類材料的共同特點(diǎn)是加熱后軟化，冷卻時固化變硬。由于瀝青混凝土鋪裝能大大緩和行車對橋面板的沖擊，較易達(dá)到平穩(wěn)舒適的要求，因此國內(nèi)外絕大部分水泥混凝土橋均采用瀝青混凝土柔性鋪裝。 水泥混凝土橋面鋪裝包括剛性鋪裝（即水泥混凝土鋪裝）、柔性鋪裝（瀝青混凝土鋪裝）兩大類。防水粘結(jié)材料主要包括熱熔型防水粘結(jié)材料、溶劑型防水粘結(jié)材料和熱固性防水粘結(jié)材料[4] 。溶劑型粘結(jié)材料一般多指乳化瀝青和可溶性的橡膠瀝青，這類材料的共同特點(diǎn)也是加熱后軟化，冷卻時固化變硬。環(huán)氧瀝青一般由A和B組分混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)固化而成，其化學(xué)反應(yīng)是不可逆的。我國最早是在20世紀(jì)80年代初開始逐漸認(rèn)識到鋼筋腐蝕的嚴(yán)重性和橋面防水粘結(jié)的重要性，開始陸續(xù)在北京、天津等地的水泥混凝土橋面鋪裝工程中鋪設(shè)柔性防水粘結(jié)層。橋面鋪裝已經(jīng)成為水泥混凝土橋梁建設(shè)工程中的工程人員關(guān)注的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。（3） 需要更深入進(jìn)行橋面粘結(jié)和防水層研究。在這幾種瀝青鋪裝層中，環(huán)氧瀝青混凝土具有明顯的性能優(yōu)勢，環(huán)氧瀝青鋪裝在美國、加拿大、荷蘭和澳大利亞等國家得到大量應(yīng)用，國內(nèi)的一些橋面鋪裝也多是采用進(jìn)口的環(huán)氧瀝青，價格高，隨著我國橋梁工程建設(shè)的不斷發(fā)展，自主開發(fā)環(huán)氧瀝青技術(shù)和環(huán)氧