随着交通建设逐渐转入工程条件更为复杂的山岭和水域,山区公路、跨海桥隧以及深水、外海工程项目增多,公路桥隧工程比例显著增大,大跨径钢桥面及特殊道面数量越来越多,对路面面层材料路用性能及使用寿命提出更高需求。环氧沥青作为一种热固性材料,具有强度高、刚度大、与集料和钢板的粘结力强、耐化学腐蚀、耐高温性能优,具有良好的变形追随能力等优点,路用性能及使用寿命较传统沥青材料具有难以匹敌的优势。1966年,最早使用环氧沥青铺筑的美国加利福尼亚州旧金山湾的圣马特奥海沃德桥,其桥面使用寿命已超过50年;我国首条环氧沥青铺装的钢箱梁桥,经过十余年的使用,其桥面仍保持良好路况。但与此同时,由于环氧沥青容留时间短、容许施工时间少、施工条件苛刻以及材料费用过高、技术保密性等原因影响,严重制约了环氧沥青的推广及应用。本文以解决制约环氧沥青推广及应用的两大问题,即材料费用过高、施工条件苛刻为主要研究内容。通过开发增容剂,在性能相当的基础上,大大降低了环氧树脂掺量,有效解决了环氧沥青材料费用过高问题。提出的革新施工工艺“后掺法”施工工艺大大降低了施工的影响环节,更易保证工程质量,有效解决了应用范围受限的问题,为大规模推广应用奠定坚实基础,主要研究结论如下:1、基于沥青多组分特点,以共溶共混及复合材料界面理论为基础,揭示了环氧沥青相容性差的本质特征。开发了环氧沥青增容剂,有效解决了环氧沥青的相容性问题。自制环氧沥青在路用性能与使用相对较广的日本TAF环氧沥青及美国ChemCo环氧沥青性能相当时的环氧树脂掺量仅为8%,材料成本大幅降低,有效解决环氧沥青费用高的问题。2、采用自制环氧沥青按传统工艺制备环氧沥青混合料,并在室内系统开展了环氧沥青混合料路用性能测试和评价。经检测,自制环氧沥青混合料在环氧树脂掺量10%的情况下,各项性能指标与主流环氧沥青产品按现有传统工艺制备的混合料性能相当或更优,均符合《道路与桥梁铺装用环氧沥青材料通用技术条件》(GB/T30598-2014)的技术要求。3、采用“后掺法”工艺制备环氧沥青混合料,并系统开展路用性能试验,实验结果表明适当调整配方能保障环氧沥青混合料的各项性能指标,验证了“后掺法”工艺的可行性。基于拌和时间、拌和温度、环氧树脂体系掺量三个因素开展正交试验研究,确定“后掺法”工艺的各项参数。现有传统工艺是将环氧沥青A组分和B组分搅拌均后作为粘结料与集料拌和后再运输至现场摊铺碾压。而革新的施工工艺是先将环氧沥青B组分与集料拌和后,运输至现场再准确添加A组分并拌和均匀后摊铺、碾压。采用后掺工艺,避免拌和、运输及摊铺前待料三个环节因环氧沥青A、B组分发生化学反应导致的问题,降低了施工难度,解决了环氧沥青容留时间短而导致的应用范围限制。4、开展了环氧沥青粘度增长规律、环氧沥青混合料容留时间、出料温度、强度增长规律和恶劣气候条件下施工的影响等方面的研究。提出环氧沥青“后掺法”施工工艺的施工质量控制标准,为依托工程的实施提供数据支撑。5、以云南嵩明(小铺)至昆明(乌龙)高速公路改扩建工程小铺至兔耳关段——金钟山连接线铺装工程为实体应用,将本文研究成果用于工程实践中。