淺談稀漿封層在高速公路上的應(yīng)用

程喜貴

瀝青稀漿封層采用適當(dāng)級配的石屑或砂為骨料,以乳化瀝青為結(jié)合料,加粉料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)、添加劑和水按一定配比拌和成粥狀流動狀態(tài)的瀝青混合料,經(jīng)過稀漿封層均勻地攤鋪在路面上,待其水分蒸發(fā)干燥后硬化成型,其外觀與瀝青混凝土相似。瀝青稀漿封層是乳化瀝青路面工程應(yīng)用的發(fā)展。由于瀝青稀漿拌和須加入較多水分,使稀漿具有較好的流動性和粘附性,充分發(fā)揮了乳化瀝青的優(yōu)點(diǎn);瀝青乳化稀釋及加上油石料異性電荷,使得瀝青對礦料能完全涂敷并牢固地粘附,攤鋪后,能與原路面牢固地結(jié)合在一起;因其用料偏細(xì),接近于澆鋪式與碾壓式瀝青混凝土級配,其混合料因密實(shí)度高,空隙率小等特征,具有較高的強(qiáng)度和良好的耐久性、防水性;并且瀝青在骨料上分布均勻,沒有多余瀝青,可防光滑泛油病害,摩擦系數(shù)很高,有較好的防滑性能。

近年來,京石高速公路由于交通量增長迅速,超載車輛不斷增加,路面出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的車轍、推移、開裂、沉陷等病害,京石路于1998年開始對路面進(jìn)行罩面養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)罩面工程中,大面積使用了稀漿封層作為下封層,以起到防水、粘結(jié)作用,代替以往舊路面拉毛后灑粘層油的傳統(tǒng)做法,取得了較為明顯的效果。從實(shí)驗(yàn)施工情況來看,具有以下特點(diǎn):

1)代替粘層油,作為防水層;2)增加粗糙度,提高抗滑能力與罩面完好結(jié)合;3)改善舊路狀況,使病害得到妥善處理;4)減少路面污染,具有環(huán)境意義。

作為粘結(jié)層的底封層,其特征與傳統(tǒng)的鋪灑粘層油做法對比如表1所示。

現(xiàn)將其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及配比設(shè)計(jì)介紹如下。

1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及作用

根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJT 032-94在高速路上盡量縮短封閉交通的需要,結(jié)合施工病害較重路段尚需挖補(bǔ)、找平等具體情況,施工采用慢裂快凝型乳化瀝青對原路面含挖補(bǔ)、找平路面進(jìn)行Ⅱ型中封層(偏粗)的衡漿封層,封層后經(jīng)過養(yǎng)生 1 h～3 h即可開放交通,封層厚度4 mm～6 mm。封層后路面外觀平整、密實(shí)、色澤一致,表面粗糙、無光滑,縱橫接縫銜接平順。對原路面早期出現(xiàn)的磨損、老化、裂縫、網(wǎng)裂、光滑、松散、麻面等病害及時修復(fù)或改善,作為連接層較為理想地提高了路面的平整、耐磨、防水、抗滑性能,尤其克服了粘層油所帶來的污染嚴(yán)重,灑布不均勻等缺點(diǎn)。

表1 粘結(jié)層底封層與傳統(tǒng)鋪灑粘層油做法對比

2 原材料要求及配比設(shè)計(jì)

1)骨料。骨料采用石灰?guī)r,顆粒組成符合Ⅱ(偏粗)型封層級配要求,表面干凈,骨質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨,其中SMM以下細(xì)骨料堅(jiān)硬、清潔、無風(fēng)化、無雜質(zhì),扁平細(xì)長顆粒的含量小于15%,砂當(dāng)量不低于60%。

石料篩分結(jié)果級配如表2所示。

2)瀝青。為保證路面的力學(xué)性能需要,生產(chǎn)乳化瀝青用的基質(zhì)瀝青全部采用力霸牌重道路瀝青,該瀝青抗低溫、高溫能力好,耐候性、耐老化性優(yōu)良,在施工管理中,瀝青入庫及使用前經(jīng)化驗(yàn)人員逐項(xiàng)認(rèn)真分析化驗(yàn),確保其三大指標(biāo)針入度、延伸度、軟化(點(diǎn))全部合格,做到不合格決不能用于生產(chǎn)施工。

表2 石料篩分結(jié)果級配表 %

3)乳化劑。為了確保乳液質(zhì)量,乳化劑采用EM76型慢裂快凝陽離子乳化劑,此種乳化劑不僅純度高用量小,而且乳化效果好,稀漿混合料的可拌合時間長,易于施工。攤鋪后固化成型快,正常氣溫下40 min～60 min粘結(jié)力可達(dá) 2.0 N?m～2.5 N?m,縮短了養(yǎng)生和開放交通時間。

乳化瀝青配比(重量比)設(shè)計(jì)如下:

瀝青60%。

乳化劑用量:0.8%～1.2%(根據(jù)氣溫變化的需要而調(diào)整)。

水相pH值2～3水加至100%。

EM76型乳化劑與其他乳化劑生產(chǎn)乳液粘結(jié)力等實(shí)驗(yàn)對比如表3所示。

表3 EM76型乳化劑與其他乳液粘結(jié)力對比表

4)乳化瀝青優(yōu)良的乳化設(shè)備,產(chǎn)量高(Qmax=23 t/h),質(zhì)量穩(wěn)定,重道路基質(zhì)瀝青乳化均勻,效果良好。用其生產(chǎn)的乳化瀝青經(jīng)檢驗(yàn)后全部符合BC-3型乳化瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其主要指標(biāo)及性能如表4所示。

表4 乳化瀝青主要指標(biāo)及性能

表5 稀漿封層及成型封層各項(xiàng)性能檢測要求及實(shí)測數(shù)值表

5)填料:加入填料的目的是調(diào)整礦料級配,彌補(bǔ)石中小于0.75 mm微顆粒的不足,增強(qiáng)與瀝青間的交互作用,改善稀漿和易性,加快固化成型等。施工中,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際和骨料成分,在部分路段加入425號普通硅酸鹽水泥作填料,其粒徑小于0.075 mm,用于改善稀漿性能,縮短破乳時間,提高防水,增加早強(qiáng)。用量不超過1%。

6)綜合理論配比。骨料∶乳化瀝青∶水∶填料=100∶(13～14.5)∶(13～20)∶(0.4～1)。通過此綜合配比,稀漿封層(混合料)及成型封層各項(xiàng)性能檢測要求及實(shí)測數(shù)值如表5所示。

稀漿封層作為罩面的防水層和下面層的連接層,充分發(fā)揮了該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),通過在京石路罩面養(yǎng)護(hù)中的大面積應(yīng)用,不僅促進(jìn)了稀封技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)方面的進(jìn)一步邀請推廣,而且為高速公路路面養(yǎng)護(hù)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 謝 寧.瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)[J].山西建筑,2009,35(15):286-287.