乳化瀝青在工程中的應(yīng)用

劉慧蘭 吳雅琴

（1、贛州市公路管理局南康分局，江西 贛州 341400 2、贛州市公路管理局直屬分局，江西 贛州 341400）

1 乳化瀝青

乳化瀝青是將黏稠瀝青加熱至流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)高速離心、攪拌及剪切等機(jī)械作用，使瀝青形成細(xì)小的微粒，且以此狀態(tài)均勻分散在含有乳化劑和穩(wěn)定劑的水中，形成水包油型瀝青乳液。其主要特性表現(xiàn)可以冷態(tài)施工，現(xiàn)場(chǎng)無需加熱設(shè)備和能源消耗，扣除制備乳化瀝青所消耗的能源后，仍然可以節(jié)約大量能源。由于乳化瀝青黏度低、和易性好、施工方便，故可節(jié)約勞動(dòng)力。此外乳化瀝青在集料表面形成的瀝青膜較薄，不僅提高了瀝青與集料的黏附性，而且可以節(jié)約瀝青用量。乳化瀝青施工不需加熱，故現(xiàn)場(chǎng)不污染環(huán)境，同時(shí)避免了勞動(dòng)操作人員受瀝青發(fā)揮物的毒害。

2 乳化瀝青在實(shí)際中的應(yīng)用

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

乳化瀝青用于修筑路面，不論是陽離子型乳化瀝青或陰離子型乳化瀝青均有兩種施工方法：1)灑布法(代號(hào) P)：如透層、黏層、表面處潑或貫入式瀝青碎石路面；2)拌和法(代號(hào)B)：如瀝青碎石或?yàn)r青混合料路面。乳化瀝青按其分裂速度，可分為快裂、中裂、慢裂三種類型。

在應(yīng)用乳化瀝青技術(shù)，對(duì)路用改性乳化瀝青，各國(guó)都制定了不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)乳化石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)也有相應(yīng)的規(guī)定，但目前我國(guó)尚未制定正式的路用改性乳化瀝青技術(shù)要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，故采用改性乳化瀝青時(shí)，應(yīng)符合上述《城市道路工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》中對(duì)應(yīng)用于透層的乳化瀝青的破乳速度和黏度的規(guī)定。

2.2 工程應(yīng)用

乳化瀝青在不同的工程部位中有著不同的作用，現(xiàn)將乳化瀝青在各工程部位中的應(yīng)用情況分述如下。

2.2.1 透層

瀝青路面層間處理主要是指基層和面層、面層和面層、面層與構(gòu)造物之間的過渡連接處理，用以增強(qiáng)層面間的黏接，使瀝青路面各層形成一個(gè)完整的受力體系，提高路面結(jié)構(gòu)承載力和耐久性；其次，層間處理使路面結(jié)構(gòu)在理論上與路面設(shè)計(jì)的理論假設(shè) (多層連續(xù)彈性層狀體)相一致，使路面設(shè)計(jì)更加符合路面實(shí)際受力狀況；此外，良好的層間處理措施能有效地防止半剛性基層干縮裂縫反射，并阻止地表水下滲和路基水上升。

以下分述各處理層對(duì)材料性能的要求及施工要點(diǎn)。瀝青透層施工是適用于澆在瀝青面層下非瀝青類下承表面，增加相互黏結(jié)力。其主要作用如下：透入基層表面孔隙，增強(qiáng)了基層和瀝青面層間的黏接；有助于結(jié)合基層表面集料中的細(xì)料；在完成基層的鋪裝后，適時(shí)噴灑透層油還可以減少基層的養(yǎng)生費(fèi)用，提高養(yǎng)生質(zhì)量；經(jīng)過透層油滲透成型以后的基層表面的開口空隙被填充，從而得到一個(gè)滲透深度上的防水層；在由于某種原因推遲鋪筑面層的情況下，透層可向基層提供臨時(shí)性防護(hù)，防止降雨和臨時(shí)行車的破壞。

在所有的層間處理方式中，透層對(duì)材料有著其特殊的要求。理想的透層深度應(yīng)透入基層3-5mm，為此透層油傳統(tǒng)采用低黏度的煤油稀釋瀝青，但由于將稀釋瀝青中的輕油分完全揮發(fā)后的瀝青黏度低，很難保證基層與面層之間的黏結(jié)強(qiáng)度，對(duì)環(huán)境亦有不良影響，因此宜采用乳化瀝青或改性乳化瀝青作為透層材料。基層鋪裝后，透層油施工要及時(shí)跟進(jìn)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)透層油的最佳滲透效果又有利于基層養(yǎng)生。對(duì)于存在浮漿和污染的基層表面，噴灑透層油之前必須進(jìn)行嚴(yán)格的清理，對(duì)于存在浮塵的路段應(yīng)在清掃后封閉交通，必要時(shí)可灑水潤(rùn)濕基層表面，灑水量以控制在使基層表面濕潤(rùn)無積水為宜，通過水的下滲將基層表面孔隙打通，有利于透層油透入。待表面水分蒸發(fā)后即可開始噴灑透層，灑布量保持在0.6-1.1kg/m2之間，不宜過高。

2.2.2 黏層

黏層的作用是使各面層之間、面層與構(gòu)筑物黏結(jié)成一個(gè)整體。瀝青黏層適用于增加瀝青類鋪筑層和其下層及鄰接構(gòu)筑物接觸面之間的黏結(jié)力。瀝青黏層材料習(xí)稱“瀝青漆”，亦作水泥板鄰接側(cè)壁、傳力桿等隔離劑之用。黏層應(yīng)在鋪筑瀝青混合料前3-4h內(nèi)均勻涂刷于下承表面或側(cè)壁，被涂刷的表面應(yīng)潔凈、干燥、無泥灰等雜物，層面間一定要清掃干凈，黏層的灑布強(qiáng)調(diào)“薄”和“遍”。在各面層間均撒布，一般用量為0.4-0.6kg/m2，具體用量可根據(jù)乳化瀝青的濃度(瀝青含量)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整原則是確保在整個(gè)層面提供不大于0.2kg/m2的殘留瀝青連續(xù)封面。在實(shí)際施工中從對(duì)所取芯樣的劈裂試驗(yàn)結(jié)果來看，各面層結(jié)合處的斷裂面均為不規(guī)則狀，表明結(jié)合面的黏結(jié)強(qiáng)度大于或等于混合料本身的黏結(jié)強(qiáng)度，優(yōu)于未進(jìn)行黏層油層間處理的結(jié)合強(qiáng)度。

2.2.3 路面防水層(下封層)

道路瀝青路面下封層適用于基層防水。防水層一般是設(shè)在有機(jī)結(jié)合料面層與基層間的有一定厚度的隔水層。防水層與透層結(jié)合，在基層和面層之間形成一道抵御水害 (包括動(dòng)水壓破壞)的防護(hù)層。

防水層應(yīng)使用黏結(jié)性和溫度穩(wěn)定性好的材料。它在荷載應(yīng)力應(yīng)變作用下不僅要保持良好的水密性，還應(yīng)使面層和基層間形成足夠的結(jié)合力，防止薄瀝青面層產(chǎn)生滑動(dòng)、推移等破壞。與面層和基層不結(jié)合的情況相比，它可以減小面層底層由行車荷載引起的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變(一般情況下可減小50%以上，有時(shí)甚至可以減小到25%)，并可以明顯減小由溫度變化引起的瀝青面層內(nèi)的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變。

封層油要在透層油破乳后進(jìn)行灑布，灑布量控制在0.8-1.6kg/m2。在封層油沒有完全破乳時(shí)及時(shí)撒布0.5-1cm的單粒徑碎石，覆蓋率一般為整個(gè)面積的60%-70%，然后用輕型膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1-2遍。經(jīng)穩(wěn)壓后的碎石顆粒浸入深度為粒徑的1/2。施工時(shí)應(yīng)注意掌握好石料撒布的時(shí)間，過早或過晚都不能收到良好的效果。

2.2.4 稀漿封層(上封層)

上封層適用于封閉路表孔隙和細(xì)裂縫或舊路養(yǎng)護(hù)。稀漿封層是一種冷拌瀝青混合料，是由乳化瀝青、石屑(或砂)、水泥和水等拌制而成的一種具有流動(dòng)性的瀝青混合料。具有骨料和瀝青混合的優(yōu)點(diǎn)，在通常情況下，相似的級(jí)配稀漿封層具有比熱拌瀝青混合料高的模量，有比較高的穩(wěn)定度，具有較高的抗變形能力，所以常用它來填充路面車轍，而且可作為路面加鋪抗滑層、磨耗層?；旌狭贤ǔＪ怯奢^硬的細(xì)骨料級(jí)配和耐磨的具有高砂當(dāng)量的骨料組成，特別是微觀封層和聚合物改性封層這種情況極大地增加了路面的強(qiáng)度和完整性。這使路面具有高磨損阻力和極好的變形阻力。

乳化瀝青乳液也容易在移動(dòng)的稀漿封層攤鋪機(jī)上使用，在該機(jī)器上進(jìn)行拌和及運(yùn)用摻加劑進(jìn)行化學(xué)控制來滿足養(yǎng)護(hù)的需要。除原材料和稀漿配合比因素外，施工影響稀漿封層質(zhì)量的重要因素就是稀漿封層機(jī)。由于要求封層機(jī)有較強(qiáng)的拌和能力和較快的攤鋪速度，目前國(guó)產(chǎn)封層機(jī)很難達(dá)到要求，只能采用進(jìn)口稀漿拌和機(jī)。

稀漿封層施工：在施工前原路面的整體強(qiáng)度要滿足強(qiáng)度要求，對(duì)影響原路面使用功能的病害均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。封層前，修補(bǔ)的路面應(yīng)基本穩(wěn)定；施工時(shí)應(yīng)當(dāng)封閉交通，清掃路面上的雜物，必要時(shí)用水沖洗原路面，但路面不能有積水。施工時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)配比調(diào)整好封層機(jī)各料門的開度，打開出料閥門，待攤鋪箱內(nèi)的稀漿混合料達(dá)箱容積的l／2時(shí)，啟動(dòng)底盤，低速行進(jìn)，進(jìn)行攤鋪。攤鋪結(jié)束后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待封層黏結(jié)力達(dá)到要求時(shí)，即可開放交通(普通乳化瀝青封層鋪筑一般封閉4-5h，氣溫低時(shí)要在8-10h，改性稀漿封層鋪筑一般只需0.5-1h)。

從道路養(yǎng)護(hù)看，采用稀漿封層進(jìn)行路面車轍修補(bǔ)不需要脫離拌和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，因而相對(duì)費(fèi)用比采用熱拌瀝青混合料的要少；因乳化瀝青允許潮濕的道路表面和較好的黏附性，沒有黏結(jié)層，對(duì)通常的車轍道路表面不需要研磨。因此現(xiàn)場(chǎng)使用的材料基本費(fèi)用比較少，而且改善施工條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少環(huán)境污染。對(duì)于面層修整，通常情況下，稀漿封層可使原有的道路表面使用壽命再持續(xù)4-8a。在高速公路上應(yīng)用稀漿封層或者改性瀝青稀漿封層，其使用壽命將達(dá)到8a。

3 結(jié)語

乳化瀝青可冷態(tài)施工，具有節(jié)約能源，便利施工、節(jié)約瀝青，保護(hù)環(huán)境等許多的優(yōu)越性。尤其是高聚物改性乳化瀝青的性能比乳化瀝青的性能又有了本質(zhì)的提高，有使路面瀝青高溫不發(fā)軟和低溫不脆裂、防止高溫車轍和低溫裂縫的效果，不僅能大幅度改善瀝青路面層間結(jié)合狀況，減少使用過程中各種病害的發(fā)生，還在道路養(yǎng)護(hù)中，特別是對(duì)高等級(jí)路面的養(yǎng)護(hù)具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1]梁海,等.改性瀝青在機(jī)場(chǎng)高速公路的應(yīng)用與研究[J].公路.2009年06期.

[2]陳剛.改性瀝青在瀝青混凝土施工中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2009年22期.