稀漿封層混合料配合比設(shè)計(jì)與施工

劉向榮

1 概述

瀝青稀漿封層混合料簡(jiǎn)稱(chēng)瀝青稀漿封層，是由乳化瀝青、石屑、填料和水等拌制而成的一種具有一定流動(dòng)性的瀝青混合料。將瀝青稀漿封層混合料攤鋪在路面上(厚度約為3 mm～10 mm)，經(jīng)破乳、析水、蒸發(fā)、固化等過(guò)程，形成密實(shí)、堅(jiān)固而耐磨的表面處治薄層，可以防治路面早期病害，延長(zhǎng)路面使用壽命。

2 瀝青稀漿封層的作用

1)防水性能。稀漿封層混合料是由一定級(jí)配的集料與乳化瀝青拌和而成，攤鋪后與下承層牢固粘附，形成良好的防水封層，從而使上面下滲的雨水阻隔于防水層之上，保證了下承層的整體穩(wěn)定性及剛度。

2)防止瀝青層滑動(dòng)的性能。稀漿封層混合料攤鋪厚度薄，混合料中的集料細(xì)且分布均勻，有較明顯的粗糙面，在合理瀝青用量的基礎(chǔ)上，起到阻止上承層瀝青混合料的滑移作用。

3)填充作用。稀漿封層拌和后以稀漿狀態(tài)存在，具有很好的流動(dòng)性，在瀝青層表面可以很好的填補(bǔ)原路面的不平整及粘結(jié)表面的松散粒料，改善路表的行駛質(zhì)量。

4)較強(qiáng)的耐磨性能。選用堅(jiān)硬的抗磨集料后，可以修復(fù)有較強(qiáng)耐磨要求的瀝青路面面層，延長(zhǎng)路面的壽命。

但稀漿封層有其很大的缺點(diǎn)，只能作為表面磨耗層及封水層，其較薄結(jié)構(gòu)不具有結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的功能。

表1 稀漿封層的礦料級(jí)配

3 稀漿封層混合料的材料組成

1)乳化瀝青。常采用陽(yáng)離子慢凝乳液，為提高稀漿封層的效果，可采用改性乳化瀝青，如丁苯橡膠乳化瀝青，氯丁膠乳改性瀝青。

2)集料。采用級(jí)配石屑(或砂)組成礦質(zhì)混合料，集料應(yīng)堅(jiān)硬、粗糙、耐磨、潔凈，稀漿封層用通過(guò)4.75 mm篩的合成礦料的砂當(dāng)量不得低于50%。細(xì)集料采用堿性石料生產(chǎn)的機(jī)制砂或潔凈的石屑。對(duì)集料中超粒徑必須篩除。

根據(jù)設(shè)計(jì)厚度、處治目的及公路等級(jí)，按照表1選用合適的礦料級(jí)配。

3)填料。為提高集料的密實(shí)度，需摻加水泥、石灰、粉煤灰、石粉等填料。摻入的填料應(yīng)干燥、無(wú)結(jié)團(tuán)、不含雜質(zhì)。

4)水。為濕潤(rùn)集料，使稀漿封層混合料具有要求的流動(dòng)性，需摻加適量的水。水應(yīng)采用飲用水，一般可采用自來(lái)水。

5)添加劑。為調(diào)節(jié)稀漿封層混合料的和易性和凝結(jié)時(shí)間，需添加各種助劑，如氯化銨、氯化鈉、硫酸鋁等。

4 瀝青稀漿封層混合料的配合比設(shè)計(jì)

瀝青稀漿封層混合料的配合比設(shè)計(jì)，可根據(jù)理論的礦料表面吸收法，即按單位質(zhì)量的礦料表面積裹覆8 μm厚的瀝青膜，計(jì)算出最佳瀝青用量。但該方法并不能反映稀漿混合料的工作特性、舊路面的情況和施工要求。為滿(mǎn)足上述特性、情況和要求，目前通常采用試驗(yàn)法來(lái)確定配合比，其主要內(nèi)容包括下列各項(xiàng):

1)稠度試驗(yàn)。

該實(shí)驗(yàn)是為了確定稀漿混合料的加水量。它類(lèi)似于水泥混凝土的坍落度試驗(yàn)。稀漿混合料的含水量既要滿(mǎn)足施工和易性的要求，又要保證所攤鋪的稀漿能形成穩(wěn)定堅(jiān)固的封層。一般要求總的含水量在12%～20%范圍內(nèi)。

2)初凝時(shí)間試驗(yàn)。

稀漿混合料的初凝時(shí)間不能太長(zhǎng)也不能太短，初凝時(shí)間太長(zhǎng)，就會(huì)延長(zhǎng)交通開(kāi)放時(shí)間，給施工管理帶來(lái)困難;初凝時(shí)間太短，會(huì)給攪拌和攤鋪帶來(lái)困難，保證不了質(zhì)量。稀漿混合料的初凝時(shí)間可用斑點(diǎn)法測(cè)定，其是指混合料拌合以后至乳液完全破乳，用濾紙檢驗(yàn)已無(wú)瀝青斑點(diǎn)的時(shí)間。

3)固化時(shí)間試驗(yàn)。

稀漿混合料的固化時(shí)間，也就是其攤鋪后開(kāi)放交通的時(shí)間。稀漿混合料攤鋪后開(kāi)放交通的時(shí)間不能太長(zhǎng)，太長(zhǎng)了會(huì)對(duì)施工和管理帶來(lái)很大困難，否則得考慮用助劑來(lái)調(diào)節(jié)。稀漿混合料的固化時(shí)間，是初凝后的混合料在粘結(jié)力試驗(yàn)中達(dá)到最大粘結(jié)力的時(shí)間。

4)濕輪磨耗試驗(yàn)。

稀漿混合料的瀝青用量是配合比設(shè)計(jì)中最重要的參數(shù)。瀝青用量太少，稀漿封層就會(huì)松散;瀝青用量太多，路面就會(huì)出現(xiàn)壅包，并且也浪費(fèi)瀝青材料。用來(lái)確定稀漿混合料的最小瀝青用量，同時(shí)也用于檢驗(yàn)稀漿混合料成型后的耐磨耗性能。濕輪磨耗試驗(yàn)是按規(guī)定的成型方法，將成型后的稀漿混合料試件放入水中，用濕輪磨耗儀磨頭磨5 min，測(cè)定磨耗損失的試驗(yàn)。

5)乳化瀝青稀漿混合料碾壓試驗(yàn)。

乳化瀝青稀漿混合料碾壓試驗(yàn)是用來(lái)測(cè)定混合料中是否有過(guò)量的瀝青，也就是確定稀漿混合料的最大瀝青用量?？膳c濕輪磨耗試驗(yàn)一起確定稀漿混合料的最佳瀝青用量。碾壓試驗(yàn)是稀漿混合料成型后，在57 kg負(fù)荷下碾壓1 000次，模擬車(chē)輛行駛碾壓;然后在試件上撒定量的熱砂，再碾壓100次，以每平方米吸收的砂量來(lái)表示。

經(jīng)配合比設(shè)計(jì)，稀漿封層混合料的性能應(yīng)符合表2的要求。

表2 稀漿封層混合料技術(shù)要求

5 瀝青稀漿封層混合料的應(yīng)用

在瀝青路面出現(xiàn)病害的征兆時(shí)，為了減小瀝青路面的進(jìn)一步破壞，對(duì)原路面進(jìn)行瀝青稀漿封層處理，不但可以阻止原瀝青路面的裂縫等病害的繼續(xù)發(fā)展，還可以提高原路面的抗水破壞，抗滑的性能，從而延長(zhǎng)了原路面的服務(wù)質(zhì)量。

運(yùn)用稀漿封層技術(shù)處理三級(jí)及四級(jí)公路路面，可以起到整平、防塵及抗滑的作用，改善原路面的行駛舒適性。

6 結(jié)語(yǔ)

瀝青稀漿封層混合料作為冷拌瀝青混合料的一種，不僅適用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，水泥混凝土路面封層、砂石路面的處理，而且還有節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約瀝青、延長(zhǎng)施工季節(jié)等優(yōu)勢(shì)。

[1]JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[2]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工規(guī)范[S］.

[3]曾 莉.賴(lài)瑞澄.淺談ATB-25的配合比設(shè)計(jì)與施工工藝[J］.山西建筑，2010，36(4):290-291.