廠拌型SBS 改性乳化瀝青冷拌冷鋪技術(shù)探索研究

劉 飛

（北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司，北京 100097）

冷拌冷鋪技術(shù)是瀝青路面施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，具有節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)，符合國(guó)家目前提倡的“綠色公路建設(shè)”理念。20 世紀(jì)80、90年代，國(guó)家進(jìn)行了陽(yáng)離子乳化瀝青技術(shù)攻關(guān)，較好解決了稀漿封層技術(shù)的開(kāi)放交通慢問(wèn)題。21 世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了微表處技術(shù)，改性乳化瀝青的優(yōu)異性能實(shí)現(xiàn)了冷拌料性能的顯著提升。

1 SBS 改性乳化瀝青特性分析

1.1 較好的防水性

較好的流動(dòng)性能是SBS 改性乳化瀝青的核心優(yōu)點(diǎn)之一。施工時(shí)，游離的瀝青顆粒通過(guò)流動(dòng)性能進(jìn)而能夠完全滲透進(jìn)入道路的縫隙之中，同時(shí)，隨著瀝青顆粒在底部不斷的聚集，進(jìn)而形成了一層瀝青油膜，防止路面雨水透過(guò)瀝青進(jìn)入道路基層，破壞基層穩(wěn)定，影響路基強(qiáng)度。在對(duì)其進(jìn)行碾壓之前，瀝青的混合料通常會(huì)存在許多細(xì)小的空隙，這些空隙就好比是海綿，極易吸收和儲(chǔ)藏水分。積水時(shí)間久了，瀝青的乳液就會(huì)出現(xiàn)破乳現(xiàn)象，消除了乳化劑的極性，再經(jīng)過(guò)壓路機(jī)碾壓施工，加速了水份的蒸發(fā)，瀝青的滲水系數(shù)在此過(guò)程中會(huì)不斷的降低，直至為零，進(jìn)而達(dá)到了良好的防水以及隔水效果。

1.2 施工的便利性

SBR 改性乳化瀝青施在高速公路施工的便利性主要體現(xiàn)在以下方面：

1） SBR 改性乳化瀝青在常溫、常態(tài)下即可進(jìn)行施工，不需像普通瀝青一樣需要加熱到一定溫度才能進(jìn)行施工作業(yè)；2） 配套使用的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，施工機(jī)械化程度高；3）高速公路工程中應(yīng)用SBR 改性乳化瀝青施工結(jié)束后，我們對(duì)其養(yǎng)護(hù)不但簡(jiǎn)單，并且還不需要像普通瀝青一樣進(jìn)行養(yǎng)生。

1.3 多用途性能

通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及查閱其他項(xiàng)目情況下來(lái)看，現(xiàn)階段SBS 改性乳化瀝青在高速公路工程中的應(yīng)用，主要發(fā)揮了其在透層、封層、粘層以及抗剪性能力方面的優(yōu)勢(shì)。除此之外，SBS 改性乳化瀝青在普通公路的車轍修復(fù)、道路路面修整、裂縫與坑洞填補(bǔ)以及橋梁修整等方面也有著極好的應(yīng)用效果。這樣多用途性能也是其受到其他不同類型工程項(xiàng)目的關(guān)注。

2 廠拌用SBS 改性乳化瀝青的研制

2.1 采用冷再生用乳化劑

對(duì)瀝青先改性后乳化，按照冷再生推薦摻量對(duì)SBS 改性瀝青進(jìn)行乳化，進(jìn)行5 次試驗(yàn)，出現(xiàn)無(wú)法破乳、制備后儲(chǔ)存穩(wěn)定性不足等問(wèn)題。

2.2 采用乳化劑復(fù)配方案

通過(guò)慢裂快凝型乳化劑MK（微表處用） 與慢裂慢凝型乳化劑MM（冷再生用） 復(fù)配，成功制備了穩(wěn)定性極好的SBS 改性乳化瀝青，確保了后續(xù)試驗(yàn)的開(kāi)展。該乳化瀝青存儲(chǔ)6 個(gè)月后，未出現(xiàn)破乳結(jié)皮。

3 冷拌料密實(shí)性研究

3.1 研究思路

在國(guó)內(nèi)較早提出“先進(jìn)行HMA 配比設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上驗(yàn)證冷拌料、分析差異，再進(jìn)行冷拌配比調(diào)整”的思路。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠區(qū)分出冷拌與熱拌的性能差異，更有利于分析要解決的問(wèn)題。

3.2 HMA、CMA 比較

按照傳統(tǒng)的方法拌制冷拌料（乳化瀝青固含量與現(xiàn)有研究基本一致，改進(jìn)之處是拌和添加了占水泥劑量2%的減水劑RW），用復(fù)現(xiàn)后的CMA 與HMA 進(jìn)行比較。冷拌料的空隙率明顯偏高（HMA 設(shè)計(jì)要求是3%～6%），動(dòng)穩(wěn)定度明顯優(yōu)于熱拌，但殘留穩(wěn)定度相比熱拌下降較多。說(shuō)明冷拌效果與冷拌料的空隙率有明顯關(guān)系，同時(shí)冷拌料的孔隙率與水穩(wěn)定性之間存在一定的關(guān)聯(lián)。

3.3 CMA 設(shè)計(jì)中的其他參數(shù)

拌和用水量：采用手拌，以乳化瀝青均勻裹覆礦料，漿體不溢出為宜。試拌時(shí)發(fā)現(xiàn)，外加水低于1%、總體含水量低于4%時(shí)，即使增加減水劑用量，也不能均勻拌和，說(shuō)明冷拌料拌和存在一個(gè)極限最低外加水量和極限最低總體含水量，具體數(shù)值應(yīng)取決于采用的乳化體系。水泥劑量：冀東璧山P.O.42.5 水泥，代替1%礦料。減水劑RW 的摻量：按水泥的2%，試拌發(fā)現(xiàn)即使全部用礦粉，減水劑仍能夠起到減水作用。礦料：石灰?guī)r，擊實(shí)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有破碎。

3.4 增密方案及效果評(píng)估

不改變基本配比的方案：在現(xiàn)有乳化體系下，適當(dāng)增加二次擊實(shí)次數(shù)有助于增加冷拌料的密實(shí)性；不使用減水劑、拌和時(shí)礦粉后加均會(huì)導(dǎo)致成型后的試件空隙率增加；而養(yǎng)生后不進(jìn)行二次擊實(shí)的做法導(dǎo)致空隙率急劇增加。增加油石比（或乳化瀝青用量） 能夠降低空隙率；增加粉料含量有助于降低空隙率。但是增加油石比會(huì)提高造價(jià)，增加粉料含量需通過(guò)進(jìn)一步分析瀝青混合料微觀結(jié)構(gòu)形式，確定增加劑量。

4 進(jìn)一步分析

比較本研究的廠拌型乳化瀝青冷拌與微表處存在較大差異，通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)乳化體系應(yīng)該是影響冷拌料性能的最關(guān)鍵要素，具體體現(xiàn)在：1） 廠拌型冷拌的可拌和時(shí)間，至少高出微表處1h，用于鋪筑；2） 廠拌型冷拌成型時(shí)，乳化瀝青未破乳，且破乳時(shí)間長(zhǎng)于水泥初凝時(shí)間；而微表處是在水泥初凝前完成破乳、排水、更容易進(jìn)一步壓密，從而迅速形成強(qiáng)度，具備開(kāi)放交通條件。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，MM、MK 瀝青乳化劑的復(fù)配，可實(shí)現(xiàn)SBS改性瀝青的乳化，可用于廠拌，但其破乳速度慢的問(wèn)題需要進(jìn)一步研究；基于熱拌配比研究冷拌，能夠更好地發(fā)現(xiàn)冷拌技術(shù)的不足，為解決方案的尋找指明方向。此外，當(dāng)前乳化體系下，增加二次擊實(shí)次數(shù)、增加油石比、增加礦粉用量，均可以增加冷拌料的密實(shí)性；高固含量改性乳化瀝青能夠改善冷拌料路用性能，但對(duì)密實(shí)性無(wú)明顯改變。