高固含量改性乳化瀝青在同步碎石封層技術中的應用

路永春

摘 要：高固含量改性乳化瀝青是一種新型的改性乳化瀝青產(chǎn)品，在瀝青路面養(yǎng)護維修中具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性等特性，是同步碎石封層施工的重要膠結材料，近年來在養(yǎng)護維修工程中得到大量應用。本文首先介紹了高固含量改性乳化瀝青生產(chǎn)流程，然后重點分析了高固含量改性乳化瀝青在同步碎石封層施工中的應用。

關鍵詞：高固含量改性乳化瀝青;生產(chǎn)流程;同步碎石封層

中圖分類號：U418.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）20-0119-03

Abstract： High solid content modified emulsified asphalt is a new type of modified emulsified asphalt product， which has good high temperature stability and low temperature crack resistance in the maintenance of asphalt pavement， and is an important cementing material for synchronous crushed stone seal construction and has been widely used in maintenance and repair projects in recent years. This paper first introduced the production process of modified emulsified asphalt with high solid content， and then focused on the application of modified emulsified asphalt with high solid content in the construction of synchronous crushed stone seals.

Keywords： high solid content modified emulsified asphal;production process;synchronous macadam seal

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量日益增大，超限超載車輛增多，對公路的損害日趨嚴重，路面病害逐漸增多。高固含量改性乳化瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐磨性和黏附性等特性[1-2]，是同步碎石封層施工的重要膠結材料。

1 高固含量改性乳化瀝青生產(chǎn)流程

1.1 采用的設備

G227線養(yǎng)護維修工程項目使用高固含量改性乳化瀝青，其采用VSS公司的EP-75S型乳化瀝青生產(chǎn)設備制備，該設備帶有自動控制系統(tǒng)，可連續(xù)性生產(chǎn)，保證了施工中改性乳化瀝青的用量。其膠體磨的剪切細度非常小，細度達到3 μm且均勻集中，保證了改性乳化瀝青的乳化效果和儲存穩(wěn)定性。乳化瀝青生產(chǎn)車間生產(chǎn)的成品改性乳化瀝青委托第三方檢測機構進行粒徑分析，結果如圖1、表1所示。

粒徑分布測試儀可統(tǒng)計粒徑累積含量10%～95%的改性乳化瀝青，其中累計含量為50%（D50）的測試數(shù)據(jù)最具有代表性，粒徑為3.22 μm，粒徑越小，比表面積越大，乳化劑接觸瀝青顆粒的面積越大，乳化效果越好。

1.2 材料的選擇

在高固含量改性乳化瀝青生產(chǎn)前，對3個品牌不同標號的瀝青和各個品牌乳化劑、膠乳進行多次比選搭配試驗，確定最佳組合搭配，使高固含量改性乳化瀝青性能指標符合設計要求，達到經(jīng)濟適用的要求。選擇好與乳化劑、膠乳配伍性較好的瀝青，盡量選取瀝青標號高、針入度大的基質(zhì)瀝青，容易乳化[3-4]。

1.3 皂液的制備

根據(jù)實驗室出具的改性乳化瀝青生產(chǎn)配方，進行皂液配制，高固含量的改性乳化瀝青對乳化劑的選擇至關重要[5-6]，近幾年一直采用北京雅美的AM-77乳化劑，飽和度較高，乳化能力強，摻加量小。通常在皂液配置時，先在皂液罐中加入1/3的水加熱至70 ℃，在皂液罐中加入適量AM-77乳化劑，啟動攪拌設備，乳化劑在高溫皂液中充分溶解，然后在皂液罐中加入2/3的水，使皂液溫度控制在50～55 ℃，加入鹽酸，啟動攪拌設備，攪拌40 min，接樣進行pH檢測，pH控制在1.8～2.0。用酸度儀檢測，進行平行試驗，反復測幾次，測出的數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，這樣生產(chǎn)出來的改性乳化瀝青乳化效果較好，如表2所示。

1.4 生產(chǎn)流程控制

1.4.1 瀝青溫度的控制。瀝青溫度通常控制在130～135 ℃，瀝青溫度過高，容易造成瀝青老化，影響改性乳化瀝青性能;瀝青溫度過低，造成瀝青黏度大，流動性差，不易乳化。

1.4.2 膠乳添加量控制。首先設定好膠乳的添加量，EP-75S型乳化瀝青生產(chǎn)設備是用調(diào)節(jié)螺旋泵電機的轉速來控制流量。膠乳通過螺旋泵供到皂液管道里，與皂液混合，進入膠體磨。膠乳添加量用流量控制較穩(wěn)定，膠乳比較均勻地進入膠體磨，生產(chǎn)的高固含量改性乳化瀝青性能穩(wěn)定。

1.4.3 生產(chǎn)過程控制。在生產(chǎn)改性乳化瀝青時，根據(jù)比熱公式，計算出口溫度，進行溫度設定，啟動設備后，等出口溫度穩(wěn)定后，在設備磨頭出口處接樣做改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量的平行試驗，根據(jù)蒸發(fā)殘留物含量對出口溫度進行微調(diào)，生產(chǎn)過程中，至少做2組平行試驗，保確高固含量改性乳化瀝青的含量。

1.4.4 試驗檢測控制。生產(chǎn)結束后，在成品儲存罐中取樣，做高固含量改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量及蒸發(fā)殘留物各項指標。做到每生產(chǎn)一次，檢測一次，各項指標檢測合格后，再運往工地施工。

1.5 儲存要求

同步碎石封層用高固含量改性乳化瀝青對溫度要求較高，通常要求溫度50 ℃以上，通常在設有攪拌裝置的保溫罐中儲存，定期進行攪拌，有效減緩改性乳化瀝青的離析。

高固含量改性乳化瀝青溫度高，流動性較好，噴灑均勻，不易堵塞噴頭，易于施工。

1.6 高固含量改性乳化瀝青的技術指標

目前，國內(nèi)對高固含量改性乳化瀝青沒有明確的標準，參照美國《潤滑油和添加物元素分析的測試方法 用X射線熒光光譜波長分散法測定鋇》（ASTM D2397—2005）技術指標進行控制。高固含量改性乳化瀝青檢測指標實測值如表3所示。

2 高固含量改性乳化瀝青在同步碎石封層施工中的應用

近五年來，分別在G227線、G312線、Z075線、S220線實施同步碎石封層進行路面預防性養(yǎng)護，共計2 700 000 m2，使用高固含量改性乳化瀝青約為5 000 t。2014年11月至2016年6月，對4條線路實施的同步碎石封層路段分別進行了11次跟蹤觀測，抗?jié)B性能得到有效提高。構造深度施工完路段所測值為1.1～1.3 mm，通過近幾年的行車碾壓，構造深度逐漸下降，保持在0.6～0.9 mm。

2.1 高固含量改性乳化瀝青同步碎石封層施工過程質(zhì)量控制

施工單位必須做好施工過程的質(zhì)量控制。對計劃施工路段進行詳細的路況調(diào)查，根據(jù)處治方案，對原路面的翻漿、沉陷、擁包、裂縫等病害進行徹底處理，以保證同步碎石封層達到預期效果;施工前，對同步碎石封層施工的路面徹底清掃，泥土污染較嚴重的路段需要用水車清洗，待原路面干燥后再施工，以防止塵土形成隔離層，使灑布的碎石無法與原路面黏結;施工前，對同步碎石封層車乳化瀝青噴灑量進行標定，使同步碎石封層車改性乳化瀝青實際噴灑量與設定值一致。

對于高固含量改性乳化瀝青灑布量的控制，通常灑布量為1.6～2.0 kg/m2。下封層施工灑布量為1.6～1.8 kg/m2，張掖、山丹、臨澤、高臺地區(qū)的灑布量為1.6～1.8 kg/m2，高寒地區(qū)如肅南、民樂可適當調(diào)高灑布量，為2.0～2.4 kg/m2，原路面老化較嚴重、貧油、裂縫較多路段適當調(diào)高灑布量，為2.0～2.2 kg/m2。

嚴格控制碎石灑布量，碎石的灑布量應完全覆蓋舊路面，達到90%～100%覆蓋率。覆蓋率較低，碎石不能覆蓋原路面;覆蓋率過高，影響成型后的效果，同時也浪費石料。

高固含量改性乳化瀝青同步碎石封層，灑布后立即用膠輪壓路機碾壓1～2遍，使改性乳化瀝青與碎石充分接觸，增加改性乳化瀝青與碎石的裹覆面積。破乳后，再用膠輪壓路機復壓3遍以上，碾壓使改性乳化瀝青與石料充分黏結。

一般宜選擇在夏季施工，禁止在出現(xiàn)大風、雨天和低溫（路面溫度低于10 ℃）天氣施工，同時在雨后路面濕度大（75%）和雨前不能保證碾壓成型時，應當暫停施工。灑布車灑料不均勻或有漏灑時，通過人工補灑掃勻。

2.2 高固含量改性乳化瀝青同步碎石封層常見問題及改進方法

2.2.1 施工后路面出現(xiàn)掉料現(xiàn)象。改性乳化瀝青灑布量不夠，黏結力小，要根據(jù)原路面路況和氣候條件確定合適的灑布量。原路面局部修補后壓實不夠，使改性乳化瀝青滲入原路面，表面改性乳化瀝青膜變薄，與石料不能充分黏結，使局部石料剝落。所以，原路面修補后，行車碾壓一段時間，再進行同步碎石封層施工，這樣效果更好。

灑布后長時間氣溫過低，特別是灑鋪后連續(xù)陰雨天，改性乳化瀝青與石料黏結不牢固，車輛行駛過程中，輪胎的剪切力致使已黏接的碎石脫落;所以，施工前應隨時了解天氣預報，溫度過低時要提前停止施工，防止大面積剝落而返工造成的浪費。碎石必須干凈、無粉塵，粉塵過大，改性乳化瀝青與碎石之間形成隔離膜，使改性乳化瀝青與碎石不能充分黏接。

2.2.2 同步碎石封層成型后出現(xiàn)泛油。一是原路面泛油。施工前對泛油路段進行銑刨，行車碾壓一段時間后，再進行同步碎石封層施工，施工中適量減少改性乳化瀝青的灑布量。二是改性乳化瀝青灑布量過多。施工中應根據(jù)施工地點、氣候條件、原路面路況等因素，選擇最佳灑布量。

2.3 加大初期養(yǎng)護力度

通車初期如有泛油現(xiàn)象，應在泛油地點補灑石料，補灑應均勻，通過行車碾壓將石料嵌擠到路面上。如有其他地方局部脫落，應及時進行補灑。交通開放后，人工進行養(yǎng)護，及時清掃路面未黏結的多余石料，以防影響行車安全，避免發(fā)生安全事故。

3 結語

高固含量改性乳化瀝青是一種新型的瀝青產(chǎn)品，在養(yǎng)護維修工程施工中，簡單快速，開放交通早，可以有效緩解施工時的交通壓力，在同步碎石封層中具有很好的應用前途。同時，采用高固含量改性乳化瀝青同步碎石封層，可以恢復路面平整度，提高路面抗滑性能和防水性能，有效延緩路面裂縫的發(fā)生和發(fā)展速度，使路面使用壽命延長。

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