乳化瀝青稀漿封層的應(yīng)用

趙其臣

甘肅省白銀公路事業(yè)發(fā)展中心景泰公路段 甘肅白銀 730400

隨著國民經(jīng)濟和公路事業(yè)迅猛發(fā)展，高等級公路數(shù)量逐年增加，要求路面具有較好的耐久性，路面的坑槽、松散、抗滑性能降低等病害均會影響道路通暢。龜網(wǎng)裂、縱橫向裂縫均是對瀝青路面危害性較大的常見病害。產(chǎn)生裂縫的因素源自多方面，主要受施工不當(dāng)留下缺陷、氣溫變化、交通荷載反復(fù)作用三方面影響。

尋找對已產(chǎn)生微觀裂縫和抗滑性能降低的瀝青路面進行科學(xué)養(yǎng)護的方法，是公路養(yǎng)護創(chuàng)新和改革需要解決的問題。

目前，最普遍的瀝青路面養(yǎng)護方式是挖補坑槽、灌縫、銑刨擁包、橡膠瀝青碎石封層及重新罩面等。這些養(yǎng)護方式對老化嚴(yán)重、病害較多及服役期較長的瀝青路面維護十分有效，但仍不能防患路面病害，使路面養(yǎng)護工作處于被動狀態(tài)。而乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是經(jīng)濟有效的防患路面病害方法，該方法將砂子或石屑與礦粉、水泥、石灰、粉煤灰等混合，乳化瀝青和水，按照配合比設(shè)計拌和成流態(tài)的瀝青混合料，均勻撒布在原有瀝青路面上形成薄層封面。推廣乳化瀝青稀漿封層技術(shù)有助于防患路面病害，保證重要路面通暢，從而進一步推動社會發(fā)展。

1 乳化瀝青稀漿封層的作用

稀漿封層技術(shù)在道路養(yǎng)護和施工工作中具有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)乳化瀝青稀漿封層的特點，可以在道路表面鋪筑上封層和下封層。

上封層適用條件為瀝青面層的粒料之間有過大的間隙且易滲水，修補后的瀝青路面產(chǎn)生新裂縫時，需要提高磨耗層的抗滑性；新鋪筑的瀝青路面需加鋪磨耗層或保護層。下封層適用條件為常年受雨水侵蝕的瀝青面層粒料間隙大且易滲水，基層完成鋪筑不能及時開放交通，待鋪筑瀝青面層后有序通車的道路。

稀漿封層的厚度宜為4～7mm。乳化瀝青稀漿封層的使用效果如下：

（1）具有好的填充性。乳化瀝青中摻入水會形成乳狀稀漿，稀漿封層的混合料顆粒粒徑較小，易流動，便于施工，容易進入細(xì)小的裂縫和坑槽中，具有可以填充裂縫和提高瀝青路面平整度的優(yōu)勢。

（2）具有良好的路面防水性。稀漿封層時，合理的集料級配能夠使材料均勻、堅固、密實地黏附在原有瀝青路面上，防止雨水滲入，使路基保持一定穩(wěn)定性。

（3）具有一定的抗磨耗性。稀漿封層的集料的抗壓強度、壓碎值、磨光值、含泥量等性能指標(biāo)必須符合規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求，酸性及堿性石料必須有較好的黏附力，才能夠很好地粘附在路面上，在原有瀝青路面上形成磨耗保護層。

（4）具有良好的抗滑性能。乳化瀝青稀漿封層時，將乳化瀝青、集料按照一定配合比設(shè)計與混合，瀝青均勻密實地包裹集料。稀漿封層后，路面紋理深度符合標(biāo)準(zhǔn)，稀漿封層摩擦系數(shù)明顯增加，抗滑性能大大增加。

乳化瀝青稀漿封層也存在一些問題，包括不能消除路面反射裂縫，不能提升路面強度、穩(wěn)定性，不能在泛油的瀝青路面上進行稀漿封層。

2 乳化瀝青稀漿的材料組成

2.1 乳化瀝青

稀漿封層可以采用慢裂或中裂的拌和型乳化瀝青鋪筑，摻適量外加劑氧化鈣可以降低乳化瀝青裂變速度。在道路施工中需要加快乳化瀝青裂變速度時，可以在乳化瀝青中摻入一定數(shù)量的水泥或消石灰粉。稀漿封層使用的乳化瀝青應(yīng)滿足公路施工所用的乳化石油瀝青技術(shù)要求。

2.2 細(xì)集料

細(xì)集料在稀漿封層中主要起骨架作用，稀漿封層的厚度由細(xì)集料的粒徑?jīng)Q定。稀漿封層使用的細(xì)集料主要有石屑和砂，稀漿鋪在路的表面，直接與車輪接觸，選用的細(xì)集料應(yīng)堅硬耐磨、強度高、多棱角。細(xì)集料中黏土含量應(yīng)不大于3%，級配符合乳化瀝青稀漿封層礦料級配的要求。

2.3 填料

填料用于提升瀝青與集料的黏結(jié)力，增加早期強度，調(diào)節(jié)破乳時間。填充料過少時，稀漿和易性較差，易產(chǎn)生離析現(xiàn)象不易攤鋪，封層的強度、熱穩(wěn)定性等參數(shù)降低；填充料過多時，瀝青用量提高，穩(wěn)定性降低。填料與細(xì)集料配合比設(shè)計應(yīng)符合乳化瀝青稀漿封層集料的級配要求，乳化瀝青稀漿封層集料級配及瀝青用量范圍見表1。

表1 乳化瀝青稀漿封層集料級配及瀝青用量范圍

ES- 1 型適用于較大裂縫的封縫或中、輕交通道路薄層罩面處理；ES- 2 型是中等粗糙度磨耗層最常用的級數(shù)，也可以用于舊路修復(fù)罩面；ES- 3 型一般用于高速公路、一級公路的路面表層，目的是增大摩擦系數(shù)，使磨耗層的抗滑性能提高。

3 乳化瀝青稀漿封層的質(zhì)量

稀漿封層本身不具備強度，其承載能力主要取決稀漿封層各層路面的強度。稀漿封層中，乳化瀝青用量不足或集料級配選擇不當(dāng)會使鋪裝面層表面干澀、松散脫落、使用時間縮短。為保證稀漿封層質(zhì)量，需要控制油石比，規(guī)范采用濕輪磨耗試驗確定最佳乳化瀝青用量，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)磨耗量為5min 的濕磨耗損失小于800g/ m3。用于稀漿封層的乳化瀝青用量為16%～20%，折算油石比為6%～12%。

4 乳化瀝青稀漿封層的配合比例

在實際工作中，根據(jù)需要初步確定乳化瀝青稀漿封層的乳化瀝青與集料的配合比范圍，進行稠度、凝結(jié)時間、養(yǎng)護時間、濕輪磨耗等試驗驗證配合比是否符合要求，若不符合要求則需調(diào)整，直至符合設(shè)計要求。合適的配合比便于拌和攤鋪，能夠增加抗磨耗抗滑性能，減少裂縫，有效控制初凝時間。

4.1 稀漿稠度試驗

稀漿必須具有適宜的稠度，需要確定集料、乳液、水、礦粉的最佳配合比。最佳稀漿稠度通過稀漿稠度儀測定，一般要求坍落度值為2～3mm。

4.2 初凝時間試驗

按要求選配出最佳稠度，使用“紙墨跡法”測定稀漿初凝時間。將稠度符合要求的稀漿混合料倒在直徑259mm 的圓形油氈上，稀漿層攤鋪厚度為6mm，放置恒溫箱內(nèi)。恒溫箱溫度為（25±1）℃，相對濕度為45%～55%，每15min 將一張白色的手帕紙巾輕輕壓在稀漿表面上，如在潮濕的紙上見不到褐色的斑點說明稀漿初凝，規(guī)范初凝時間一般為2h。

4.3 濕輪磨耗試驗

濕輪磨耗試驗是檢驗稀漿封層混合料摻配的重要試驗，主要用于探究乳化瀝青的用量、集料的質(zhì)量以及填充料等的配合比。濕輪磨耗試驗?zāi)M潮濕狀態(tài)下汽車輪胎對路面的磨耗情況，一般不應(yīng)大于800g/ m3。

4.4 固化時間試驗

根據(jù)相關(guān)試驗測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新建的瀝青混凝土路面在通車3 年后開始老化，表面會出現(xiàn)細(xì)小的裂縫，不及時封閉裂縫會加速路面破損。出現(xiàn)細(xì)小的裂縫后需要及時采用2～3mm 乳化瀝青稀漿封層進行病害處治，使路面平整密實，減少水和空氣對路面的侵蝕。封層后的路面可以繼續(xù)使用3 年，封層的瀝青開始老化，出現(xiàn)細(xì)小裂縫時，必須再進行一次厚度3～6mm 的中粒式乳化瀝青稀漿封層，如此循環(huán)封層3～4 次，一般可以保證9～12 年不出現(xiàn)坑槽、松散、抗滑性能降低等路面病害。直至路面達(dá)到使用壽命期再進行翻修，使瀝青路面養(yǎng)護工作形成良性循環(huán)。

5 結(jié)語

分析瀝青路面病害的成因，確定現(xiàn)階段新形勢下乳化瀝青稀漿封層是公路養(yǎng)護運用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料的有效途徑，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。