混凝土路面加固瀝青改性劑應用

曾鵬

（江西贛粵高速公路工程有限責任公司，江西南昌 330038）

0 引言

瀝青改性劑在提升瀝青混凝土路面性能方面發(fā)揮著重要作用，且在相關(guān)加固工程中得到廣泛應用。研究表明，添加改性劑的瀝青材料能提升路面的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，因此合理利用瀝青改性劑有重要意義?？紤]到瀝青和改性劑的種類繁多，以及不同地區(qū)的施工條件存在差異，相應的施工應遵循既定的技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合具體的施工環(huán)境，以確保加固工程能按規(guī)范和高效的方式進行。

1 新型乳化瀝青改性劑

1.1 高黏性瀝青改性劑

高黏性瀝青改性劑是一種改性瀝青路面材料，含有較多的聚烯烴類單體，因此具有更高的熱穩(wěn)定性和卓越的綜合性能。該材料在提升瀝青路面的透氣性和韌性方面表現(xiàn)出明顯效果，對高效推進路面加固工程施工可起到重要作用[1]。高黏性瀝青改性劑的優(yōu)勢如下：

其一，具有較高的黏附性，可提高瀝青材料的黏度，在路面工程中的應用效果較好。

其二，抗水性比較突出，既能有效地規(guī)避積水對路面的不良影響，也能顯著提升路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

其三，具有較好的抗熱性，能夠抑制瀝青的收縮變形，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

其四，具有突出的熱收縮性能，能有效預防溫度裂縫等損害的發(fā)生。

1.2 水性環(huán)氧樹脂

水性環(huán)氧樹脂（以下簡稱WE）是以水為連續(xù)分散介質(zhì)、樹脂為分散相的一種材料，在加固工程中有突出的作用。一般而言，瀝青拌制的冷再生混合料存在較嚴重的石油揮發(fā)污染問題，且經(jīng)濟投入較大，應用性能也相對較低。而利用具有線性結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂WE，能提升混合料的綜合性能，且能夠有效規(guī)避污染問題。

關(guān)于環(huán)氧樹脂改性瀝青，國外在20 世紀60 年代即開始研究，我國則是在1997 年之后開始由淺入深地進行相關(guān)研究。蔡麗娜等研究人員通過自制的WE 材料提升了改性瀝青的綜合性能，為高質(zhì)量的加固工程提供了有利條件。周衛(wèi)峰等認為，WE 材料在提升乳化瀝青高溫抗變形方面效果突出，可為結(jié)構(gòu)性的穩(wěn)定提供基礎(chǔ)保障。季節(jié)等通過對比分析WE 改性乳化瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的性能，得出前者的高溫性能更為突出，但低溫性能和疲勞性能較弱。李興富的研究表明，WE 改性乳化瀝青混合料能夠顯著提高膠結(jié)材料的抗拉抗剪強度，在混凝土材料中添加該類材料能提升構(gòu)件的抗水損耗性和耐磨性。

由此可見，在WE 與乳化瀝青融合以后，混合料的綜合性能更強，能夠極大程度地提升混合料的強度和耐磨性。目前，該類材料廣泛應用于高溫多雨的地區(qū)，在坑槽修補等加固工程施工中表現(xiàn)出突出的效果。不過，需要注意的是，這種融合材料的結(jié)構(gòu)比較復雜，改性技術(shù)應用還處于初級階段，受某些問題影響易影響整體性能。因此，在具體推進加固工程施工過程中，應合理添加試劑，為高質(zhì)量的加固工程施工提供強有力的支持[2]。

1.3 水泥類改性劑

水泥作為一種性能比較突出的無機膠凝材料，與水混合后能發(fā)生水化硬化反應，能提高混合料的早期和后期強度，因此可用于混合料的性能優(yōu)化，但需要嚴格控制劑量，否則會影響混合料的性能。水泥與乳化瀝青的混合，不僅能夠有效提升混合料的綜合性能，而且能降低外部環(huán)境對施工的不良影響。水泥改性乳化瀝青混合料既有瀝青混凝土的柔性特征，也具備成型后的剛性效果，應用效果突出。

目前國內(nèi)外對該類材料的研究多集中在混合料的力學性能和路用性能等方面，而很少涉及復合后材料的流變性和穩(wěn)定性等。因此，后續(xù)的研究應重點關(guān)注這些方面，為材料的實際應用和工程施工提供有效參考。

1.4 纖維類改性劑

公路工程施工常會用到聚丙烯纖維、聚酯纖維以及木質(zhì)纖維，其在結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化方面效果顯著。從微觀角度來看，纖維是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)量較輕且密度較小，在抗拉性和抗裂性上表現(xiàn)優(yōu)異。國內(nèi)外在這些方面有較多的研究，特別是對聚丙烯纖維的研究。在微表面修復中使用這類材料有助于提升結(jié)構(gòu)層的強度，路面的抗剪和抗性能也能得到顯著提高。不過需要注意的是，盡管纖維有助于提升瀝青混合料的性能，但是其直徑會影響混合料的配合比設(shè)計。通常情況下，如果纖維直徑較大，瀝青混合料的剛度能得到顯著提升，但會提高路面的脆性，容易提高路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性斷裂的可能性；反之，則不利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，且可能影響整體施工質(zhì)量[3]。

1.5 復合改性劑

當前，相關(guān)領(lǐng)域的學者主要是基于SBS、SBR、水性聚氨酯（WPU）等的反應原理進行復合改性乳化瀝青的研究，關(guān)于復合改性劑的研究還有待進一步加深。雖然復合改性乳化瀝青的綜合性能相較于單一改性乳化瀝青更為突出，特別是在抗拉伸強度和柔韌性上，在提升路用性能和確保施工的環(huán)保性方面有重要價值。但材料復合后復雜的結(jié)構(gòu)會影響改性劑與乳化瀝青的結(jié)合，進而影響改性材料的質(zhì)量。鑒于此，在前期選擇改性劑的過程中，工作人員務(wù)必充分分析復合改性劑的結(jié)構(gòu)和改性原理，以確保在合理的技術(shù)條件下高效推進工程施工。

2 高黏性瀝青改性劑在公路養(yǎng)護工程中的應用

2.1 黏結(jié)層施工

黏結(jié)層施工的關(guān)鍵在于確保改性劑與瀝青充分混合，以提高瀝青混合料的黏結(jié)強度，一般22±2℃條件下，混合材料的黏結(jié)強度應不低于0.4MPa。施工前的2 天內(nèi)應做好相應的準備工作，具體流程如下：

2.1.1 下承層處理

應用高黏瀝青改性劑時，下承層的處理至關(guān)重要。

第一，在施工前應對下承層進行徹底清理，確保表面沒有雜物、灰塵等對黏結(jié)產(chǎn)生影響的物質(zhì)。

第二，對下承層進行適當?shù)奶幚?，如修補坑洼、填充凹凸不平的部位，以保證下承層的平整性和穩(wěn)定性。進行下承層處理時，要確保改性劑與瀝青充分混合，使改性劑能夠均勻滲透到下承層中，提升黏結(jié)強度，為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)[4]。

2.1.2 撒布施工

在施工過程中，首先需要將改性劑均勻地撒布在已經(jīng)處理過的下承層上，確保改性劑分布均勻。為了提高改性劑的滲透性和黏附性，需要使用專用的撒布設(shè)備進行撒布，確保改性劑能夠有效滲透到下承層中。在撒布過程中，混合料的溫度應保持在165～170℃之間，施工量應在1.5±0.1kg/m2范圍內(nèi)。

2.1.3 鋪設(shè)碎石

鋪設(shè)碎石時，應將碎石的粒徑控制在4.75～9.5mm 之間，并在鋪設(shè)前做好瀝青材料的預裹附。施工溫度應保持在150～180℃之間，鋪設(shè)量應控制在滿鋪標準的60%～70%之間。在鋪設(shè)碎石的過程中，可以在碎石層表面噴撒改性劑，以提升碎石層與黏結(jié)層的黏附性。

2.2 路面施工

通常情況下，在完成防水黏結(jié)層的施工以后，施工單位即可有序地推進路面部分的施工。具體施工流程如下。

2.2.1 高黏改性瀝青與混合料拌和

第一，確定油石比。油石比是指瀝青與骨料的質(zhì)量比，是影響混合料質(zhì)量的重要因素之一。高黏改性瀝青混合料通常需要較高的油石比，以確?；旌狭暇哂凶銐虻酿そY(jié)性和穩(wěn)定性。常見的油石比范圍在4.5%～5.5% 之間，具體數(shù)值需要根據(jù)不同的工程要求和改性劑類型來確定。

第二，確定改性劑投入量。高黏改性瀝青混合料通常需要添加改性劑，如聚合物改性劑（如SBS）。改性劑的投入量會影響混合料的黏結(jié)性、耐久性和變形性能，加入適量的改性劑可以提升混合料的性能，但過量加入可能影響混合料的工作性能。

第三，確定拌和時間和溫度。在混合料拌和過程中，拌和時間和溫度是需要仔細控制的參數(shù)。適當?shù)陌韬蜁r間可以確保改性劑與瀝青和骨料充分混合，提升混合料的均勻性和穩(wěn)定性。拌和溫度應在改性劑的激活溫度范圍內(nèi)，確保改性劑能夠有效地與其他成分融合。拌和時間和溫度一般需要根據(jù)規(guī)范要求和工程實際情況進行合理調(diào)整。

2.2.2 混合料運輸

高黏改性瀝青混合料的運輸應采用大噸位自卸汽車，運輸過程中需要嚴格控制混合料溫度，可以在混合料表面覆蓋一層篷布以保溫。通常情況下，混合料的出廠溫度應保持在175～180℃之間。

2.2.3 高黏改性瀝青混合料攤鋪施工

攤鋪施工應與卸料保持穩(wěn)定銜接，這是確保工程施工持續(xù)穩(wěn)定推進的重要條件，可避免出現(xiàn)離析等不良情況。如果在攤鋪施工后出現(xiàn)拖痕或縱縫，應及時進行修補，可以在基層表面涂刷一層油水混合物，這對保障結(jié)構(gòu)質(zhì)量有顯著作用。

碾壓施工需要使用12t 雙鋼輪壓路機和30t 膠輪壓路機。前者主要用于初壓，使用兩臺設(shè)備同時靜壓，至少碾壓4 次。后者主要用于復壓，兩臺設(shè)備同時施工，碾壓2 次。膠輪壓路機容易出現(xiàn)黏輪現(xiàn)象，因此需要采取相應的防控措施，一般可以在壓路機輪胎與地面接觸的部位噴水濕潤或涂刷一層植物油。終壓應使用雙鋼輪壓路機，一臺設(shè)備碾壓1 次即可，重點修補瑕疵部位。施工過程中，相鄰碾壓帶重疊部分的寬度應保持在約5cm 左右，碾壓施工時要避免出現(xiàn)超壓或欠壓的情況，以確保施工質(zhì)量[5]。

2.3 質(zhì)量檢測

在混凝土路面加固施工過程中，施工單位需要進行多項檢測，以確保施工工序和質(zhì)量符合既定要求，使高黏性瀝青改性劑發(fā)揮應有的作用。相應的質(zhì)量檢測主要涉及以下兩個方面。

2.3.1 混合料檢測

完成混合料拌和后，可采用馬歇爾試驗進行質(zhì)量檢測，以判斷材料各項指標是否符合既定設(shè)計要求。某項目的檢測結(jié)果顯示，混合料的油石比為4.9，穩(wěn)定度為12.1kN，流值為3.27，全部符合設(shè)計要求。

此外，要進行路用性能檢測，確保各項技術(shù)參數(shù)均達到養(yǎng)護工程施工要求。根據(jù)某項目的檢測結(jié)果，混合料在180℃左右的溫度下老化時間為5h，盡管相關(guān)指標符合技術(shù)要求，但就現(xiàn)實情況而言仍存在一定的質(zhì)量風險，需要對混合料配合比進行優(yōu)化。

在混合料運輸過程中，施工單位應合理規(guī)劃運輸路線，并采取保溫防塵等措施，以提供基礎(chǔ)性保障，提高材料應用效果。

2.3.2 路面檢測

完成路面施工后，為確保道路質(zhì)量符合標準和設(shè)計要求，施工單位應及時進行壓實度試驗和滲水試驗。這兩項試驗在混凝土路面加固施工中有重要意義，能夠直接評估路面的穩(wěn)定性和防水性能，為道路的耐久性和使用壽命提供保障。

第一，進行壓實度試驗是為了驗證路面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和密實程度。對路面材料進行采樣，并在試驗室中進行室內(nèi)壓實，然后測量材料的體積變化，以評估其壓實程度，確定路面在實際交通負荷下的承載能力。將試驗結(jié)果與設(shè)計要求進行對比，確認施工質(zhì)量是否達標，以保證道路在使用中不會因松散材料或不壓實充分而出現(xiàn)坑洼、塌陷等問題。

第二，滲水試驗也是一項不可或缺的測試。該試驗的目的是評估道路的防水性能，即路面是否能有效抵御雨水滲透，防止水分侵入路基和地下結(jié)構(gòu)，以保持路面的穩(wěn)定性和耐久性。在滲水試驗中，通常模擬不同程度的降雨條件，觀察和記錄路面是否出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，以及水分滲透的深度和速率，這有助于及早發(fā)現(xiàn)潛在的滲水問題，及時采取修復和加固措施，確保道路具備良好的抗水性能。某項目從六個區(qū)域的采樣數(shù)據(jù)來看，理論壓實度和馬歇爾壓實度等均符合設(shè)計要求，說明施工單位在施工過程中采用的材料和施工工藝受到了有效控制和管理，可為混凝土路面加固施工整體質(zhì)量提供保障。

2.4 其他注意事項

研究表明，不同路段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異，因此在施工過程中應根據(jù)具體情況合理布置過渡段，在調(diào)整混合料級配時要以確保工程的穩(wěn)定性為目標。在正常路段向軟基路段過渡時，施工單位應充分考慮剛度和荷載力方面的差異，并在此基礎(chǔ)上合理設(shè)置過渡段混合料的強度，保證整體施工質(zhì)量。

此外，還應密切關(guān)注以下事項：

第一，施工方應精細監(jiān)管施工過程，并在分析當?shù)貧夂驐l件和環(huán)境特征的前提下優(yōu)化調(diào)整混合料的配合比。

第二，必須確保瀝青改性劑的合理應用，使混合料的綜合性能符合設(shè)計要求，這是推動規(guī)范、高效施工的基礎(chǔ)條件。

3 結(jié)語

當前的公路工程施工對瀝青材料的使用有更為嚴格的要求，目的是保證工程質(zhì)量。瀝青改性劑的合理應用有助于提升瀝青路面的使用性能，因此應加強對該類材料的研究。相信，在技術(shù)不斷改進及其他各個方面持續(xù)優(yōu)化的條件下，相關(guān)工程施工必定能更為科學、高效地推進。