劉慧蘭 吳雅琴
(1、贛州市公路管理局南康分局,江西 贛州 341400 2、贛州市公路管理局直屬分局,江西 贛州 341400)
乳化瀝青是將黏稠瀝青加熱至流動狀態(tài),再經(jīng)高速離心、攪拌及剪切等機械作用,使瀝青形成細(xì)小的微粒,且以此狀態(tài)均勻分散在含有乳化劑和穩(wěn)定劑的水中,形成水包油型瀝青乳液。其主要特性表現(xiàn)可以冷態(tài)施工,現(xiàn)場無需加熱設(shè)備和能源消耗,扣除制備乳化瀝青所消耗的能源后,仍然可以節(jié)約大量能源。由于乳化瀝青黏度低、和易性好、施工方便,故可節(jié)約勞動力。此外乳化瀝青在集料表面形成的瀝青膜較薄,不僅提高了瀝青與集料的黏附性,而且可以節(jié)約瀝青用量。乳化瀝青施工不需加熱,故現(xiàn)場不污染環(huán)境,同時避免了勞動操作人員受瀝青發(fā)揮物的毒害。
乳化瀝青用于修筑路面,不論是陽離子型乳化瀝青或陰離子型乳化瀝青均有兩種施工方法:1)灑布法(代號 P):如透層、黏層、表面處潑或貫入式瀝青碎石路面;2)拌和法(代號B):如瀝青碎石或瀝青混合料路面。乳化瀝青按其分裂速度,可分為快裂、中裂、慢裂三種類型。
在應(yīng)用乳化瀝青技術(shù),對路用改性乳化瀝青,各國都制定了不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對乳化石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)也有相應(yīng)的規(guī)定,但目前我國尚未制定正式的路用改性乳化瀝青技術(shù)要求和檢驗標(biāo)準(zhǔn),故采用改性乳化瀝青時,應(yīng)符合上述《城市道路工程施工及驗收規(guī)程》中對應(yīng)用于透層的乳化瀝青的破乳速度和黏度的規(guī)定。
乳化瀝青在不同的工程部位中有著不同的作用,現(xiàn)將乳化瀝青在各工程部位中的應(yīng)用情況分述如下。
2.2.1 透層
瀝青路面層間處理主要是指基層和面層、面層和面層、面層與構(gòu)造物之間的過渡連接處理,用以增強層面間的黏接,使瀝青路面各層形成一個完整的受力體系,提高路面結(jié)構(gòu)承載力和耐久性;其次,層間處理使路面結(jié)構(gòu)在理論上與路面設(shè)計的理論假設(shè) (多層連續(xù)彈性層狀體)相一致,使路面設(shè)計更加符合路面實際受力狀況;此外,良好的層間處理措施能有效地防止半剛性基層干縮裂縫反射,并阻止地表水下滲和路基水上升。
以下分述各處理層對材料性能的要求及施工要點。瀝青透層施工是適用于澆在瀝青面層下非瀝青類下承表面,增加相互黏結(jié)力。其主要作用如下:透入基層表面孔隙,增強了基層和瀝青面層間的黏接;有助于結(jié)合基層表面集料中的細(xì)料;在完成基層的鋪裝后,適時噴灑透層油還可以減少基層的養(yǎng)生費用,提高養(yǎng)生質(zhì)量;經(jīng)過透層油滲透成型以后的基層表面的開口空隙被填充,從而得到一個滲透深度上的防水層;在由于某種原因推遲鋪筑面層的情況下,透層可向基層提供臨時性防護(hù),防止降雨和臨時行車的破壞。
在所有的層間處理方式中,透層對材料有著其特殊的要求。理想的透層深度應(yīng)透入基層3-5mm,為此透層油傳統(tǒng)采用低黏度的煤油稀釋瀝青,但由于將稀釋瀝青中的輕油分完全揮發(fā)后的瀝青黏度低,很難保證基層與面層之間的黏結(jié)強度,對環(huán)境亦有不良影響,因此宜采用乳化瀝青或改性乳化瀝青作為透層材料。基層鋪裝后,透層油施工要及時跟進(jìn),這樣既可以實現(xiàn)透層油的最佳滲透效果又有利于基層養(yǎng)生。對于存在浮漿和污染的基層表面,噴灑透層油之前必須進(jìn)行嚴(yán)格的清理,對于存在浮塵的路段應(yīng)在清掃后封閉交通,必要時可灑水潤濕基層表面,灑水量以控制在使基層表面濕潤無積水為宜,通過水的下滲將基層表面孔隙打通,有利于透層油透入。待表面水分蒸發(fā)后即可開始噴灑透層,灑布量保持在0.6-1.1kg/m2之間,不宜過高。
2.2.2 黏層
黏層的作用是使各面層之間、面層與構(gòu)筑物黏結(jié)成一個整體。瀝青黏層適用于增加瀝青類鋪筑層和其下層及鄰接構(gòu)筑物接觸面之間的黏結(jié)力。瀝青黏層材料習(xí)稱“瀝青漆”,亦作水泥板鄰接側(cè)壁、傳力桿等隔離劑之用。黏層應(yīng)在鋪筑瀝青混合料前3-4h內(nèi)均勻涂刷于下承表面或側(cè)壁,被涂刷的表面應(yīng)潔凈、干燥、無泥灰等雜物,層面間一定要清掃干凈,黏層的灑布強調(diào)“薄”和“遍”。在各面層間均撒布,一般用量為0.4-0.6kg/m2,具體用量可根據(jù)乳化瀝青的濃度(瀝青含量)進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整原則是確保在整個層面提供不大于0.2kg/m2的殘留瀝青連續(xù)封面。在實際施工中從對所取芯樣的劈裂試驗結(jié)果來看,各面層結(jié)合處的斷裂面均為不規(guī)則狀,表明結(jié)合面的黏結(jié)強度大于或等于混合料本身的黏結(jié)強度,優(yōu)于未進(jìn)行黏層油層間處理的結(jié)合強度。
2.2.3 路面防水層(下封層)
道路瀝青路面下封層適用于基層防水。防水層一般是設(shè)在有機結(jié)合料面層與基層間的有一定厚度的隔水層。防水層與透層結(jié)合,在基層和面層之間形成一道抵御水害 (包括動水壓破壞)的防護(hù)層。
防水層應(yīng)使用黏結(jié)性和溫度穩(wěn)定性好的材料。它在荷載應(yīng)力應(yīng)變作用下不僅要保持良好的水密性,還應(yīng)使面層和基層間形成足夠的結(jié)合力,防止薄瀝青面層產(chǎn)生滑動、推移等破壞。與面層和基層不結(jié)合的情況相比,它可以減小面層底層由行車荷載引起的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變(一般情況下可減小50%以上,有時甚至可以減小到25%),并可以明顯減小由溫度變化引起的瀝青面層內(nèi)的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變。
封層油要在透層油破乳后進(jìn)行灑布,灑布量控制在0.8-1.6kg/m2。在封層油沒有完全破乳時及時撒布0.5-1cm的單粒徑碎石,覆蓋率一般為整個面積的60%-70%,然后用輕型膠輪壓路機穩(wěn)壓1-2遍。經(jīng)穩(wěn)壓后的碎石顆粒浸入深度為粒徑的1/2。施工時應(yīng)注意掌握好石料撒布的時間,過早或過晚都不能收到良好的效果。
2.2.4 稀漿封層(上封層)
上封層適用于封閉路表孔隙和細(xì)裂縫或舊路養(yǎng)護(hù)。稀漿封層是一種冷拌瀝青混合料,是由乳化瀝青、石屑(或砂)、水泥和水等拌制而成的一種具有流動性的瀝青混合料。具有骨料和瀝青混合的優(yōu)點,在通常情況下,相似的級配稀漿封層具有比熱拌瀝青混合料高的模量,有比較高的穩(wěn)定度,具有較高的抗變形能力,所以常用它來填充路面車轍,而且可作為路面加鋪抗滑層、磨耗層?;旌狭贤ǔJ怯奢^硬的細(xì)骨料級配和耐磨的具有高砂當(dāng)量的骨料組成,特別是微觀封層和聚合物改性封層這種情況極大地增加了路面的強度和完整性。這使路面具有高磨損阻力和極好的變形阻力。
乳化瀝青乳液也容易在移動的稀漿封層攤鋪機上使用,在該機器上進(jìn)行拌和及運用摻加劑進(jìn)行化學(xué)控制來滿足養(yǎng)護(hù)的需要。除原材料和稀漿配合比因素外,施工影響稀漿封層質(zhì)量的重要因素就是稀漿封層機。由于要求封層機有較強的拌和能力和較快的攤鋪速度,目前國產(chǎn)封層機很難達(dá)到要求,只能采用進(jìn)口稀漿拌和機。
稀漿封層施工:在施工前原路面的整體強度要滿足強度要求,對影響原路面使用功能的病害均應(yīng)進(jìn)行修補。封層前,修補的路面應(yīng)基本穩(wěn)定;施工時應(yīng)當(dāng)封閉交通,清掃路面上的雜物,必要時用水沖洗原路面,但路面不能有積水。施工時,根據(jù)設(shè)計配比調(diào)整好封層機各料門的開度,打開出料閥門,待攤鋪箱內(nèi)的稀漿混合料達(dá)箱容積的l/2時,啟動底盤,低速行進(jìn),進(jìn)行攤鋪。攤鋪結(jié)束后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),待封層黏結(jié)力達(dá)到要求時,即可開放交通(普通乳化瀝青封層鋪筑一般封閉4-5h,氣溫低時要在8-10h,改性稀漿封層鋪筑一般只需0.5-1h)。
從道路養(yǎng)護(hù)看,采用稀漿封層進(jìn)行路面車轍修補不需要脫離拌和設(shè)備現(xiàn)場,因而相對費用比采用熱拌瀝青混合料的要少;因乳化瀝青允許潮濕的道路表面和較好的黏附性,沒有黏結(jié)層,對通常的車轍道路表面不需要研磨。因此現(xiàn)場使用的材料基本費用比較少,而且改善施工條件,降低勞動強度,減少環(huán)境污染。對于面層修整,通常情況下,稀漿封層可使原有的道路表面使用壽命再持續(xù)4-8a。在高速公路上應(yīng)用稀漿封層或者改性瀝青稀漿封層,其使用壽命將達(dá)到8a。
乳化瀝青可冷態(tài)施工,具有節(jié)約能源,便利施工、節(jié)約瀝青,保護(hù)環(huán)境等許多的優(yōu)越性。尤其是高聚物改性乳化瀝青的性能比乳化瀝青的性能又有了本質(zhì)的提高,有使路面瀝青高溫不發(fā)軟和低溫不脆裂、防止高溫車轍和低溫裂縫的效果,不僅能大幅度改善瀝青路面層間結(jié)合狀況,減少使用過程中各種病害的發(fā)生,還在道路養(yǎng)護(hù)中,特別是對高等級路面的養(yǎng)護(hù)具有較大的經(jīng)濟和社會效益。
[1]梁海,等.改性瀝青在機場高速公路的應(yīng)用與研究[J].公路.2009年06期.
[2]陳剛.改性瀝青在瀝青混凝土施工中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2009年22期.