李 瑞

(山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西太原 030031)

0 引言

由于自然因素的影響及行車載荷的反復(fù)作用，路面的路用性能逐漸下降。因此，及時防治路面的各種病害，改善公路服務(wù)水平，延長道路使用壽命是當(dāng)今養(yǎng)護(hù)工作的重點(diǎn)。

微表處技術(shù)是目前道路養(yǎng)護(hù)方法中最重要的一種，它不僅可以節(jié)省瀝青和資金，又可以加快道路的養(yǎng)護(hù)速度，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)性和社會效益。對各種病害道路采用微表處技術(shù)修復(fù)，不但可以降低路面透水性，治理和改善路面網(wǎng)裂，松散等功能性破壞，而且能提高路面平整度、增強(qiáng)其抗滑性和行車舒適性［1，3］。本文結(jié)合微表處技術(shù)，簡要介紹乳化瀝青在太舊高速公路上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用情況。

1 配合比設(shè)計

微表處的配合設(shè)計都是在實(shí)驗(yàn)室里完成的。實(shí)驗(yàn)室是整個養(yǎng)護(hù)中心的一個重要部門，它主要負(fù)責(zé)集料的選擇、配合比的設(shè)計、最佳瀝青用量的確定、最佳用水量的確定以及對乳化瀝青生產(chǎn)過程的檢測及生產(chǎn)后的乳化瀝青的性能進(jìn)行測試。

1.1 瀝青的選擇

微表處所選用的聚合物改性乳化瀝青應(yīng)根據(jù)集料的表面電荷等情況綜合考慮，同時考慮到基質(zhì)瀝青必須符合重交通道路瀝青的技術(shù)要求，選用AH-70號瀝青。根據(jù)乳化瀝青的發(fā)展技術(shù)，選用的是陽離子慢裂快凝型乳化劑［3］。

1.2 集料的選擇

集料作為路面的養(yǎng)護(hù)材料，它主要是鋪在道路表面，并直接與車輪相接觸。為提高其抗滑耐磨性能，延長其使用壽命，應(yīng)選擇強(qiáng)度及硬度都很大，且干凈耐磨的多棱角、表面粗糙耐磨的軋制石屑［2］。超規(guī)格粒徑的顆粒要徹底清除。

集料每次都要集中堆放在一個固定的位置，并且要在集料上面加蓋帆布。

其作用主要是:

1)在天氣晴朗的時候，加蓋帆布可以避免集料的水分蒸發(fā)，使集料處在最佳含水量范圍內(nèi)。

2)在陰雨天的時候，加蓋帆布可以防止細(xì)集料被雨水沖走，而且也避免一些集料在雨水的作用下發(fā)生反應(yīng)，形成硬、大塊料。

因此，在對集料的選擇過程中，我們對工程沿線各石料廠進(jìn)行材料調(diào)查，本著“就近取材，因地制宜”的原則，選擇具有堅硬、粗糙、耐磨等優(yōu)點(diǎn)的玄武巖為集料。同時借助各種測試方法對所選集料進(jìn)行化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)分析，研究瀝青路面用集料礦物成分、孔隙率、表面構(gòu)造、表面潮濕對粘附性的影響;依據(jù)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇相應(yīng)的石灰石礦粉。

1.3 瀝青用量的確定

瀝青的用量直接影響到道路養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)性和社會效益。瀝青的用量過大，會使施工后的修復(fù)層出現(xiàn)泛油;瀝青用量過小，不能保證需要的油石比，施工后骨料易脫落，混合料的耐磨耗能力和抗水損害能力越弱，濕輪磨耗值就越高。因此，為保證瀝青的最佳用量，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可通過濕輪磨耗試驗(yàn)和負(fù)荷輪試驗(yàn)共同確定。濕輪磨耗試驗(yàn)保證試件浸水1 h，6 d的磨耗值分別不大于540 g/m2和800 g/m2來控制改性乳化瀝青的最小用量。負(fù)荷車輪試驗(yàn)保證粘砂量測試值不大于450 g/m2來控制最大的瀝青用量。

1.4 最佳用水量的確定

拌合水總量的多少直接影響著乳化瀝青混合料的壓實(shí)效果。但我國對于最佳拌合用水量的實(shí)驗(yàn)沒有明確的規(guī)定，其大小是通過各地實(shí)驗(yàn)情況總結(jié)提出來的一個合適的范圍。一般情況下，最佳含水量在12%～20%之間。

1.5 生產(chǎn)過程中的乳化瀝青檢測

在乳化瀝青的生產(chǎn)過程中，要對生產(chǎn)出來的乳化瀝青進(jìn)行跟蹤檢測。原理上其主要檢測指標(biāo)有篩上剩余量和蒸發(fā)殘留物，但由于現(xiàn)在隨著乳化劑、改性劑及生產(chǎn)工藝的提高和生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)，檢測得到的篩上剩余量遠(yuǎn)比國家規(guī)定的值小，所以很多乳化瀝青生產(chǎn)者取消了這一檢測。

蒸發(fā)殘留物的檢測主要是對生產(chǎn)過程中的乳化瀝青的固含量進(jìn)行檢測。在檢測的過程中，嚴(yán)格按照《公路工程瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行檢驗(yàn)。

1.6 生產(chǎn)后的乳化瀝青檢測

生產(chǎn)完后的乳化瀝青必須要將其溫度降到一定范圍后才能使用，否則溫度太高，在施工中必會提前破乳，影響整個施工質(zhì)量。

生產(chǎn)的乳化瀝青放置24 h后，將其溫度降低到常溫后再進(jìn)行檢測。此時主要檢測蒸發(fā)殘留物、軟化點(diǎn)(5℃)、針入度(25℃)、延度(5℃)及拌合時間的測量。最后通過粘聚力試驗(yàn)來確定攤鋪后的乳化瀝青混合料的初凝時間和粘聚力，確保車轍修復(fù)層的早期養(yǎng)護(hù)和固化開放交通時間。

2 乳化瀝青的生產(chǎn)

每套乳化瀝青的生產(chǎn)設(shè)備在投產(chǎn)前，都應(yīng)根據(jù)設(shè)備性能和生產(chǎn)乳化瀝青的技術(shù)要求，編制相對合理的乳化工藝。

乳化瀝青的生產(chǎn)流程有分批作業(yè)和連續(xù)作業(yè)兩種流程形式。相比而言，連續(xù)式乳化瀝青生產(chǎn)能保證乳化劑水溶液連續(xù)不斷的進(jìn)入乳化機(jī)中，能滿足快速生產(chǎn)的需求，因此現(xiàn)在很多養(yǎng)護(hù)中心都采取連續(xù)式瀝青乳化生產(chǎn)線。

其生產(chǎn)流程見圖1。

圖1 連續(xù)式瀝青乳化生產(chǎn)流程圖

2.1 瀝青罐

采用大容量的瀝青罐(立式)，為使上下部瀝青溫度相差不是很大，防止其離析，在罐體上部設(shè)置攪拌器，槳葉可使瀝青在罐中上下運(yùn)動，達(dá)到溫度均勻的目的，也可以防止分散在乳液中的瀝青重新凝結(jié)成團(tuán)。

2.2 導(dǎo)熱油

通過燃燒柴油加熱的方式，利用導(dǎo)熱油對基質(zhì)瀝青進(jìn)行加熱，從而使瀝青達(dá)到流動狀態(tài)，為乳化瀝青的生產(chǎn)提供原料。

2.3 皂乳的配制

乳化劑在乳化瀝青中所占的含量較小，但對乳化瀝青的生產(chǎn)、儲存及施工均有較大影響。乳化劑與一定溫度的水及鹽酸被導(dǎo)入到配料罐中，通過攪拌器攪拌成所需的皂液，然后導(dǎo)入到皂液罐中備用。

2.4 添加劑和乳膠

添加劑和膠乳在乳化瀝青的生產(chǎn)過程中對其進(jìn)行改性，使其性能更好的滿足要求，同時也可以減少成本。

2.5 乳化瀝青的生產(chǎn)

通過主機(jī)控制，把瀝青、皂液及乳膠泵送到配料罐中，通過膠體磨的定子，轉(zhuǎn)子之間高速運(yùn)動所產(chǎn)生的剪切力而引起研磨，分散的作用，使瀝青經(jīng)過機(jī)械的強(qiáng)力攪拌，剪切形成微小的顆粒懸浮在乳化劑水溶液中，成為“水包油”的乳液狀。

3 微表處施工

在太舊高速公路養(yǎng)護(hù)施工中，我們結(jié)合山西省各養(yǎng)護(hù)中心的設(shè)備及經(jīng)濟(jì)性、操作性方面的因素，采用西安筑路機(jī)械有限公司生產(chǎn)的MS9稀漿封層機(jī)和美國VSS公司生產(chǎn)的Macropaver稀漿封層機(jī)對乳化瀝青進(jìn)行攤鋪，最后采用YL16型輪式壓路機(jī)對養(yǎng)護(hù)路面進(jìn)行壓實(shí)。

3.1 施工工序

對高速公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，應(yīng)在不阻礙整個道路交通的情況下進(jìn)行，因此首先對部分道路進(jìn)行交通管制，然后對預(yù)修補(bǔ)路面進(jìn)行修補(bǔ)和清潔處理。接著進(jìn)行放樣畫線，機(jī)械設(shè)備加料并到位后再進(jìn)行攤鋪，并對攤鋪不到位的地方進(jìn)行局部人工處理，保證路面的平坦和一定的壓實(shí)度。養(yǎng)護(hù)路面經(jīng)過初期養(yǎng)護(hù)后即可進(jìn)行膠輪碾壓，待路面強(qiáng)度穩(wěn)定后，就可以開放交通。

3.2 破乳速度

乳化瀝青混合料在施工過程中要有合適的破乳速度。破乳速度太快，則混合料易結(jié)團(tuán)硬化，若繼續(xù)攪拌或拌和混合料，會使集料表面粘附的瀝青膜剝落，導(dǎo)致施工無法順利進(jìn)行。破乳時間過長，則對開放交通不利。而且乳化瀝青混合料在壓實(shí)成型之后，必須根據(jù)天氣情況養(yǎng)生1 h～3 h。

破乳速度除了與氣溫有關(guān)以外，還與所使用的礦料、乳化瀝青的成分有很大的關(guān)系。所以，實(shí)驗(yàn)室確定的礦料及乳化瀝青生產(chǎn)的配合比必須要通過大量的實(shí)驗(yàn)來確定。

3.3 拌和、攤鋪

乳化瀝青混合料是采用冷拌冷鋪方法施工的。因此在配合比設(shè)計時應(yīng)考慮乳化瀝青的特性，控制好油石比和用水量。攤鋪時采用專用攤鋪機(jī)進(jìn)行，混合料必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷的進(jìn)行攤鋪。當(dāng)出現(xiàn)橫斷面不符合要求、構(gòu)造物接頭部分缺料、表面明顯不平整、局部混合料明顯離析情況時，可用人工局部找平或更換混合料。

另外，施工質(zhì)量的好壞，在很大程度上有賴于一支高素質(zhì)，能協(xié)調(diào)工作的施工隊伍，取決于他們的經(jīng)驗(yàn)、技巧和團(tuán)隊精神。其中，駕駛員不僅要有熟練的駕駛技術(shù)，還必須充分了解機(jī)械后方可進(jìn)行操作，駕駛員必須熟知操作手發(fā)出的各種手勢所表達(dá)的涵義，并及時啟動、停止、加速減速及向左向右運(yùn)動。而這一切都是駕駛員通過后視鏡密切關(guān)注后方的工作進(jìn)程，隨時按需要調(diào)整機(jī)械的前進(jìn)。操作手必須熟練的與駕駛員配合，通過按鈕來控制乳化瀝青、水、石料的流量，熟練控制攤鋪機(jī)。

4 結(jié)語

通過微表處在太舊高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修工程中的應(yīng)用實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，被處理過的路面狀況得到改善，路面抗滑性也得到大大地改善。而且，有效地防止路表水的下滲。乳化瀝青稀漿封層與原路面粘結(jié)牢固，鋪筑后路面狀況有較大改變，平整密實(shí)無松散、網(wǎng)裂少。

［1］李 江.乳化瀝青混凝土強(qiáng)度形成機(jī)理研究［J］.石油瀝青，2007，21(2):26-31.

［2］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］郭蘭英.瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制要點(diǎn)［J］.路基工程，2006(4):60-61.