郭亮杰 杜丹丹
摘要:近年來,我國公路工程建設(shè)規(guī)模逐步擴大,隨著交通量及荷載等級的不斷提高,公路路面呈現(xiàn)了不同程度的病害問題,大量早期修建的公路工程步入了維修養(yǎng)護階段。為此,研究新型路面養(yǎng)護材料,對路面養(yǎng)護施工具有重要的現(xiàn)實意義。為此,本文通過混合乳化法制作了一種新型材料,即水性環(huán)氧一乳化瀝青復合改性材料,這種材料施工便捷、成本低、且具有高粘結(jié)力及良好的水穩(wěn)性能,將這種材料用于公路養(yǎng)護施工,可達到良好的施工效果。
關(guān)鍵詞:水性環(huán)氧乳化瀝青;路面施工;工程概況
一、水性環(huán)氧乳化瀝青材料的作用
水性環(huán)氧乳化瀝青材料是指均勻混合水性化高分子聚合聚氨酯環(huán)氧樹脂材料和乳化瀝青材料后,在路面表層均勻噴酒,利用環(huán)氧樹脂的化學效應(yīng),有效提高乳化瀝青的使用性能。此外,通過水性環(huán)氧瀝青材料的水性流動、滲透性特征,可全面封閉瀝青路面孔隙。并通過環(huán)氧固化反應(yīng)黏結(jié)強度,增強路表抗松散、抗老化的作用,為此,在公路路面施工中,選擇這種新型材料,可有效提升行車質(zhì)量及路表摩擦力,延長路面使用年限,且起到翻新的視覺效果。
二、水性環(huán)氧乳化瀝青路面性能分析
于水性環(huán)氧乳化瀝青材料而言,粘結(jié)強度、抗剪強度均是影響路面使用性能的關(guān)鍵性指標,只有充分了解其指標值情況,才能更好地提升工程使用質(zhì)量。
(一)粘結(jié)強度
作為路面功能層力學性能的主要指標之一,粘結(jié)強度是材料選擇重要標準,粘結(jié)強度主要在材料本體強度及粘接力方面充分體現(xiàn)。本文選擇附著力抗拉強度試驗進行分析,在25C溫度條件下,在6cm鐵環(huán)內(nèi)灌入水性環(huán)氧乳化瀝青,按每平方米0.3kg涂布量,對10%、20%、30%、40%、50%水性環(huán)氧摻量進行測量,表干之后,可對各時間段內(nèi)(9h\24h)48h\72h\4d\5d\7d)的附著力拉拔強度進行測量。
通過試驗可見,(1)9h時,10%-30%摻量下,未完全表干,此時試驗無法實施;(2)24h時,全部基本表干,可做試驗。待初步固化結(jié)束,30~40%摻量范圍內(nèi)的粘結(jié)力增長幅度較大,且增速快;(3)4d時,粘結(jié)強度基本趨于緩和、穩(wěn)定。由此可見,當10%20%摻量時,則粘結(jié)強度基本無變化,由此表明在20%摻量下,根本無法增加乳化瀝青粘結(jié)強度。當40%摻量時,粘結(jié)強度明顯增強,且為10%摻量的4.5倍,為1.43Mpa。為此,可選擇40%左右的水性環(huán)氧改性乳化瀝青摻量。
(二)抗剪強度
水性環(huán)氧乳化瀝青直剪試驗通過水性環(huán)氧一乳化瀝青將2個馬歇爾試件粘結(jié)后,向直剪環(huán)內(nèi)放入,并在萬能試驗機的配合下,對瀝青混合料表面抗剪性能進行測試。該試驗選用AC-10瀝青混合料,5.5%瀝青用量。通過試驗可知,在不斷增加水性環(huán)氧摻量的過程中,水性環(huán)氧乳化瀝青抗剪強度將隨之不斷提升,10%~30%摻量階段,強度增長緩慢;30%~40%摻量階段,剪切強度增長較快;40%~50%摻量階段,強度增長幅度變緩。也就是說,隨著水性環(huán)氧摻量的增長,固化物的剪切強度與其摻量之間呈正比,剪切強度也會隨之提高。
三、水性環(huán)氧乳化瀝青路面施工工藝
某公路工程總長度為3km,選擇制備的RT型水性環(huán)氧改性乳化瀝青進行路面施工,施工面積達4380m',38%為水性環(huán)氧樹脂摻配乳化瀝青質(zhì)量分數(shù),其技術(shù)指標為黏度42s(25"C,4mm),附著力拉拔強度0.82~1.59MPa,復合件拉拔強度為0.76-0.89MPa,復合件剪切強度2.03-2.49MPa。此類復合材料,具有較高粘結(jié)強度及剪切強度,可滿足施工要求。
(一)施工準備
在施工前,根據(jù)本工程路面實際情況,先對原水泥混凝土路表進行噴砂、精銑刨處理,要求將浮漿、雜物清理干凈,去除凸出部位,確保表面清潔、干凈。
(二)氣候要求
施工前,要結(jié)合天氣預報,做好施工準備。避免完成攤鋪之后,降雨對路面造成沖刷破壞,此外,需在30-40C路面溫度下施工。根據(jù)施工要求,若路面溫度過高,極易導致水分蒸發(fā)過快,為此,需合理控制施工溫度。
(三)施工要點
(1)因該工程選擇RT型水性環(huán)氧改性乳化瀝青材料,分為A、B兩組,其中非離子型聚酰胺為B組分材料,可先均勻拌和聚酰胺和陽離子乳化瀝青,隨后向現(xiàn)場運輸,并與A組分結(jié)合,通過電動攪拌器進行配制,攪拌時間一般為8min左右,其配制過程為“乳化一改性”。待拌和之后,需在40min內(nèi)控制儲存時間。
(2)按照施工現(xiàn)場實際情況,施工過程中,盡可能不選用智能灑布車,該類設(shè)備噴口較小、較細,噴頭堵塞問題極易發(fā)生。為保證施工質(zhì)量,可通過瀝青泵接手持人工花灑法施工。
(3)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,可在每平方米0.7-0.9kg控制涂布量,一般需下限即可。若涂布量較大,極易出現(xiàn)表面固化成膜時間過早問題,不利于施工質(zhì)量提升。
(4)完成酒布作業(yè)后,需及時進入養(yǎng)護施工階段,一般12h后表面才處于干燥階段,待表干之后,可攤鋪瀝青混合料。經(jīng)觀測,施工后,表面無結(jié)團等現(xiàn)象,且表面滲透性好。
四、水性環(huán)氧乳化瀝青路面施工應(yīng)用效果
為了解水性環(huán)氧乳化瀝青施工效果,需要在施工前、后測試路面抗滑性能與滲水性能。路面構(gòu)造深度可選用鋪砂法;路面抗滑性能測試可選擇擺式摩擦系數(shù)測定儀。試驗結(jié)果如下:
第一,構(gòu)造深度試驗中,原路面為0.45mm,路面處理后為0.62mm;第二,摩擦系數(shù)試驗中,原路面為54,處理后未59;第三,滲水試驗,原路面為40ml/3min,處理后無滲水現(xiàn)象。
由此可見,經(jīng)水性環(huán)氧乳化瀝青處理之后,可有效提升路面抗滑性能,但增長幅度較小,其根本原因在于原路面多細集料,因雨水嚴重沖刷,現(xiàn)粗集料居多,處于半松散狀態(tài),且具有良好的路面抗滑性能。針對滲水處理效果,原路面存在滲水問題,且3分鐘內(nèi),滲水量高達40ml,經(jīng)水性環(huán)氧乳化瀝青處理之后,滲水問題不存在,則表明該處理效果聯(lián)合,可將路表裂隙完全封閉,并能起到穩(wěn)定松散混合料的作用。
五、結(jié)束語
綜上所述,隨著我國交通設(shè)施逐步完善,超載超限車輛仍在增加,使得國省道交通運輸愈加繁重。在我國公路通車運營過程中,不管是舊路或是改建的新路,路面質(zhì)量問題都極為重要。為此,本文選擇了水性環(huán)氧乳化瀝青材料用于路面施工,通過提高施工技術(shù)水平,可有效延長路面工程使用壽命。
參考文獻:
[1]王立志。改性乳化瀝青混合料路用性能評價探討[J].山西交通科技,2016(05).
[2]趙金生.水性環(huán)氧乳化瀝青混合料的路用性能研究[J].中國公路,2017(09).
[3]周啟偉,徐光紅,王慶珍,岳學軍,吳雪柳。水性環(huán)氧乳化瀝青性能及其微表處修復車轍效果評價[J].公路工程,2017(05).