论公路施工中改性乳化沥青的应用

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　　摘要：随着科学时代的进步，公路事业得到了飞速发展， 同样使得公路建设要求任务日益繁重。本文通过对公路施工中改性乳化沥青稀浆封层的应用着一问题，结合某公路实体工程为背景，阐述了稀浆封层配合比的设计和施工工艺。
　　关键词：公路；改性乳化沥青；稀浆封层；设计；施工
　　0 前言
　　在水稳基层上面做一层下封层能有效地吸收水稳基层后期出现裂缝而产生的应力，防止裂缝反射到路面表层。同时，可有效地防止路表水下渗造成水稳基层及路基的水损坏，增加沥青面层与基层的粘结能力，增强沥青路面结构受力的整体性。
　　改性乳化沥青稀浆封层是以级配砂石材料为骨料，选用满足某种技术要求的改性乳化沥青材料为结合料，加入适量的水、填料和必要的外加剂。在专用的稀浆封层机具内，在行使过程中按设计比例配制成具有一定技术性能的稀浆混合料。铺筑厚度一般在3～10 mm，具有防水、防滑、耐磨耗、填充、平整及恢复路面使用功能的作用。既可以作为新改建路面的表面磨耗层，又可作为维修、养护旧路面病害的加铺层，如表面坑槽、网裂、光滑等，是近年来发展很快的一种路面施工方法。为防止水侵入到基层中，从而引起路面出现早期损坏现象。我国南方多雨地区许多公路已采用稀浆封层作下封层，并取得了良好的使用效果。
　　l 设计要求
　　该公路地处中部山区，区内多年平均降水量在1500～2 000 mm，路线全长 258 km。其中第14试验路路面采用我国常用的水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面结构，在基层上铺筑ES―II型乳化沥青稀浆封层作下封层，设计厚度5 mm，矿料级配范围见表l。
　　
　　
　　2 原材料组成
　　1)改性乳化沥青。本次工程采用的改忤乳化沥青为韩国生产的LG改性乳化沥青，其主要性能指标见表2。
　　2)矿料。矿料应采用优质石灰岩石料生产的机制砂或石屑，矿料应坚硬、耐磨、无风化、洁净，其中4.75mm以下部分砂当量应不低于65%。工程采用当地石场产石灰石集料，筛分试验结果见表1。由表1可知，该集料符合ES-II矿料级配要求。
　　3)填料。采用海螺牌普通硅酸盐32.5级水泥。
　　4)水。采用饮用水。
　　
　　
　　3 改性乳化沥青稳定机理
　　在乳化沥青进行改性过程中.乳化沥青与胶乳在机械的强烈作用下，打破各自原来的平衡，重新建立起一种新的平衡。两乳液混合时某个沥青微珠(A微珠)受到机械作用，界面膜上某些乳化剂分子脱离开原来界面，从而导致整个界面膜破裂。同时某一橡胶粒子(R粒子)界面膜也发生破裂，那么A微珠将与R粒子相互碰撞。由于沥青与橡胶有良好的相溶性和亲和性，于是互相吸附、扩散、渗透、溶合为一体，成为沥青橡胶。脱离开原界面的沥青乳化剂分子和橡胶乳化剂分子进入水溶液中，在机械的强烈作用下，相互均匀混合在一起。融为一体的沥青橡胶又立即受到机械的作用，被剪切分割成微小的颗粒一沥青橡胶微粒(A／R微)，其外层重新吸附乳化剂的亲油基团，形成扩散双电层。
　　在改性乳化沥青分散体系中，所有的橡胶微粒R与沥青微粒A并非已完全均匀混合的存在A／R粒子，而是存在4种微粒：均匀A／R微粒、非均匀A／R微粒、A微粒、R微粒。4种微粒的比例直接影响改性效果，A／R粒子的比例越高，改性效果越好。乳化剂分子的重新分布和排布，界面膜、截面水合层、界面电荷层、扩散双电层的重新形成，保证了沥青橡胶乳液体系的相对稳定，使两热力学不稳定体系相对稳定共存。这一新的体系仍然是一种热力学不稳定体系。保持共存体系相对稳定的最主要因素仍然是乳化剂亲水、亲油的两亲性质。
　　4 配合比设计
　　4.1 改性乳化沥青稀浆封层混合料技术指标
　　改性乳化沥青稀浆封层混合料技术指标，见表3。
　　
　　
　　4.2 改性乳化沥青稀浆封层混合料配合比的确定
　　通过稠度试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮试验、粘结力试验所确定的最佳沥青用量即为最终的配合比，各组成材料用量见表4。
　　5 改性乳化沥青施工
　　1)为保证改性乳化沥青能很好的渗透到基层并和骨料很好的粘附，喷洒改性乳化沥青前必须彻底将基层表面清理，将表面浮尘或未凝固的细粒料认真清扫干净。当有沾粘的土块时，应用水刷净，这个清洁工作关系到整个下封层的成败。
　　
　　
　　2)采用沥青撤布车喷洒改性乳化沥青前，最好预撒少量水对基层进行湿润，撒布时应根据喷洒量维持稳定的行车速度。改性乳化沥青用量控制在1.5～2.0 kg／m ，其成膜厚度在1.0～1.5 mm。
　　3)改性乳化沥青的喷洒可在不低于0℃下进行，受阴雨天气影响较小，但是当风力太大应停止施工。
　　4)浇洒改性乳化沥青后，应立即用集料撒布机撒布集料，全部覆盖表层，厚度均匀一致，集料采用粒径3～6 mm的石灰岩碎石，并且碎石施工前用清水冲洗干净，其中的石粉、泥土等杂质含量不超过l 。碎石用量控制在8～10 kg／m ，厚度控制在6～8 mm。撒布石料应在破乳前施工完备。
　　5)集料撒布完成后，及时用6～8 t胶轮压路机或轻型光轮压路机碾压2～3遍，以保证集料嵌挤紧密。
　　6)施工中应保证各工序紧密衔接，作业段的长度应根据压路机的数量、改性乳化沥青撒布设备及集料撒布机的能力确定。
　　7)碾压完毕后，原则上应封闭交通，直到乳化沥青与下封层形成整体。
　　6 分析探讨
　　1)基层施工后，及时用改性乳化沥青覆盖，避免日晒、风吹，减少和避免干缩裂缝。
　　2)由于其特有的渗透能力和较好的粘结性能对基层表面起到固结作用，有效地保护耐磨性较差的半刚性基层不受破坏，并提前开放交通，加快工程进度，节约投入。
　　3)能够吸收基层产生的干缩性裂缝，减少路面南基层裂缝传来的拉应力，从而减少反射裂缝向面层的发展。
　　4)良好的防水和排水性能，确保雨水不下渗，地下水不上升，从而消除了沥青路面破坏的主要因素，减轻路面水害的影响。
　　5)下面层与下封层、下封层与基层良好的粘结性能，确保了路面结构的连续性和整体性。
　　7 结束语
　　路是推动社会前进和不断发展的重要要因素，作为从事公路建设行业的一名工作人员，要建设出优质、方便、实在的公路，就必须不断要求和提高自己的水平，才能更好的建设出好的公路工程。
　　注：文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开

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