裴 強

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

我國已建成通車的公路部分已進入維修養(yǎng)護期，所以公路瀝青路面的養(yǎng)護工作得到了越來越廣泛的關(guān)注[1]。而近年來預(yù)防性養(yǎng)護的理念已深入人心，其中稀漿封層技術(shù)因具有施工速度快、節(jié)能環(huán)保、綜合效益好等優(yōu)點，在國內(nèi)已得到了廣泛應(yīng)用[2]。我國自20世紀70年代開始研究稀漿封層技術(shù)以來，取得了較好的成績，但是其應(yīng)用技術(shù)仍落后于歐美一些發(fā)達國家，原因是多方面的，其中主要的問題是國內(nèi)應(yīng)用于稀漿封層領(lǐng)域的慢裂快凝型乳化劑的品質(zhì)不高，種類不多[3]。因此，我院開發(fā)了一種可應(yīng)用于稀漿封層領(lǐng)域的陽離子慢裂快凝乳化劑JK1。考察了其表面活性、乳化性能及制備的稀漿混合料性能，并與國外產(chǎn)品作對比，為自制乳化劑的推廣使用奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 基本性能

本試驗選用了兩種慢裂快凝乳化劑進行測試。分別為：自制JK1；進口W-5（美德維實偉克公司生產(chǎn)，用于稀漿封層）。

臨界膠束濃度是乳化劑的一個重要性能指標。乳化劑的臨界膠束濃度越低，表明乳化劑的表面活性越高[4]。采用TX-500C表/界面張力儀測定25℃下不同濃度自制乳化劑JK1、進口乳化劑W-5的表面張力。結(jié)果如圖1所示。

兩種乳化劑的表面張力σ與lg c關(guān)系如圖1所示，隨著濃度的增加，表面張力均減小。兩種乳化劑變化趨勢相同，均具有良好的表面活性，其中自制JK1臨界膠束濃度(即CMC值)為5 000 mg/L，而進口W-5 CMC值為2.6×104mg/L，相比較而言，自制乳化劑JK1具有更高的表面活性。

圖1 兩種乳化劑表面張力σ與lg c關(guān)系曲線

2 乳化性能

基質(zhì)瀝青選用SK90號，制備的乳化瀝青基本情況如表1所示。

表1 制備乳化瀝青基本情況 %

兩種乳化劑制備的乳化瀝青穩(wěn)定性優(yōu)異，均滿足規(guī)范要求的靜置穩(wěn)定性1 d小于1%，5 d小于5%的要求。

3 稀漿混合料配合比設(shè)計

3.1 級配

集料采用優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r石屑，經(jīng)篩分其級配符合規(guī)范中ES-3級配要求，級配曲線見圖2。

由圖2可知，級配設(shè)計合理，當尺寸大約0.3 mm時，合成級配與要求級配的中值基本一致，

圖2 要求級配和合成級配曲線

但小于0.3 mm時，則小于中值。說明細料偏少，可能是水洗造成細料流失量大[5]。

3.2 稠度試驗

按照JTG E20—2011規(guī)程“T0751—1993乳化瀝青稀漿封層混合料稠度試驗”方法，用圓錐體測定乳化瀝青稀漿封層混合料的稠度，用于檢驗乳化瀝青稀漿封層混合料的攤鋪和易性及配合比設(shè)計中確定合適的用水量。一般情況下稠度為2～3 cm，加水量比較適宜，試驗結(jié)果如表2所示。

表2 稠度試驗結(jié)果

由表2結(jié)果可知，兩種稀漿混合料均是含水率為14%，稠度適當，在施工過程中可根據(jù)溫度和濕度進行適當調(diào)整。

3.3 拌合試驗

按照JTG E20—2011規(guī)程“T0757—2011稀漿混合料拌合試驗”要求，確定稀漿混合料的可拌合時間和成漿狀態(tài)。要求可拌合時間大于120 s，當不符合要求時，重新調(diào)整混合料的配合比，直到可拌合時間符合要求[6]。結(jié)果見表3所示。

表3 拌合試驗結(jié)果

兩種稀漿混合料可拌合時間均大于120 s，其中自制乳化劑201可拌合時間稍長，拌合更加充分，拌合狀態(tài)好。

3.4 濕輪磨耗試驗

濕輪磨耗試驗用于檢驗成型后的稀漿混合料的配伍性和抗水損害能力，用來確定稀漿混合料的最小瀝青用量。濕輪磨耗損失要求（浸水1 h）不大于800 g/m2。兩種稀漿混合料在不同油石比下的濕輪磨耗值如表4所示。

表4 濕輪磨耗試驗結(jié)果

由測試結(jié)果可得，隨著油石比的降低，兩種稀漿混合料濕輪磨耗值均呈增大趨勢，但自制JK1乳化劑制備的稀漿混合料濕輪磨耗值總體小于進口W-5乳化劑。說明自制JK1乳化劑制備的稀漿混合料配伍性、抗水損害能力好于進口W-5乳化劑。其中W-5制備的稀漿混合料在油石比較低時（小于7%）濕輪磨耗值增加明顯，可能是由于W-5乳化瀝青在低油石比下與石料裹附性不好，導(dǎo)致制備的稀漿混合料抗水損害能力明顯變差。

3.5 負荷輪黏砂試驗

瀝青用量過多易引起路面泛油，本方法適用于控制稀漿混合料中瀝青用量的上限。結(jié)果見表5。

表5 負荷輪黏砂試驗結(jié)果

表5可得出自制JK1稀漿混合料最大瀝青用量7.1%，進口W-5稀漿混合料最大瀝青用量7.5%。

3.6 最佳油石比

根據(jù)濕輪磨耗值（WTAT）、LWT的值繪圖確定乳化瀝青用量范圍，見圖3～圖4。

圖3 自制乳化劑JK1確定最佳油石比

圖4 進口乳化劑W-5確定最佳油石比

由普通稀漿封層濕輪磨耗值不大于800 g/m2，LWT不大于450 g/m2可知，自制JK1稀漿混合料油石比范圍為6.8%～7.1%；進口W-5稀漿混合料油石比范圍為7.4%～7.5%。

因此，稀漿混合料的配合比設(shè)計為：

礦料∶JK1乳化瀝青∶外加水=100∶11.5∶9.4，

礦料∶W-5乳化瀝青∶外加水=100∶12.5∶9。

3.7 黏結(jié)力試驗

本實驗用于確定稀漿混合料的初凝時間和開放交通時間。

表6 黏結(jié)力試驗結(jié)果

由表6可知，兩種乳化劑制備的稀漿混合料初凝時間及開放交通時間相差不多，早期開放交通需要4 h。實際施工中，可通過添加無機結(jié)合料或重新設(shè)計級配來進行調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

a）自制乳化劑JK1具有良好的表面活性，制備的乳化瀝青符合道路用乳化瀝青要求，靜置穩(wěn)定性可達到1 d 0.82%，5 d 4.5%。

b）通過對兩種稀漿混合料進行配合比設(shè)計發(fā)現(xiàn)，自制乳化劑JK1基本可達到進口W-5的水平，其中制備的JK1乳化瀝青與石料裹附性、可拌合時間稍好于進口產(chǎn)品。因此，自制乳化劑JK1在稀漿封層領(lǐng)域的推廣具有一定意義。