徐少華，冷宇涵，封磊，曹德純，孫天洋，姜志煒

（南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

0 引言

隨著我國公路事業(yè)的飛速發(fā)展， 為了提高路面的使用性能和使用壽命， 改性乳化瀝青在高速公路和高等級路面建設(shè)與養(yǎng)護中得到了大量應(yīng)用。 由于環(huán)境與領(lǐng)域的限制， 改性乳化瀝青的應(yīng)用范圍有限，因而仍需進行更深層次的研究。

1 改性乳化瀝青的加工工藝

普通乳化瀝青的加工工藝是將少部分的乳化劑添加到瀝青里面，在機械作用的基礎(chǔ)上讓瀝青能夠在水中從微滴態(tài)分化轉(zhuǎn)變成瀝青乳液；而改性乳化瀝青是將樹脂和橡膠等物質(zhì)添加到乳化瀝青里，或者對乳化瀝青完成一系列的輕度氧化處理，由此得到性能優(yōu)異的瀝青混合物。

2 改性乳化瀝青的施工性能

對比一般乳化瀝青，改性乳化瀝青擁有眾多優(yōu)勢：能夠提升乳化瀝青的高溫穩(wěn)定性、黏附性、抗裂性、 抗老化等性能， 可以有效延長路面使用年限。

在道路維修工作中，若使用熱瀝青，需要消耗很多能源完成加熱工作。 在運送、 使用瀝青過程中，每次倒運都必須對其完成加熱工作。 這些過程不僅消耗了大量能量， 還會導(dǎo)致瀝青出現(xiàn)老化情況，而當(dāng)養(yǎng)護材料為改性乳化瀝青時，在使用前將其添加到乳化劑水溶液中，與瀝青同時放置到乳化機里完成乳化工作， 則僅需要完成一次加熱工作，節(jié)約大量能源。

進行現(xiàn)場施工時，需完成熱瀝青加熱工作，同時又會給環(huán)境帶來一定影響。 而采用改性乳化瀝青材料時，在調(diào)制的工作中無需加熱，改性乳化瀝青可在常溫狀態(tài)下直接施工，在一定程度上減少了環(huán)境污染。 基于此，改性乳化瀝青本身屬于綠色環(huán)保材料，適合在道路施工中使用。

3 改性乳化瀝青的應(yīng)用

3.1 微表處

道路微表處是指以專業(yè)設(shè)備為前提將代用特定級配的填充材料以及石屑或砂同水、外摻劑以及聚合物改性乳化瀝青相融合，參照特定的比例讓其拌制成混合料，同時在路面上均勻灑布以此產(chǎn)生封層。

3.1.1 SBR 改性乳化瀝青在微表處的應(yīng)用

微表處技術(shù)可以改善路表面性能，其厚度一般在1 cm 以下， 微表處技術(shù)可以快速有效地修復(fù)路面且鋪裝層的厚度及質(zhì)量不會增加過多。由于微表處處理不能夠完成較深的范圍，在大面積網(wǎng)裂情況下就不能夠進行處理。

李榮生[1]通過實驗發(fā)現(xiàn)，瀝青乳化劑初選時可以采用HLB 值8～18 和濃度較低的臨界膠束，陽離子憑借其慢裂快凝的優(yōu)勢可以做瀝青乳化劑。在實驗里面只要涉及的材料是SBR 改性乳化瀝青，就宜采用1.8%～2.0%的乳化劑。

3.1.2 水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青在微表處的應(yīng)用

何遠(yuǎn)航[2]通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳化瀝青的溫度達(dá)到180 ℃以上、水溫超過80 ℃，乳化時間應(yīng)該介于40～50 min 最佳。 水對乳液的影響顯著，通常水的含量應(yīng)該控制在38%～50%。實驗顯示，當(dāng)水性環(huán)氧樹脂改性的用量超過5%時，乳液不穩(wěn)定。

3.2 粘結(jié)層

當(dāng)進行道路施工時，路面的鋪筑主要是分層實現(xiàn)的， 為了能夠確保所有層結(jié)構(gòu)表面都光滑平整，在進行鋪筑時應(yīng)對所有層完成碾壓工作，由此可讓兩個結(jié)構(gòu)層相互的摩擦力數(shù)值減少。粘結(jié)性能的優(yōu)劣主要取決于材料性能，材料性能不好，結(jié)構(gòu)層粘結(jié)強度較低，層間產(chǎn)生危害的概率就會提升。

尚方慶[3]等將研究對象定位在SBR 以及SBS 改性乳化瀝青粘結(jié)層材料方面， 并以此研究了這些材料的抗剪強度。通過了解發(fā)現(xiàn)：SBS 對應(yīng)的抗剪強度要比SBR 強。 隨著改性乳化瀝青的添加，使層間瀝青膜變厚，在層間會形成有效的結(jié)構(gòu)瀝青，大大增強了層間抗剪強度，當(dāng)黏層材料涂布量為0.8 kg/m2左右時層間抗剪效果最好，但如果繼續(xù)增加乳化瀝青的摻入量，抗剪性能會隨之降低。因此，黏層材料涂布量適宜時能有效防止擁包、推移等問題。

3.3 霧封層技術(shù)

霧封層技術(shù)通過將改性乳化瀝青等材料噴灑在道路表面，使得路面呈現(xiàn)黑色霧狀。 采用霧封層技術(shù)能把路面的裂縫以及孔隙進行封閉，從而阻止路面結(jié)構(gòu)受到空氣以及水分的破壞，其技術(shù)還能夠凝結(jié)骨料， 從而將路面風(fēng)化和滲水等問題有效規(guī)避。

陳俊宇[4]研究認(rèn)為，當(dāng)固化劑參量的數(shù)值是0.6∶1 時，開放交通實驗就會達(dá)到最短。改變溫度參數(shù)時，當(dāng)溫度升高時乳化瀝青破乳速度加快，同時水性環(huán)氧樹脂的固結(jié)時間也縮短。對比水性環(huán)氧樹脂改性乳化路面和傳統(tǒng)瀝青路面，改性乳化瀝青路面的磨耗曲線變化趨勢平穩(wěn)，摩擦系數(shù)相較于普通瀝青路面提高77%。 水性環(huán)氧樹脂霧封層材料由于具有良好的水稀釋性能，在施工過程中可以通過加水來使得過稠的乳液變稀，并且該材料與粗骨料的黏附性良好，可有效避免表面水損壞。

3.4 稀漿封層技術(shù)

稀漿封層技術(shù)就是基于常溫基礎(chǔ)上，借助機械設(shè)備把相應(yīng)的水和乳化瀝青以及粗細(xì)集料等參照相應(yīng)的比例制作出稀漿混合料，同時將這些混合料在路面上完成攤鋪從而產(chǎn)生薄層。當(dāng)進行路面養(yǎng)護工作時， 稀漿混合料能夠?qū)⒙访娣阑阅芴嵘瑫r還能將其耐磨以及防水性能提升。同熱料瀝青混合料相比，采用改性瀝青混合料可在常溫基礎(chǔ)上進行施工，這也極大地規(guī)避了由于加熱而產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，并且可以加快施工速度。

3.4.1 改性乳化瀝青公路養(yǎng)護應(yīng)用

混合料配合比和稀漿材料質(zhì)量等因素均不會對路面養(yǎng)護質(zhì)量造成決定性影響。張春玉[5]等通過路面攤鋪實驗發(fā)現(xiàn)，在稀漿封層技術(shù)中應(yīng)采用連續(xù)級配，稀漿混合料的油石比應(yīng)控制在55%以內(nèi)， 施工現(xiàn)場氣溫應(yīng)達(dá)到10 ℃以上并且不存在積水狀態(tài)，攤鋪機自身的運行速度需要調(diào)控到1.5～3.0 km/h。對比改性乳化瀝青施工方式和熱攪拌瀝青混合料施工方式，生產(chǎn)瀝青時只需要將瀝青加熱到130～140 ℃。稀漿封層時由機器操作，工期可以延長大約2～4 月。 改性乳化瀝青憑借自身耐久性好、粘結(jié)力強、剛度高的特點，可以延長路面的使用期限，降低養(yǎng)護成本。

3.4.2 復(fù)合SBS 改性乳化瀝青公路養(yǎng)護應(yīng)用

李巖棟[6]通過實驗發(fā)現(xiàn)，SBS 改性乳化瀝青稀漿封層達(dá)3～10 mm 時可以改善路面情況，稀漿封層可以有效處理原有路面網(wǎng)裂問題。選用CRS-2 助劑配合SBS 乳化瀝青使用， 在使用前需將油污清除干凈。在攤鋪過程中嚴(yán)格控制機器碾壓速度，經(jīng)過多次嘗試，碾壓速度控制在4 km/h 以下，碾壓1～2 遍最佳。 施工完成后1 h 內(nèi)其粘聚力應(yīng)當(dāng)控制在2 N/m以上。

3.4.3 復(fù)合SBR 改性乳化瀝青公路養(yǎng)護應(yīng)用

高振東[7]經(jīng)過大量實驗，以助劑水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變和乳液用量為前提來對破乳時間進行觀測，最終發(fā)現(xiàn)，當(dāng)助劑水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)值是1.5%時，石料質(zhì)量能夠用以基準(zhǔn)。使用慢裂快凝型陽離子乳化劑可將開放交通縮短到30 min 以內(nèi)。

3.5 同步碎石封層技術(shù)

同步碎石技術(shù)是指將改性乳化瀝青以及碎石借助同步碎石封層車將其在路面上完成鋪灑，隨后憑借自然行車完成碾壓工作。這樣就能夠出現(xiàn)單層瀝青碎石磨耗層。采用本技術(shù)可以確保石料以及粘結(jié)料的緊密結(jié)合。同步碎石技術(shù)具有良好的抗滑性和防水性，且經(jīng)濟成本低，施工簡便，具有較高的社會經(jīng)濟效益。

孫行營[8]先后采用SBS 改性瀝青和改性乳化瀝青進行實驗研究，研究表明，使用改性瀝青路面可以有效提高路面平整度，整治路面病害，提高路面的抗滑性和抗水傷害。

針對于兩種瀝青進行對比，當(dāng)使用的材料以改性乳化瀝青為主時， 其路面石料有60%的面積被包裹，但是如果使用材料以SBS 改性瀝青為主，其被包裹的范圍就會受限。改性乳化瀝青具有交通封閉時間短、嵌入性強、流動性好、利于路面平整、低碳環(huán)保等優(yōu)勢。

4 結(jié)語

通過對改性乳化瀝青的研究發(fā)現(xiàn)， 其施工便利，同時節(jié)約能源，對于環(huán)境也能夠起到保護作用。借助粘結(jié)層和微表處等方式， 可提升路面使用年限，減少路面的養(yǎng)護費用，并能較快地開放交通，使道路養(yǎng)護具有更高的經(jīng)濟效益和社會效益。雖然國內(nèi)改性乳化瀝青的使用量不如國外，且在國內(nèi)尚未大規(guī)模使用， 但隨著國內(nèi)交通行業(yè)的迅速發(fā)展，改性乳化瀝青憑借自身優(yōu)勢將有很大的發(fā)展空間。