朱圣敏、羅斌

（贛州市公路發(fā)展中心南康分中心，江西南康341400）

0 引言

水性環(huán)氧乳化封層技術(shù)，作為瀝青路面施工中常用的一項技術(shù)策略，具備一定的先進性。與常規(guī)的普通瀝青混凝土技術(shù)相比，它的耐久性更強，能夠滿足抗老化等效果。所以將對水性環(huán)氧乳化封層施工技術(shù)進行分析，探尋出更為科學(xué)有效的技術(shù)方案，對工程項目的順利開展有著很重要的幫助。

1 水性環(huán)氧乳化瀝青封層技術(shù)

1.1 水性環(huán)氧乳化瀝青封層

水性環(huán)氧樹脂是將環(huán)氧樹脂制作成顆粒、液體等形式加入液體內(nèi)，制作成為乳液、水溶液等物質(zhì)。在實際應(yīng)用中，這些物質(zhì)存在很大差異，尤其是粒徑的不同，所以這也是鑒別、區(qū)分的主要方式。水性環(huán)氧樹脂的優(yōu)勢比較明顯，不會存在任何環(huán)境污染問題，同時也能夠達到安全、無毒的效果，即便被應(yīng)用到潮濕路面上，也能夠滿足工程的要求，施工性能良好，對于施工環(huán)境要求相對較低，清洗作業(yè)方便快捷，儲存和運輸也不會產(chǎn)生負面影響，成本也比較低，整體化學(xué)性能穩(wěn)定，黏結(jié)性能良好。正是因為這些優(yōu)點，水性環(huán)氧樹脂才得到了人們廣泛的研究和使用，對于建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展也有著積極作用[1]。

水性環(huán)氧乳化瀝青封層技術(shù)，是目前非常先進的施工技術(shù)之一。其中，水性化高分子聚合物環(huán)氧樹脂、乳化瀝青混合料等材料可以直接噴灑到公路表層，然后將環(huán)氧樹脂組分的材料經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其防水性良好，黏結(jié)性較高。因為水性環(huán)氧樹脂內(nèi)加入了一些可以減少液料表面形成輔料以及改變表面色質(zhì)的輔助成分，所以將封層結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用路表之后，才能發(fā)生固化性反應(yīng)，使得養(yǎng)護材料能夠直接附著在路表表層，讓瀝青上層結(jié)構(gòu)的老化路面不再繼續(xù)惡化，同時還能防止水分滲入，避免內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，從而延緩路面老化，達到延長壽命的效果。為了能夠使路面結(jié)構(gòu)達到抗滑要求，在噴灑水性環(huán)氧乳化瀝青材料的同時，還可以同時撒布砂石，進行快速養(yǎng)護施工。

1.2 水性環(huán)氧乳化瀝青材料的作用機理

水性環(huán)氧乳化瀝青是比較先進的化學(xué)固化材料，穩(wěn)定性良好，固化后其性質(zhì)并不會出現(xiàn)損壞，受環(huán)境、溫度的干擾和影響也不大，能夠有效處理養(yǎng)護界面的黏結(jié)性和滲透性之間的矛盾。液體料在發(fā)生固化反應(yīng)之前，流動性良好，并且具備一定的滲透性，所以能夠深入一些細小的空隙內(nèi)，經(jīng)過化學(xué)固化反應(yīng)后可以達到較高的黏結(jié)性，滿足結(jié)構(gòu)總體性能的要求。通過封層結(jié)構(gòu)的施工，水性環(huán)氧乳化瀝青材料能夠滲入到一些路表的縫隙內(nèi)，并組合形成性能較高的表面結(jié)構(gòu)，達到封蓋效果，能更好地提高表面顆粒結(jié)構(gòu)的固定性，確保瀝青材料內(nèi)部的油分不會散失，達到延緩老化的作用，提升結(jié)構(gòu)的總體性能。在封層結(jié)構(gòu)處理過程中，只能將其攤鋪到路面表層，形成附著層的結(jié)構(gòu)，與原路面結(jié)構(gòu)的相容性很低，會形成兩個分離層，總體穩(wěn)定性較差，而且受環(huán)境因素干擾比較明顯，難以達到黏結(jié)性、滲透性的要求，修補之后的質(zhì)量也往往無法滿足工程的運行要求，甚至存在快速脫落等嚴重問題[2]。

為了使水性環(huán)氧乳化瀝青材料的性能得到改善和提升，應(yīng)在水性環(huán)氧乳化瀝青材料內(nèi)填充環(huán)氧樹脂以達到連續(xù)相的標準，使其能夠在溶液內(nèi)處于完全分散的狀態(tài)，并且在固化之后直接被包裹處理，從而形成相互交錯設(shè)置的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。因此，環(huán)氧樹脂在實際應(yīng)用中，使用量比較大，幾乎與瀝青材料的使用量相同。在液體材料內(nèi)加入必要的添加劑，經(jīng)過充分混合之后形成穩(wěn)定性良好的材料，體現(xiàn)出了水性環(huán)氧樹脂與乳化瀝青的優(yōu)勢，這就是化學(xué)改性瀝青材料。既保證了和樹脂材料的有效融合，又能夠進行化學(xué)反應(yīng)，形成完整的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)固體性能的有效提升，使得環(huán)氧樹脂材料在高溫條件下不會發(fā)黏，低溫條件下不會脆化，有效預(yù)防地表泛油、發(fā)光的問題，提高抗滑效果，滿足交通運行的要求。

1.3 力學(xué)性能

水性環(huán)氧乳化瀝青封層養(yǎng)護施工材料在使用前，要在實驗室內(nèi)進行性能試驗檢測，經(jīng)過和瀝青混合料的黏結(jié)，可以提升其結(jié)構(gòu)性能，黏結(jié)強度、抗剪性能也得到提升，滿足各項試驗參數(shù)的要求。

2 工程概況

某公路項目總長度為18km，根據(jù)設(shè)計方案的要求，該項目應(yīng)用的是20cm 的二灰碎石基層與6cm 的瀝青面層結(jié)構(gòu)，其運營的時間超過10年。雖然公路管理部門進行了全面的大修施工，但是有些路段依然存在裂縫、沉陷、松散、麻面等病害問題，嚴重影響了交通的正常運行?；诖?，工程管理部門決定進行養(yǎng)護處理，以確保公路路面的運行效果和質(zhì)量。

施工企業(yè)在其中一個路段應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青封層技術(shù)，對路面結(jié)構(gòu)表面裂縫進行了封閉修復(fù)處理。經(jīng)過持續(xù)2年的運行，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)層并沒有出現(xiàn)剝落問題，路面防滲水、抗老化的效果良好。對于現(xiàn)場結(jié)構(gòu)進行檢測分析發(fā)現(xiàn)，該路面結(jié)構(gòu)的整體性能和運行效果良好。所以施工單位決定繼續(xù)選擇應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青路面封層養(yǎng)護技術(shù)進行施工，以提高路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量，在達到美觀要求的同時，延長公路的使用壽命。

3 水性環(huán)氧乳化瀝青封層技術(shù)要求

在公路項目的建設(shè)與養(yǎng)護中，施工材料始終是核心要素。由于我國在全國范圍內(nèi)投入較大的財力、物力開展公路建設(shè)，規(guī)模不斷擴大，使得我國的交通水平得到了很大提升。

但是，我國長期以來一直存在“重建輕養(yǎng)”的觀念，導(dǎo)致一些公路在發(fā)生嚴重的病害問題后，才開始進行檢修處理，致使處理成本升高，影響交通的正常通行。目前，很多公路管理部門都開展了預(yù)防性養(yǎng)護工作，在瀝青路面發(fā)生嚴重病害前，就進行養(yǎng)護處理，并達到了非常好的效果，消除了路面的病害問題，提高了運行效果，促進了公路通行效果的全面提升[3]。

乳化瀝青材料是目前被廣泛應(yīng)用于公路路面養(yǎng)護施工的材料之一，其主要特性是溫度敏感性高、柔韌性差、黏結(jié)性差，所以導(dǎo)致乳化瀝青并不能被全面應(yīng)用到公路工程中。而水性環(huán)氧樹脂的黏結(jié)性好、耐久性高，將其和乳化瀝青材料充分混合使用，能夠融合兩種材料的優(yōu)點，發(fā)揮出該材料的作用，為公路養(yǎng)護施工提供良好的支持。研發(fā)出高性能的水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料，可以讓公路的養(yǎng)護施工更加高效和經(jīng)濟，為我國的公路養(yǎng)護事業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。在瀝青路面的預(yù)防養(yǎng)護施工中，需要做好裂縫結(jié)構(gòu)的處理，修補坑槽與麻面，進行表面的抗滑作業(yè)，處理掉松散的路面結(jié)構(gòu)，并鋪設(shè)一層高性能的路面表層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)總體性能的提升，提高運行效果和質(zhì)量。

當前應(yīng)用比較廣泛的預(yù)防性養(yǎng)護施工措施有霧封層、石屑封層、超薄冷板封層、薄層瀝青罩面、封縫等。很多國內(nèi)外的研究機構(gòu)都開始加強試驗與分析，并總結(jié)出合理、有效的養(yǎng)護施工措施，從材料配比、施工工藝的確定、施工技術(shù)的管控等方面出發(fā)進行控制，以保證施工效果，提高施工水平。通過將瀝青、環(huán)氧樹脂這兩種材料進行充分混合，融合二者的優(yōu)勢，形成立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而延長材料的耐久性，具備較高的高溫穩(wěn)定性與低溫抗裂性，滿足公路路面的運行要求[4]。

4 水性環(huán)氧乳化瀝青封層的施工技術(shù)

在具體的應(yīng)用中，結(jié)合工程標準和要求，明確具體的瀝青材料及用量，并在施工環(huán)節(jié)嚴格按照工藝規(guī)范執(zhí)行，如此才能夠提高該技術(shù)的應(yīng)用效果，滿足瀝青路面的施工標準要求。

4.1 水性環(huán)氧乳化瀝青用量的確定

水性環(huán)氧乳化瀝青封層膠結(jié)料，直接關(guān)系到工程的質(zhì)量與效果。尤其是用量參數(shù)，如果用量較小，則其結(jié)構(gòu)厚度無法達到均勻性的標準，且黏結(jié)性效果比較小，影響封層結(jié)構(gòu)的抗磨性；如果材料使用量過大，則容易造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部的金剛砂出現(xiàn)嵌擠的情況，致使金剛砂浸入水性環(huán)氧乳化瀝青結(jié)構(gòu)內(nèi)。即使是相同的道路，也會存在不同的路況，所以需要在水性環(huán)氧乳化瀝青封層正式施工前，進行必要的現(xiàn)場試驗檢測，以確定最佳使用量，滿足工程的質(zhì)量標準要求。在該公路項目的其中一個路段進行試驗檢測，對比、分析該路段應(yīng)用水性環(huán)氧瀝青封技術(shù)前、后的性能差異，最終確定水性環(huán)氧瀝青的使用量為0.7kg/m2。在試驗檢測前，需要對抗滑系數(shù)、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)等指標進行全面檢查，在涂刷與養(yǎng)護結(jié)束后，對整個試驗路段實施性能參數(shù)檢測，數(shù)據(jù)見表1。

表1 水性環(huán)氧乳化瀝青封層養(yǎng)護前、后的路面性能對比

根據(jù)表1 中的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，瀝青路面應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青封層養(yǎng)護后，其深度與抗滑值都有明顯升高，抗滑能力顯著提升。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，原路面滲水系數(shù)為255mL/min，應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青材料開展封閉處理后，達到了養(yǎng)護標準，這一技術(shù)可以防止水分進入到結(jié)構(gòu)內(nèi)，確保結(jié)構(gòu)具備較高的防水能力，延緩了水損害等嚴重病害問題的發(fā)生，切實提升了路面結(jié)構(gòu)的整體性與安全性，對路面結(jié)構(gòu)的運行起到了積極作用。

4.2 路面病害預(yù)處理

通過對該工程的情況分析可以了解到，在試驗路段內(nèi)的沉陷結(jié)構(gòu)上應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青材料進行填充處理，可以修復(fù)裂縫、坑槽等結(jié)構(gòu)問題，確保不會出現(xiàn)嚴重的缺陷和質(zhì)量問題。

在公路項目中，應(yīng)結(jié)合病害問題的具體情況，實施養(yǎng)護處理，特別是對于有高等級路面要求或施工量比較大的工程項目，更要根據(jù)具體的病害問題狀況進行分析和處理，以保證養(yǎng)護工作的順利實施，大幅提升結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平。此外，為了保證水性環(huán)氧乳化瀝青膠結(jié)材料和瀝青路面結(jié)構(gòu)的融合性達到要求，黏結(jié)能力滿足標準，在項目實施前，應(yīng)落實瀝青路面處理工作，應(yīng)用鋼絲刷將表面存在的雜質(zhì)清除干凈，再使用高壓水槍進行清洗，直至完全符合現(xiàn)場施工標準[5]。

4.3 水性環(huán)氧乳化瀝青封層的施工過程

在該次工程項目的實施過程中，選擇了一段3.6km 長的路段應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青封層材料進行施工，該路段寬度設(shè)定為9m，采取雙向車道的設(shè)計方式。

在養(yǎng)護施工環(huán)節(jié)，先對一側(cè)路段封閉處理，養(yǎng)護工作完成后，再對另一側(cè)路段結(jié)構(gòu)進行施工，以確?，F(xiàn)場交通不會受到影響。想要保證路面表層結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護施工符合要求，做好現(xiàn)場材料的均勻性撒布極為重要。在開始撒布前，先選取一定長度的路段進行試驗分析，確定各項技術(shù)參數(shù)，并結(jié)合工程的實際情況調(diào)整設(shè)備的噴嘴高度、噴射壓力、撒布寬度、行駛速度等方面的參數(shù)，以確保整個路段結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量不會受到任何影響。當進行人工涂刷檢測試驗，確定材料的使用量為0.7kg/m2時，就能夠滿足路面各項性能指標的要求，而為了確保封層養(yǎng)護結(jié)構(gòu)的厚度合格，一般會增加材料的使用量，以滿足運行標準。

因此，將水性環(huán)氧瀝青撒布設(shè)備的噴嘴高度設(shè)定為45cm，撒布寬度為4.25m，撒布車輛的行駛速度為10km/h，現(xiàn)場的水性環(huán)氧乳化瀝青膠結(jié)材料的單次施工量在0.35～0.4kg/m2之間，以確保兩側(cè)的噴灑施工量達到0.7～0.8kg/m2的要求，整個養(yǎng)護施工路段內(nèi)全部噴灑水性環(huán)氧乳化瀝青材料，確保結(jié)構(gòu)的厚度、均勻性符合工程要求，避免存在嚴重的質(zhì)量問題和缺陷，達到養(yǎng)護技術(shù)標準要求。

4.4 施工效果

在該工程項目施工結(jié)束后，經(jīng)過1年的運行，施工單位對該路面進行了質(zhì)量檢測，主要針對抗滑系數(shù)、滲水系數(shù)、構(gòu)造深度等方面進行了檢測，發(fā)現(xiàn)各項技術(shù)參數(shù)都符合工程要求。而后又間隔了半年的時間，進行了水性環(huán)氧乳化瀝青封層結(jié)構(gòu)養(yǎng)護施工效果分析測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，整個基層結(jié)構(gòu)的性能都得到了明顯提升，特別是在夏季溫度較高的環(huán)境下，并沒有出現(xiàn)路面發(fā)軟、熔化等嚴重問題，整個路面結(jié)構(gòu)也沒有發(fā)生分離、脫落等問題，表明路面性能比較優(yōu)越。

5 結(jié)語

水性環(huán)氧乳化瀝青封層技術(shù)在實踐中的應(yīng)用效果非常好。當路面出現(xiàn)麻面、松散等中等嚴重性的病害問題時，應(yīng)用水性環(huán)氧乳化瀝青封層施工后，路面質(zhì)量水平較高，性能良好，同步應(yīng)用撒砂技術(shù)進行施工時，路面表層結(jié)構(gòu)的抗滑性明顯提升。經(jīng)過對實際案例進行分析發(fā)現(xiàn)，路面經(jīng)過養(yǎng)護施工后表面性能得到了良好的改善，抗?jié)B性、抗老化性明顯提升，各項技術(shù)指標符合工程的運行標準要求，有效提高了交通通行質(zhì)量。