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        乳化瀝青稀漿封層的應(yīng)用

        2022-01-17 09:52:44趙其臣
        石油化工建設(shè) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:稀漿封層集料

        趙其臣

        甘肅省白銀公路事業(yè)發(fā)展中心景泰公路段 甘肅白銀 730400

        隨著國民經(jīng)濟(jì)和公路事業(yè)迅猛發(fā)展,高等級(jí)公路數(shù)量逐年增加,要求路面具有較好的耐久性,路面的坑槽、松散、抗滑性能降低等病害均會(huì)影響道路通暢。龜網(wǎng)裂、縱橫向裂縫均是對(duì)瀝青路面危害性較大的常見病害。產(chǎn)生裂縫的因素源自多方面,主要受施工不當(dāng)留下缺陷、氣溫變化、交通荷載反復(fù)作用三方面影響。

        尋找對(duì)已產(chǎn)生微觀裂縫和抗滑性能降低的瀝青路面進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)的方法,是公路養(yǎng)護(hù)創(chuàng)新和改革需要解決的問題。

        目前,最普遍的瀝青路面養(yǎng)護(hù)方式是挖補(bǔ)坑槽、灌縫、銑刨擁包、橡膠瀝青碎石封層及重新罩面等。這些養(yǎng)護(hù)方式對(duì)老化嚴(yán)重、病害較多及服役期較長的瀝青路面維護(hù)十分有效,但仍不能防患路面病害,使路面養(yǎng)護(hù)工作處于被動(dòng)狀態(tài)。而乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是經(jīng)濟(jì)有效的防患路面病害方法,該方法將砂子或石屑與礦粉、水泥、石灰、粉煤灰等混合,乳化瀝青和水,按照配合比設(shè)計(jì)拌和成流態(tài)的瀝青混合料,均勻撒布在原有瀝青路面上形成薄層封面。推廣乳化瀝青稀漿封層技術(shù)有助于防患路面病害,保證重要路面通暢,從而進(jìn)一步推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。

        1 乳化瀝青稀漿封層的作用

        稀漿封層技術(shù)在道路養(yǎng)護(hù)和施工工作中具有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)乳化瀝青稀漿封層的特點(diǎn),可以在道路表面鋪筑上封層和下封層。

        上封層適用條件為瀝青面層的粒料之間有過大的間隙且易滲水,修補(bǔ)后的瀝青路面產(chǎn)生新裂縫時(shí),需要提高磨耗層的抗滑性;新鋪筑的瀝青路面需加鋪磨耗層或保護(hù)層。下封層適用條件為常年受雨水侵蝕的瀝青面層粒料間隙大且易滲水,基層完成鋪筑不能及時(shí)開放交通,待鋪筑瀝青面層后有序通車的道路。

        稀漿封層的厚度宜為4~7mm。乳化瀝青稀漿封層的使用效果如下:

        (1)具有好的填充性。乳化瀝青中摻入水會(huì)形成乳狀稀漿,稀漿封層的混合料顆粒粒徑較小,易流動(dòng),便于施工,容易進(jìn)入細(xì)小的裂縫和坑槽中,具有可以填充裂縫和提高瀝青路面平整度的優(yōu)勢。

        (2)具有良好的路面防水性。稀漿封層時(shí),合理的集料級(jí)配能夠使材料均勻、堅(jiān)固、密實(shí)地黏附在原有瀝青路面上,防止雨水滲入,使路基保持一定穩(wěn)定性。

        (3)具有一定的抗磨耗性。稀漿封層的集料的抗壓強(qiáng)度、壓碎值、磨光值、含泥量等性能指標(biāo)必須符合規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求,酸性及堿性石料必須有較好的黏附力,才能夠很好地粘附在路面上,在原有瀝青路面上形成磨耗保護(hù)層。

        (4)具有良好的抗滑性能。乳化瀝青稀漿封層時(shí),將乳化瀝青、集料按照一定配合比設(shè)計(jì)與混合,瀝青均勻密實(shí)地包裹集料。稀漿封層后,路面紋理深度符合標(biāo)準(zhǔn),稀漿封層摩擦系數(shù)明顯增加,抗滑性能大大增加。

        乳化瀝青稀漿封層也存在一些問題,包括不能消除路面反射裂縫,不能提升路面強(qiáng)度、穩(wěn)定性,不能在泛油的瀝青路面上進(jìn)行稀漿封層。

        2 乳化瀝青稀漿的材料組成

        2.1 乳化瀝青

        稀漿封層可以采用慢裂或中裂的拌和型乳化瀝青鋪筑,摻適量外加劑氧化鈣可以降低乳化瀝青裂變速度。在道路施工中需要加快乳化瀝青裂變速度時(shí),可以在乳化瀝青中摻入一定數(shù)量的水泥或消石灰粉。稀漿封層使用的乳化瀝青應(yīng)滿足公路施工所用的乳化石油瀝青技術(shù)要求。

        2.2 細(xì)集料

        細(xì)集料在稀漿封層中主要起骨架作用,稀漿封層的厚度由細(xì)集料的粒徑?jīng)Q定。稀漿封層使用的細(xì)集料主要有石屑和砂,稀漿鋪在路的表面,直接與車輪接觸,選用的細(xì)集料應(yīng)堅(jiān)硬耐磨、強(qiáng)度高、多棱角。細(xì)集料中黏土含量應(yīng)不大于3%,級(jí)配符合乳化瀝青稀漿封層礦料級(jí)配的要求。

        2.3 填料

        填料用于提升瀝青與集料的黏結(jié)力,增加早期強(qiáng)度,調(diào)節(jié)破乳時(shí)間。填充料過少時(shí),稀漿和易性較差,易產(chǎn)生離析現(xiàn)象不易攤鋪,封層的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性等參數(shù)降低;填充料過多時(shí),瀝青用量提高,穩(wěn)定性降低。填料與細(xì)集料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合乳化瀝青稀漿封層集料的級(jí)配要求,乳化瀝青稀漿封層集料級(jí)配及瀝青用量范圍見表1。

        表1 乳化瀝青稀漿封層集料級(jí)配及瀝青用量范圍

        ES- 1 型適用于較大裂縫的封縫或中、輕交通道路薄層罩面處理;ES- 2 型是中等粗糙度磨耗層最常用的級(jí)數(shù),也可以用于舊路修復(fù)罩面;ES- 3 型一般用于高速公路、一級(jí)公路的路面表層,目的是增大摩擦系數(shù),使磨耗層的抗滑性能提高。

        3 乳化瀝青稀漿封層的質(zhì)量

        稀漿封層本身不具備強(qiáng)度,其承載能力主要取決稀漿封層各層路面的強(qiáng)度。稀漿封層中,乳化瀝青用量不足或集料級(jí)配選擇不當(dāng)會(huì)使鋪裝面層表面干澀、松散脫落、使用時(shí)間縮短。為保證稀漿封層質(zhì)量,需要控制油石比,規(guī)范采用濕輪磨耗試驗(yàn)確定最佳乳化瀝青用量,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)磨耗量為5min 的濕磨耗損失小于800g/ m3。用于稀漿封層的乳化瀝青用量為16%~20%,折算油石比為6%~12%。

        4 乳化瀝青稀漿封層的配合比例

        在實(shí)際工作中,根據(jù)需要初步確定乳化瀝青稀漿封層的乳化瀝青與集料的配合比范圍,進(jìn)行稠度、凝結(jié)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、濕輪磨耗等試驗(yàn)驗(yàn)證配合比是否符合要求,若不符合要求則需調(diào)整,直至符合設(shè)計(jì)要求。合適的配合比便于拌和攤鋪,能夠增加抗磨耗抗滑性能,減少裂縫,有效控制初凝時(shí)間。

        4.1 稀漿稠度試驗(yàn)

        稀漿必須具有適宜的稠度,需要確定集料、乳液、水、礦粉的最佳配合比。最佳稀漿稠度通過稀漿稠度儀測定,一般要求坍落度值為2~3mm。

        4.2 初凝時(shí)間試驗(yàn)

        按要求選配出最佳稠度,使用“紙墨跡法”測定稀漿初凝時(shí)間。將稠度符合要求的稀漿混合料倒在直徑259mm 的圓形油氈上,稀漿層攤鋪厚度為6mm,放置恒溫箱內(nèi)。恒溫箱溫度為(25±1)℃,相對(duì)濕度為45%~55%,每15min 將一張白色的手帕紙巾輕輕壓在稀漿表面上,如在潮濕的紙上見不到褐色的斑點(diǎn)說明稀漿初凝,規(guī)范初凝時(shí)間一般為2h。

        4.3 濕輪磨耗試驗(yàn)

        濕輪磨耗試驗(yàn)是檢驗(yàn)稀漿封層混合料摻配的重要試驗(yàn),主要用于探究乳化瀝青的用量、集料的質(zhì)量以及填充料等的配合比。濕輪磨耗試驗(yàn)?zāi)M潮濕狀態(tài)下汽車輪胎對(duì)路面的磨耗情況,一般不應(yīng)大于800g/ m3。

        4.4 固化時(shí)間試驗(yàn)

        根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),新建的瀝青混凝土路面在通車3 年后開始老化,表面會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的裂縫,不及時(shí)封閉裂縫會(huì)加速路面破損。出現(xiàn)細(xì)小的裂縫后需要及時(shí)采用2~3mm 乳化瀝青稀漿封層進(jìn)行病害處治,使路面平整密實(shí),減少水和空氣對(duì)路面的侵蝕。封層后的路面可以繼續(xù)使用3 年,封層的瀝青開始老化,出現(xiàn)細(xì)小裂縫時(shí),必須再進(jìn)行一次厚度3~6mm 的中粒式乳化瀝青稀漿封層,如此循環(huán)封層3~4 次,一般可以保證9~12 年不出現(xiàn)坑槽、松散、抗滑性能降低等路面病害。直至路面達(dá)到使用壽命期再進(jìn)行翻修,使瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作形成良性循環(huán)。

        5 結(jié)語

        分析瀝青路面病害的成因,確定現(xiàn)階段新形勢下乳化瀝青稀漿封層是公路養(yǎng)護(hù)運(yùn)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料的有效途徑,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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