乳化瀝青稀漿封層技術(shù)管理論文
時(shí)間：2022-07-09 07:17:00
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摘要：摻少量氯丁膠乳改善陽(yáng)離子乳化瀝青性能，用于大交通量和水泥路面稀漿封層鋪筑，效果良好。本文簡(jiǎn)介氯丁膠乳改性乳化瀝青稀漿封層部分技術(shù)，供參考。
關(guān)鍵詞：氯丁膠乳瀝青稀漿封層路面維護(hù)
1前言
乳化瀝青稀漿封層(簡(jiǎn)稱稀漿封層)是近年迅速發(fā)展的路面維修施工技術(shù)，是用細(xì)粒式的級(jí)配石料或砂作骨料，以乳化瀝青為粘結(jié)料，加填料和水冷拌后攤鋪(用稀漿封層機(jī))成瀝青表處薄層。它具有施工快、密實(shí)度高、粘附力強(qiáng)、節(jié)省人力物力、無(wú)污染、延長(zhǎng)施工季節(jié)、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。稀漿封層混合料具有較好的流動(dòng)性和滲透性，有利于填充和治愈路面的裂縫，對(duì)于提高路面平整度、抗滑與耐磨性、減少網(wǎng)裂、降低路面透水率有很好的作用。
稀漿封層不僅用于瀝青路面，也可用于水泥混凝土路面。可以治理水泥路面細(xì)小裂縫，防止表面混凝土剝落，提高路面平整度和減少行車(chē)躁音等。在橋面采用稀漿封層養(yǎng)護(hù)，可以減輕橋面自重。稀漿封層是一種較理想的筑、養(yǎng)路施工方法，但是，隨著近年鋪筑稀漿封層實(shí)踐的增加，認(rèn)識(shí)到稀漿封層依靠單純?yōu)r青做為結(jié)合料，鋪筑后成型時(shí)間長(zhǎng)、封閉交通養(yǎng)護(hù)困難，早期強(qiáng)度低，高溫季節(jié)易軟化，抵抗永久變形能力低，耐用性較差，不能滿足大交通量和重車(chē)交通的要求。
為了讓稀漿封層具有更好的路用效果，使稀漿封層能應(yīng)用于大交通量的高等級(jí)公路，我們進(jìn)行了氯丁膠乳(簡(jiǎn)稱CRL)改性乳化瀝青稀漿封層技術(shù)研究。通過(guò)大量室內(nèi)試驗(yàn)和在邵武市境內(nèi)瀝青路面與水泥混凝土橋面上各鋪一段約5400m2CRL改性乳化瀝青稀漿封層。經(jīng)過(guò)近一年的觀測(cè)結(jié)果表明，CRL改性乳化瀝青稀漿封層比普通乳化瀝青稀漿封層具有耐磨性能好、施工封閉時(shí)間短、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比值高等特點(diǎn)，并擁有普通稀漿封層具有的所有優(yōu)點(diǎn)。本文介紹“氯丁膠乳改性乳化瀝青稀漿封層研究”部分成果。
2CRL改性稀漿封層材料和配合比
CRL改性稀漿封層材料由CRL改性乳化瀝青、骨料、填料和水組成，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格篩選和控制原材料質(zhì)量。
2.1CRL改性乳化瀝青
采用陽(yáng)離子乳化瀝青摻少量CRL，CRL摻配量經(jīng)多種、多次試驗(yàn)，試驗(yàn)路采用干膠用量占瀝青用量3.5%為宜。
2.1.1陽(yáng)離子乳化瀝青采用勝利100#瀝青與邵武乳化劑廠出品的FLR—M慢裂型陽(yáng)離子乳化劑和乳化機(jī)組等，按乳化瀝青生產(chǎn)規(guī)程生產(chǎn)的改性陽(yáng)離子瀝青乳液，瀝青∶水∶乳化劑的配比為60∶40∶0.5。
2.1.2CRL采用青島橡膠廠產(chǎn)的氯丁膠乳，膠水比為40∶60。
2.1.3CRL改性乳化瀝青的生產(chǎn)有內(nèi)摻法和外摻法。
(1)內(nèi)摻法：先將CRL、乳化劑、穩(wěn)定劑等配制成水溶液，然后與熱瀝青同時(shí)進(jìn)入膠體磨，生產(chǎn)出CRL改性乳化瀝青。
(2)外摻法：先將瀝青制成乳化瀝青，后將乳化瀝青與CRL進(jìn)行機(jī)械混合。此法生產(chǎn)出的CRL改性乳化瀝青不易存放，可現(xiàn)做現(xiàn)用。
2.1.4穩(wěn)定劑主要采用聚乙稀醇，起增加乳化瀝青穩(wěn)定度等作用。
2.2骨料
骨料選擇除了堅(jiān)硬、耐磨、清潔和一定的天然級(jí)配外，還考慮到就地取材、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。所以選用邵武富屯溪天然清水粗砂(85%)和附近工廠粉煤灰廢料(15%)做為骨料。
2.3填料
一般可用水泥、石灰粉、粉煤灰等小于0.074mm粒徑的粉料，這些粉料既可以填充空隙，提高封層的強(qiáng)度與耐磨性，又可以調(diào)整稀漿封層混合料的稠度與均勻性。我們選用425#硅酸鹽水泥作填充料，用量是骨料重量的1%。
2.4水
采用飲用水，按配合比加入。
2.5稀漿封層結(jié)構(gòu)骨料級(jí)配
經(jīng)過(guò)多個(gè)料場(chǎng)、多種級(jí)配試驗(yàn)、試驗(yàn)路采用稀漿封層結(jié)構(gòu)骨料級(jí)配如表1
稀漿封層結(jié)構(gòu)骨料級(jí)配表1
篩孔尺寸
(mm)
通百分率率(%)
1#
粗砂
2#
粉煤灰
級(jí)配
3#級(jí)配
技術(shù)要求
10
100
100
100
100
5
78.92
94.7
88.32
70-90
2.5
61.88
90.74
66.8
45-70
1.25
47.23
89.18
49.18
28-50
0.63
20.76
87.91
28.0
19-34
0.315
2.53
73.35
14.4
12-25
0.15
0.63
64.28
10.38
7-18
0.074
0.2
30.35
4.86
5-15
注：3#=85%1#+15%2#
2.6CRL改性稀漿封層混合料配比
經(jīng)配合比試驗(yàn)，CRL改性稀漿封層混合料配比如表2
CRL改性稀漿封層混合料配比表2
材料名稱
骨料
CRL乳化瀝青
填料
水
配比(%)
100
15-16
1
9-11
3CRL改性稀漿封層混合料試驗(yàn)
為了確定CRL改性稀漿封層混合料配合比，以及與普通稀漿封層混合料比較品質(zhì)優(yōu)劣，我們主要進(jìn)行以下試驗(yàn)：
3.1稠度試驗(yàn)
為了測(cè)定稀漿封層混合料加水量，采用類似水泥混凝土坍落度試驗(yàn)方法，用規(guī)定的截錐筒，檢測(cè)稀漿封層混合料坍落值。經(jīng)試驗(yàn)，試驗(yàn)路稀漿封層混合料加水10%左右適宜。
3.2濕輪磨耗試驗(yàn)
該試驗(yàn)用于確定稀漿封層混合料中乳化瀝青的合適用量，也用于檢驗(yàn)瀝青與骨料裹覆的耐磨強(qiáng)度。我們還做了CRL摻量不同、其他材料及配比相同的稀漿封層混合料濕輪磨耗試驗(yàn)，見(jiàn)表3。
稀漿封層混合料濕輪磨耗試驗(yàn)表3
編號(hào)
油石比(%)
膠油比(%)
磨耗值(g/m2)
1
9
780
2
9
2.5
534
3
9
3.0
356
4
9
3.5
290
備注
油石比：純?yōu)r青與石料(骨料+填料)重量比
膠油比：CRL干膠量與純?yōu)r青重量比
從表3可以看出，當(dāng)其他條件(含試驗(yàn)條件)相同時(shí)，膠油比3.5%的稀漿封層混合料比不摻CRL的耐磨強(qiáng)度高兩倍多。
3.3荷載車(chē)輪試驗(yàn)
該試驗(yàn)是檢驗(yàn)稀漿封層混合料中瀝青用量是否有過(guò)多現(xiàn)象，與濕輪磨耗試驗(yàn)一起制約稀漿封層混合料瀝青含量。試驗(yàn)表明CRL改性稀漿封層混合料油石比9%左右為宜。
3.4初凝時(shí)間和粘結(jié)力試驗(yàn)
初凝時(shí)間試驗(yàn)用“紙墨跡法”測(cè)定稀漿封層混合料達(dá)到初凝所需的時(shí)間，可以相對(duì)比較稀漿封層混合料凝結(jié)時(shí)間的快慢；粘結(jié)力試驗(yàn)測(cè)定從稀漿封層攤鋪到骨料上瀝青膜完全粘結(jié)在一起，即到路面可開(kāi)放交通的時(shí)間。我們做了同樣配比的普通稀漿封層混合料和CRL改性稀漿封層混合料的初凝時(shí)間試驗(yàn)和粘結(jié)力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，膠油比3.5%的CRL改性稀漿封層混合料的初凝時(shí)間和開(kāi)放交通時(shí)間均比普通稀漿封層混合料提早時(shí)間一倍以上。
4CRL改性稀漿封層施工及觀測(cè)結(jié)果
為了驗(yàn)證CRL改性乳化瀝青稀漿封層效果，我們?cè)谏畚渚硟?nèi)省道水杉線K101+400-650瀝青路面和邵武東關(guān)橋水泥橋面上共鋪筑600m，計(jì)5400m2CRL改性乳化瀝青稀漿封層試驗(yàn)路。該路段交通量3000輛/日以上，在治理老路面坑槽、啃邊、沉陷等病害后，封層厚控制8mm左右，并在試驗(yàn)路前后鋪了普通乳化瀝青稀漿封層作為比較。
4.1改性稀漿封層機(jī)
改性乳化瀝青稀漿封層要求機(jī)具拌和及分料能力強(qiáng)，能在短時(shí)間內(nèi)將混合料拌勻并送到攤鋪箱處。我們使用國(guó)產(chǎn)ZRLF—40加強(qiáng)型乳化瀝青稀漿封層機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)路施工，該機(jī)動(dòng)力99kW，輔機(jī)動(dòng)力28kW，骨料倉(cāng)容積4.0m3，乳化瀝青箱、水箱、粉料箱容積各為1.68、1.22、0.12m3，混合料經(jīng)雙軸葉片式強(qiáng)制拌和后送入3m寬攤鋪箱，箱內(nèi)有兩組三排液壓螺旋分料器。該機(jī)拌和分散能力強(qiáng)，拌和效率高，可基本滿足CRL改性乳化瀝青稀漿封層施工的需要。
4.2CRL改性稀漿封層施工步驟
在試驗(yàn)路施工中，摻配CRL采用外摻法，即往稀漿封層機(jī)乳化瀝青箱內(nèi)摻配一定量的CRL并通過(guò)機(jī)械與乳化瀝青拌勻后即開(kāi)始施工，CRL改性乳化瀝青稀漿封層其他施工步驟與普通乳化瀝青稀漿封層施工步驟相同。主要施工步驟如下：
清掃老路面—————放樣————┐
CRL計(jì)量摻配│──攤鋪──養(yǎng)護(hù)──通行
封層機(jī)上料———————————┘
4.3試驗(yàn)路觀測(cè)結(jié)果
(1)路面質(zhì)量觀測(cè)
試驗(yàn)路瀝青路段老路面已超期服役，路面有大量的裂縫、麻面和部分松散、坑槽，東關(guān)橋水泥混凝土橋面嚴(yán)重麻面并有部分裂縫和斷板、斷角，鋪筑CRL改性乳化瀝青稀漿封層后路況良好(見(jiàn)表4)。經(jīng)過(guò)近一年時(shí)間行車(chē)使用和雨季考驗(yàn)，普通稀漿封層比較路已出現(xiàn)部分反射裂縫和局部松散，而CRL改性乳化瀝青稀漿封層試驗(yàn)路段仍然完好，只是水泥面板斷角、斷板處有反射裂縫。
施工前后路面質(zhì)量檢測(cè)情況表表4
試驗(yàn)
地點(diǎn)
平整度(mm)
滲水(mt/min)
施工后摩
擦系數(shù)
施工后構(gòu)
造深度
施工前
施工后
施工前
施工后
瀝青路段
9.2
5.0
4.6
0.6
51
0.5
東關(guān)橋面
8.3
5.5
0.6
55
0.6
規(guī)定值
不大于5mm
不大于5
47-50
0.4-0.6
(2)在夏天同樣氣候條件下，CRL改性乳化瀝青稀漿封層施工后約1.5h可以開(kāi)放交通，普通乳化瀝青稀漿封層約3.5h后開(kāi)放交通。
5結(jié)論
(1)CRL改性乳化瀝青稀漿封層每m3單價(jià)比普通乳化瀝青稀漿封層約增加13%(約增0.8元)，但是，使用壽命不止增加13%，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益；并且，CRL改性稀漿封層可以較早開(kāi)放交通，比普通稀漿封層具有較好的社會(huì)效益。CRL改性稀漿封層施工也十分方便。所以，推廣前景較好。(2)CRL改性乳化瀝青稀漿封層較普通稀漿封層具有更好的穩(wěn)定性、抗裂性和耐磨性，經(jīng)過(guò)較大交通量的瀝青、水泥混凝土路面上鋪筑和行車(chē)試驗(yàn)，說(shuō)明CRL改性乳化瀝青稀漿封層能用于高等級(jí)公路的養(yǎng)護(hù)維修。
(3)CRL改性乳化瀝青稀漿封層只是一種薄層路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度不能滿足交通要求或路面局部嚴(yán)重?fù)p壞未治理處，鋪筑CRL改性乳化瀝青稀漿封層就不能達(dá)到效果。