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高渗透乳化沥青材料的试验研究
洒布透层油是保证半刚性基层与沥青路面之间的良好耦合,解决层间松散问题的一项重要技术手段.从常规的乳化沥青透层出发,进行了渗透深度、 防水性能和抗剪强度试验.经过试验对比,研制出综合性能优良的乳化沥青透层油,具有重要的推广应用价值.
浅谈高渗透力乳化沥青透层在高等级公路中的应用

    摘 要: 文中就京珠高速公路广东南段路面透层应用高渗透力乳化沥青的实际施工, 介绍高渗透力乳化沥青的性能、 试验分析及应用结果。
关键词: 高等级公路; 高渗透力乳化沥青; 透层; 应用

１ 引言
高等级公路基层与下面层间均要求铺设透层, 以保证基层与下面层的粘结而形成整体。而透层油一般采用洒布型PC( 阳离子) 、 PA( 阴离子) 的乳化沥青。其作用机理是乳化沥青经沥青洒布机洒布在基层面上后, 形成一层薄膜, 可减少雨水对基层的渗透破坏作用。
透层油渗透力越大, 越有利于改进基层的抗水冲刷能力, 减少渗透水对基层的破坏; 若能渗透到基层一定深度, 沥青混凝土层与基层能更好地结合而成为整体并形成一个粘结界面, 路面通车后更不容易发生月牙形推挤裂纹。
因此透层油的渗透效果对广东南方多雨地区的沥青路面的水损害具有较大的影响。其中, 影响乳化沥青渗透性的主要因素除了半刚性基层致密以外, 还包括所用沥青的粘度、 针入度、 蒸馏残留物含量及渗透性, 而渗透性与采用的渗透剂有关, 其基本作用是打断沥青中较长的分子链, 并均匀稀释沥青, 使其粘度下降、 针入度变大, 从而有利于沥青的渗透。
高渗透力乳化沥青恰恰就是一种采用中裂阳离子乳化剂对掺加渗透剂的AH－90沥青乳化后、 所形成一定的油水比例( 沥青含量一般在40%-45%) 的乳化沥青, 具有较强的渗透性能。
笔者根据工程实践, 简述在高等级路面施工管理中应用高渗透力乳化沥青透层的成功实例, 希望为有关工程技术人员提供借鉴。

２ 工程概况
京珠国道干线粤境高速公路广东南段汤塘至广州太和段是北京连接华中、 华南公路主骨架的一部分, 也是粤北地区连接内地及珠江三角洲大通道的重要组成部分。路线全长55.232km, 全线由交通部第二公路勘察设计院负责设计, 由广东省长大公路工程有限公司负责施工总承包。
全线共分3个路面施工标段, 其中路面3标施工段里程桩号为K294＋ 200-K307＋700, 全长13.5km, 路面全幅宽为35m, 按计算行车速度100km／h的六车道高速公路标准修建、 标准轴载BZZ－100重型标准设计。
路面结构形式采用沥青混凝土, 沥青各结构层洒布粘层沥青。
基层与下面层间要求铺设透层。
本路段路面具体结构如图１所示。

３ 高渗透力乳化沥青的试验分析
本段路面的基层设计为半刚性基层, 施工时采用3台德国产ABG摊铺机摊铺碾压一次成型, 即主车道2台摊铺机与硬路肩１台摊铺机联合梯队作业, 基层的养生形式为薄膜覆盖养生。
在透层施工时, 为保证基层与下面层能更好地粘结而形成整体, 对常见的普通乳化沥青以及高渗透力乳化沥青的使用效果做对比分析选用。
3.1 普通乳化沥青的渗透性试验
选用以前施工常见的洒布型PC( 阳离子) 、 PA( 阴离子) 乳化沥青, 在施工后的半刚性基层表面选一试验段进行渗透试验, 试验结果见表1、 表2所示。

试验结果表明该常规乳化沥青透层效果不佳:
( 1) 阳( 阴) 离子乳化沥青在表面致密的半刚性基层上洒布, 其渗透效果均不佳。
( 2) 洒布作业要在基层施工后尽快进行, 方可形成较好的粘结薄层。
3.2 高渗透力乳化沥青的渗透试验
对于高渗透力乳化沥青的试验, 采用中裂阳离子乳化剂对掺加渗透剂的AH－90沥青乳化后( 沥青含量45%的油水比例) 的乳化沥青, 试验 表明其具有较强的渗透性能, 试验结果见表3。

如上表试验结果表明: 高渗透力乳化沥青对半刚性基层渗透效果相对于普通的乳化沥青较佳。
由此, 确定使用该高渗透力乳化沥青作为基层的透层油。
4 高渗透力乳化沥青的施工
高渗透力乳化沥青在透层中的施工方法与普通乳化沥青基本相同, 其施工工艺流程为:
施工作业面的准备→沥青洒布车洒布作业→人工辅助作业→透层的养生。
对比常规施工, 在贮存、 洒布量、 养生方面稍有差别。
4.1 高渗透力乳化沥青的贮存
贮存方式采用50t以上的贮存罐贮存, 贮存罐顶部搭设凉棚, 防止太阳直射导致温度过高而影响沥青的质量稳定性。
贮存过程中, 采用专用潜水泵进行内部循环, 即潜水泵抽出贮存在罐内的高渗透力乳化沥青后, 再经过软式输送管再送回罐内, 每天使用前循环一次, 循环时间不少于30min。
4.2 施工作业面的准备
基层面必须清扫干净, 不得留有浮尘、 泥巴、 杂物。若基层面有松散现象, 可结合风机、 水车和人工清扫等方法清除干净。清扫干净后用水车洒水, 充分湿润表面, 以保证其渗透性, 待积水消失后便可开始洒布沥青。
4.3 施工顺序
洒布车在路线的正常路段从中央分隔带一侧开始洒布, 调头后再洒布相邻的一侧, 由此洒布完全幅。
超高路段则从路肩一侧开始洒布, 以防止多余油量向外侧流动; 两次洒布面要求重叠10-15cm。
4.4 洒布量的控制
要求洒布车以30km／h的速度匀速行驶, 起步时间要求尽量短, 及时达到洒布速度, 同时行驶时必须顺直平稳。
洒布量以洒布后不形成明显径流为标准, 一般约为0.7-0.9kg／㎡。
洒布结束后要求及时关闭洒布车油路, 以免余油在基层面径流成膜。
4.5 人工辅助作业
洒布车作业完成后, 及时组织进行人工辅助作业, 清除洒布过量的径流油或洒布不均匀部位, 出现油膜的部位及时清理扫除, 人工补洒时采用喷雾器。
4.6 透层的养生
洒布后, 一般要求封闭交通48h; 若需要及时进行下封层作业, 要求待其破乳后8h方可进行。
4.7 施工注意事项及施工体会
( 1) 最佳洒布时间。基层施工完毕后, 达到一定强度( 行车不出现车辙) 时, 而且作业面达到可进行机械洒布的长度, 此时洒布效果最佳。
( 2) 未达到养生期的基层在进行透层油洒布后仍需覆盖或洒水养生。
( 3) 洒布车的喷油嘴必须采用乳化沥青专用油嘴; 洒布时还要检查喷油压力的大小。
( 4) 如遇大风或即将下雨时不要施工; 气温低于10 ℃时, 不宜施工。
( 5) 透层洒布后要待其充分渗透、 水分蒸发后, 方可铺筑沥青面层, 其时间间隔不宜少于24h。
4.8 透层的质量检测
( 1) 洒布量的检测: 用铝合金托盘置于基层上接收透层油, 用电子天平称量, 根据托盘的面积反算出每平方的洒布量。
( 2) 渗透效果的检测: 洒布后48h可进行渗透性的检验, 以钻芯取样量测渗透高度为准。
５ 高渗透力乳化沥青与普通乳化沥青的经济、 技术分析
5.1 经济分析
高渗透力乳化沥青因掺加了渗透剂, 洒布量较普通乳化沥青大, 成本较高, 具体分析指标见表4。

5.2 技术分析
当前, 国内尚未出台高渗透力乳化沥青技术标准, 主要是参考日本 的新规范标准, 具体分析对比指标见表5。

5.3 钻芯取样结果
采用高渗透力沥青施工的透层, 实际施工质量良好。
乳化沥青渗入基层表面1-25mm, 基层与下面层结合牢固。钻孔取芯分离芯样时, 90%以上的芯样需要破坏基层面, 这表明实施的透层, 沥青芯样上残留的基层毛茬与沥青混凝土已构成整体。
以上试验表明: 常规应用的PC-2乳化沥青作为透层油, 一般只在基层表面形成一层沥青薄膜, 其渗透能力比高渗透力乳化沥青效果相对较差。而如今实施的高渗透力乳化沥青作为透层油, 基层与沥青混凝土已构成较完整的整体。
６ 结语
在本段路面高渗透力乳化沥青透层油施工中, 技术要点如下:
( 1) 洒布作业要在基层施工后尽快进行, 方可形成较好的粘结薄层;
( 2) 对比常规透乳化沥青, 在贮存时要防止太阳直射, 并每天使用前采用专用潜水泵进行内部循环１次;
( 3) 洒布量以洒布后不形成明显径流为标准严格控制, 一般约为0.7-0.9kg／㎡;
( 4) 在洒布透层油时, 在加强技术控制同时, 须注意保护邻近的建筑物或构造物免受污染。
综上所述, 本段路面高渗透力乳化沥青透层油的成功应用, 既解决一般乳化沥青渗透半刚性基层表面较差、 粘结不完整的缺陷, 又解决了基层与沥青层的整体结合粘结力问题, 从而保证了沥青路面基层与沥青层施工质量, 这对于防止沥青路面的水损害, 特别对于南方高温多雨地区防止沥青路面的水损害具有明显的质量保证作用。
本段路面3标 11月全线贯通后, 在近两年通车中, 虽经过两个雨季, 全线沥青路面段水损害较轻, 运营正常。
参考文献:
(1) 沈金安．沥青及沥青混合料路用性能［M］．北京: 人民交通出版社, ．
(2) 交通部第二公路勘测设计院．京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州太和段两阶段施工图设计． ．
(3) 公路工程沥青及沥青混合料试验规程( JTJ052- ) ［S］．北京: 人民交通出版社, ．
(4) 沥青路面施工及验收规范( GB50092-96) ［S］．北京: 人民交通出版社, ．
(5) 沈金安．日本的新乳化沥青标准及对中国的影响［M］．北京: 人民交通出版社, ．

乳化沥青配方技术专题,阳离子沥青,沥青混凝土,水泥沥青砂浆类技术资料

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