浅谈乳化沥青在公路工程的应用

浅谈乳化沥青在公路工程的应用

杨国霜王华

杨国霜王华

（南阳市豫通公路物资储运有限公司（原南阳市公路物质仓库）河南南阳473000）

中图分类号：U411文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）05-0000-01

乳化沥青是将沥青热融后，经高速机械剪切后，以细小的微粒状态分散于含有乳化剂的水溶液中，形成的水包油型的沥青乳液。其主要特性表现为它的储存稳定性、在混合过程中设稳定性、表面处治和粘度特性及养护速度。在这些特性中有许多是随着微粒尺寸和微粒在乳液中的分布情况而起作用的。该变化是一种随沥青型号、级配乳液生产所使用的设备和化学试剂的使用稳定性而变化。

一、乳化沥青的特点

(一)节能能源

稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到50%，而乳化沥青中则只含0-2%。所以，这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为，仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准，沥青就能够被浇灌和撒布，并希望使用后的轻制油能够挥发进入大气中。但是在实际施工中，如果轻制油不能够挥发，那么沥青就太软了，在交通荷载作用下，道路表面就可能泛油或变形。

（二）多用途性

乳化沥青有许多种用途，应用时要选择合适设方法，因为它们有一个非常广设应用范围。在房屋建筑得防水层施工中也有乳化沥青的应用，同样乳液既能够作大面积的封层撤布，如房屋屋顶，也能够用来进行小范围设坑槽修补工作，如公路养护。因为它们能够长期储存在储罐中，在偏远地区应用时，利用滚筒洒布应用起来非常容易。

（三）使用方便

乳液设专业化撒布，需要专业化设设备，如撒布机。然而，小面积设乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布，如小面积设坑槽补工作、裂缝填缝料等，小数量设冷拌混合料只需要基本设备就行。例如，一只带挡板的洒水壶和一个铁锹就能够进行小面积的封层和裂缝修补，采用灌入式坑槽修补方法填充路面坑洞等应用简单易行。所以，在具体施工时使用非常方便。

（四）利于环保

从乳化沥青中游离出来的碳氢化合物的数量几科为零，在实际应用中可直接用于喷洒或拌和，无需加热融化，释放大量有害气体，很大程度地减少了对环境的污染。

二、乳化沥青在工程中的应用

乳化沥青可冷态施工，用于修筑路面，不论是阳离子型乳化沥青或阴离子型乳化沥青均有两种施工方法：a.撒布法：如透层、黏层、表面处泼或贯入式青碎石路面；b.拌和法：如沥青碎石或沥青混合料路面。它按其分裂速度，可分为快裂、中裂、慢裂3种类型。另外，还有改性乳化沥青，但是目前我国尚未制定正式的技术要求和检验标准。

（一）透层

沥青路面层间处理主要是指基层和面层、面层和面层、面层与构造物之间的过渡连接处理，用以增强层面间的黏接，使沥青路面各层形成一个完整的受力体系，提高路面结构承载力和耐久性；其次，层间处理使路面结构在理论上与路面设计的理论假设（多层连续弹性层状体）相一致，使路面设计加符合路面实际受力状况。此外，良好的层间处理措施能有效地防止半刚性基层于缩裂缝反射，并阻止地表水下渗和路基水上升。以下分述各处理层对材料性能的要求及施工要点。沥青透层施工是适用在沥青面层下非沥青类下承表面，增加相互黏结力。其主要作用如下：

（1）透入基层表面孔隙，增强了基层和沥青面层间的黏接。

（2）有助于结合基层表面集料中的细料。

（3）在完成基层的铺装后，适时喷洒透层油还可以减少基层的养生费用，提高养生质量。

（4）经过透层油渗透成型以后的基层表面的开口空隙被填充，从而得到一个渗透深度上的防水层。

（5）在由于某种原因推迟铺筑面层的情况下，透层可向基层提供临时性防护，防止降雨和临时行车的破坏。

在所有的层间处理方式中，透层对材料有着其特殊的要求。理想的透层深度应透入基层3mm~5mm，为此透层油传统采用低黏度的煤油稀释沥青，但由于将稀释沥青中的轻油分完全挥发后的沥青黏度低，很难保证基层与面层之间的黏结强度，对环境亦有不良影响，因此宜采用乳化沥青作为透层材料。基层铺装后，透层油施工要及时跟进，这样既可以实现透层油的最佳渗透效果又有利于基层养生。对于存在浮浆和污染的基层表面，喷洒透层油之前必须进行严格的清理，对于存在浮尘的路段应在清扫后封闭交通，必要时可洒水润湿基层表面，撒量以控制在使基层表面湿润无积水为宜，通过水的下渗将基层表面孔隙打通，有利于透层油透人。待表面水分蒸发后即可开始喷洒透层，撒布量保持在0.6kg/m~1.1kg/m之间，不宜过高。

（二）黏层

作用是使各面层之间、面层与构筑物黏结成一个整体。沥青黏层适用于增加沥青类铺筑层和其下层及邻接构筑物接触面之间的黏结力。沥青黏层材料习称“沥青漆”，亦作水泥板邻接侧壁、传力杆等隔离剂之用。黏层应在铺筑沥青混合料前3h~4h内均匀涂刷于下承表面或侧壁，被涂刷的表面应洁净、干燥、无泥灰等杂物，层面间要清扫干净，黏层的撒布强调“薄”和“遍”。在各面层间均撒布一般用量为0.4kg/m~0.6kg/m，具体用量可根据乳化沥青的浓度(沥青含量)进行调整，调整原则是确保在整个层面提供不大于0.2kg/m的残留沥青连续封面。在实际施工中从对所取芯样的劈裂试验结果来看，各面层结合处的断裂面均为不规则状，表明结合面的黏结强度大于或等于混合料本身的黏结强度，优于未进行黏层油层间处理的结合强度。

（三）稀浆封层（上封层）

上封层适用于封闭路表孔隙和细裂缝或旧路养护。稀浆封层是一种冷拌沥青混合料，具有骨料和沥青混合的优点，在通常情况下，相似的级配稀浆封层具有比热拌沥青混合料高的模量，所以常用它来填充路面车辙。比较高的稳定度具有较高的抗变形能力。混合料通常是由较硬设细骨料级配和耐磨的具有高砂当量的骨料组成，特别是微观封层和聚合物改性封层这种情况极大地增加了路面的强度和完整性。这使路面具有高磨损阻力和极好的变形阻力。从道路养护看，采用稀浆封层进行路面车辙修补不需要脱离拌和设备现场，因而相对费用比采用热拌沥青混合料的要少。因乳化沥青允许潮湿的道路表面和较好的黏附性，没有黏结层，对通常的车辙道路表面不需要研磨。因此现场使用的材料基本费用比较少，而且改善施工条件，降低劳动强度，减少环境污染。

（四）路面防水层（下封层）与桥面防水层

沥青路面下封层适用于基层防水。防水层一般是设在有机结合料面层与基层间，有一定厚度的隔水层。防水层与透层结合，在基层和面层之间形成一道抵御水害的防护层。防水层应使用黏结性和温度稳定性好的材料。它在荷载应力应变作用下不仅要保持良好的水密性，还应使面层和基层间形成足够的结合力，防止薄沥青面层产生滑动、推移等破坏。与面层和基层不结合的情况相比，它可以减小面层底层由行车荷载引起的拉应力和拉应变，，明显减小由温度变化引起的沥青面层内的拉应力和拉应变。

由于桥面的各种应变量较大，温度变化剧烈，使用一般的防水措施其效果和耐久性较差。尤其是沥青砼面层与水泥砼桥面两种材料模量相距较大，这就对兼有防水和黏结过渡作用的防水层材料和工艺方法提出了更高的要求。桥面防水工程采用SBR、SBS改性乳化沥青效果较好。这种处理方法的优点在于：防水效果好粘结力强，均匀无接缝，施工进度快，有效地克服了使用防水卷材与多布多涂防水法易出现的空鼓剥离和层问滑动等问题。

在众多的公路工程建设应用中，乳化沥青提供了一种比热沥青更为安全、节能和环保的系统，避免了高温操作、加热和有害排放。乳化沥青主要用于道路的升级与养护，还有多种独特的、其它沥青材料不可替代的应用。可以常温使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。它除广泛地应用在公路工程外，还应用于建筑屋面及洞库防水、金属材料表面防腐等方面，相信随着社会的不断发展，乳化沥青的发展前景将会越来越广。