阳离子乳化沥青稀浆封层技术研究[0个Ｅ路币]施工 公路 高速公路 监理 设计 监理工程师 模拟试题 考试 管理 路面 质量 公路工程 桥梁 控制 应用 工程
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摘要：本文介绍了沥青稀浆封层技术的基本特征，阐述了沥青稀浆混合料的组成、相关的技术标准、质量标准和配合比设计方法，为施工提供了技术指南。
关键词：稀浆封层，施工，工艺，方法
1 概述
阳离子乳化沥青稀浆封层(以下简称沥青稀浆封层)技术是国家“八五”重点推广项目之一。它是在阳离子乳化沥青技术推广应用基础上，进一步发展应用的新技术。
沥青稀浆封层技术的基本特征是：一般情况下，作为一种沥青表面处治层——保护层、磨耗层及抗滑层等，类似于细粒式沥青混凝土。稀浆混合料由乳化沥青、填料(水泥、矿粉等)、骨料、水和外加剂等材料组成。根据不同用途和目的，并按照设计的配合比，拌和成稀浆混合料。由于这种沥青稀浆呈糊状且具有流动性和渗透性，因此在公路预防性养护(治愈细裂缝、防水等)方面具有独特优点。不尽如此，在公路工程方面，如碎石路改为黑色路面，沥青路罩面作磨耗层等，同样显示出稀浆封层技术的优越性。沥青稀浆封层另一特征是施工速度快、效率高、用料(骨料)少、造价相对低、节省能源、减少环境污染。稀浆封层的施工是由专门机械——稀浆封层(摊铺)机自动连续作业完成的。从各种材料储藏——供料(计量系统)——搅拌——出料——摊铺等，都由一台机械完成，一般十几分钟即可铺筑1500～2000m2以上(厚度6mm)。摊铺后的稀浆层经过自然养生(乳液破乳、初凝、固化成型)，2～4h就可开放交通。再经车辆不断碾压，形成沥青处治层(一般不需要压实机械碾压)。当然，当气温较低、温度大或封层厚度增加时，开放交通所需时间相应长些。
沥青稀浆封层技术包括它的施工工艺和施工方法等，都有较严格的技术要求和规范。经过多年的推广，从技术上讲已趋于规范化、标准化。各类技术标准，质量标准、检验及试验方法等，为应用稀浆封层技术奠定了良好的技术基础。从实践中也证明，推广稀浆封层技术，首先要了解其特性，熟悉并掌握其有关技术标准、实验方法。以科学的实验数据指导施工实践，在推广应用过程中少走弯路。
2 沥青稀浆封层技术指南
无论对何种路面做稀浆封层或选择何种类型结构，最重要的是必须按照稀浆封层施工工艺要求，做好施工前的一系列技术准备。包括对材料的选择、验证；设计稀浆混合料配合比；设备及其计量标定；对原路面要求等等。因此，可以说稀浆封层技术其技术含量较高，它是一项系统工程，是由经过专门技术培训的专业队伍去完成的。稀浆封层至今为止，仍然采用和参照国际稀浆封层协会组织(ISSA)发布的“稀浆封层工程施工指南”和美国材料标准协会制定的“稀浆封层试验方法与检验标准——ASTMD3910”，作为技术标准和指南。我国颁布的行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032—94)中有关乳化沥青及稀浆封层技术规范、要求等，也是参照上述有关标准并结合推广应用、试验制定的。
2.1 慢裂型阳离子乳化沥青
表1
| 筛上剩余量 不大于 | 0.3％ |
| 电荷 | + |
| 破乳速度试验 | 慢裂 |
| 粘度：C25.3(s) | 40～100 |
| 蒸发残留物含量 不小于 | 60％ |
| 蒸发残留物性质 针入度(100g，25°C，5s)0.1mm 残留延度比(25°C) 不小于 溶解度(三氯乙烯) 不小于 | 80～200 80％ 97.5％ |
| 贮存稳定性 5d 不大于 1d 不大于 | 5％ 1％ |
| 与矿料的粘附性，裹覆面积不小于 | 2/3 |
| 低温贮存稳定度(-5°C) | 无粗颗粒或结块 |
乳化沥青在稀浆混合料中起着重要作用，即作骨料的粘结料。它的性质对粘结力及破乳成型时间有直接影响。而它的性质又取决于沥青的品质和相适应的乳化剂，因为稀浆混合料最终还是沥青的混合料。因此，在生产或检验乳化沥青质量之前，首先应检验沥青的质量，沥青应符合JTJ032—94中表C.1和C.2的技术要求。慢裂阳离子乳化沥青是专门用于拌和性乳化沥青混合料(JTJ032—94的表C.3中BC—3类)。
慢裂型阳离子乳化沥青质量检验标准见表1。
当乳化沥青质量趋于稳定状态时，重点可以只检验贮存稳定性、筛上剩余量、蒸发残留物含量与性质、粘度等指标。
2.2 骨料级配标准
制配沥青稀浆混合料，主要材料除乳化沥青外，就是选定适宜的级配骨料。骨料可以是轧碎的天然石，以及天然砂、石灰材料等。凡适合于热拌路面的骨料，同样适宜用于稀浆封层。要求骨料坚硬耐磨、粗糙多棱角、立体状颗粒、干燥洁净，无泥土和有机杂质。通常用强度高的机轧碎石的筛漏骨料，按级配掺配一定矿粉或天然砂拌和均匀。
对级配骨料一定要进行试验，方法参照ASTM有关规范。其中对小于5mm以下的细级配骨料必须检验砂当量，由试验确认，并规定砂当量不低于45%。
骨料级配标准可参照JTJ032—94中表D.10，也可参照ISSA标准(见表2)。
表2ISSA规定的稀浆封层骨料级配及材料用量
| 筛号 | 筛孔尺寸 | 细封层 | 一般封层 | 粗封层 | 特粗层 | |
| in | μm | ISSA第Ⅰ型 | ISSA第Ⅱ型 | ISSA第Ⅲ型 | ISSA第Ⅳ型 | |
| 过筛百分率 | ||||||
| 1/2 3/8 4号 8号 16号 30号 50号 100号 200号 | 0.500 0.375 0.187 0.0937 0.0469 0.0234 0.0117 0.0059 0.0029 | 127000 9520 4760 2380 1190 595 297 149 74 | 100 100 100 100 65～90 40～60 25～42 15～30 10～20 | 100 100 85～100 65～90 45～70 30～50 18～30 10～21 5～15 | 100 100 70～90 45～70 28～50 19～34 15～25 7～18 5～15 | 100 85～100 60～87 40～60 28～45 19～34 14～25 8～17 4～8 |
| 经过养护的最大厚度 in mm | 0.125 3.2 | 1/4～5/16 6.4～8 | 3/8～7/16 9.5～11 | |||
| 干粒料 ib/yd kg/m2 | 6～10 2.2～5.4 | 10～15 5.4～8.1 | 15～25 8.1～13.6 | |||
| 沥青(占骨料重量) ％ | 10～16 | 7.5～13.5 | 6.5～12 | |||
注：表列资料适用于矿渣、压碎的天然石料，但不适用于重量轻的材料，如膨胀性土或页岩等。
2.3 稀浆混合料配合比设计
当确定稀浆封层类型及骨料级配后，便可设计稀浆混合料配合比，设计的依据是参照有关试验(室内试验)结果，具体可参照ASTMD3910试验方法及标准，也可参照JTJ032—94有关规范。一般试验项目及性能指标如下：
骨料的级配组成：确定骨料规格的掺配，其中还须试验砂当量；
稠度试验：检验并确定混合料的用水量。稠度坍落值标准：89+20-30mm。
粘结力试验：确定稀浆封层施工后，开放交通的时间。一般开放交通的时间4～12h，不得超过24h。
湿轮磨耗试验(WTAT)：检验并确定乳化沥青最低用量，保证需要的乳(或油)石比，同时也检验骨料质量及稀浆混合料耐磨强度。磨耗值标准：不大于800g/m2。
荷载车轮试验(LWT)：防止沥青乳液用量过大，即避免油石比过大。一般砂粘附量最大值不大于650g/m2(重交通量590g/m2以下)。
WTAT试验与LWT试验相互有所制约，应取两者曲线最佳点。这是由于WTAT随着沥青用量增加，磨耗值有降低的趋势，而沥青过量又有害于路面使用性能。因此，经LWT试验便可得出稀浆混合料最理想的沥青用量。
2.4 稀浆混合料配合比参考标准
稀浆混合料配合比参考标准见表3。
表3
| 材料 | 配合比(％) | |
| 机制石屑 | 99.5～97.0 | |
| 沥青乳液用量 | 粗级配 中级配 细级配 | 12～14 15～17 18～20 |
| 填料 | 0.5～3.0 | |
| 总用水量 | 12～20 | |
2.5 稀浆封层路面(施工)质量的检验标准
经过稀浆封层的路面，应检验施工后的质量。首先是外观，表面应平整、密实、坚固，无松散、轮迹，摊铺均匀，无局部过多或过少现象。纵、横向接缝平顺、紧密，外观颜色均匀一致。路面与其他构造物衔接平顺，路肩无淌流稀浆混合料。其次，应检验稀浆封层的耐用性能，一般需要经过一年使用后进行。具体检验项目及标准见表4。
表4
| 检验项目 | 规定值或 允许偏差 | 检验方法 | |
| 厚度 | ±2mm | 每1000m2为一段。 每段在路中及路两 侧各测一处 | |
| 宽度 | 不小于设计规定 且不大于10cm | 每100m用尺抽查三处 | |
| 横坡度 | ±0.5％ | 每100m用水准仪测量三处 | |
| 平整度 | 不大于5mm | 每100m用3m尺检查一处， 每处连续量10尺， 每尺检一点 | |
| 油石比 | ±0.5％ | 每1000m2检查一处抽提试验 | |
| 透水系数 | 不大于5ml/min | 每100m二处，用60cm变水头 渗透仪测定 | |
| 摩 擦 系 数 | 高速公路 一级公路 二级公路 三.四级公路 | 52～55 47～50 ≥45 | 用摆式仪测定摆值 |
| 构 造 深 度 | 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 | 0.6～0.8mm 0.4～0.6mm 0.2～0.4mm | 每100m测5处，用推砂法测定 |
3 结束语
沥青稀浆封层技术的应用，在国外尤其发达国家，已有30～40年的历史，并在不断地发展和提高。比如，常规的沥青稀浆封层存在成型较慢，开放交通时间较长，尤其当稀浆厚度增加时，还有封层后使用期间的摩擦系数明显降低等问题(当然与骨料也直接相关)。近年来，如日本已经应用改性(如橡胶)沥青稀浆封层，明显改善了上述问题，而且大量用于高等级路面。在我国，推广应用沥青稀浆封层技术也有十几年了，随着我国对外开放和经济发展，引进稀浆封层的硬件与软件已为数不少。再加上我们自己相继研制开发了适应国情的多种稀浆封层专用机械及新材料，可以说，施工工艺、规程等日趋完善和成熟。问题的关键在于大胆实践、开发应用技术、提高施工技术、同时善于总结，以形成一个中国特色的沥青稀浆封层技术。从而为我国公路养护发挥其独特功能，沥青稀浆封层技术的应用前景将十分广阔。
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