滨州市市政工程管理处 山东 滨州 256600
摘要:由于雨水的侵蚀、阳光的暴晒、重型车辆的碾压等,市政道路的健康状况随着时间的推移而变形和扭曲。本文主要阐述了乳化沥青的组成、化学性质并对乳化沥青的优点和经济性进行了多方面的探讨,重点介绍了其在公路养护的几种方法。
关键词:乳化沥青;市政道路养护;应用
1乳化沥青的概述
乳化沥青按所用乳化剂结构的形式,分为离子型、非离子型、两性离子型等类型。
1.1沥青乳化剂种类
1.1.1阴离子沥青乳化剂:主要有脂肪酸盐类、磺酸盐类和工业废液等类型。虽然阴离子型乳化沥青价格比较低,但是由于存在很多问题,其使用受限。
1.1.2阳离子沥青乳化剂:主要有胺化木质素类乳化剂、季铵盐类乳化剂、酰胺类乳化剂、烷基胺类乳化剂、咪唑啉类乳化剂、环氧乙烷双胺类乳化剂,技术成熟,种类繁多,应用最广。
1.1.3非离子型沥青乳化剂:亲水基不带电荷,靠羟基或醚键作用进行乳化,与骨料接触时随着水分的蒸发而破乳。一般与阳离子乳化剂复配使用。
1.1.4两性离子型沥青乳化剂:虽有好的乳化能力,特别是具有好的耐硬水、遇酸碱等各种离子都比较稳定等优点,但是成本高,因此很少使用。
1.2乳化沥青优点
乳化沥青的使用已非常广泛,如防水、防腐、土壤改、铁路道床、固沙等,但是用量最多的还是道路建设。
1.2.1提高路面质量。因为路面为常温,粘层油用热拌沥青时,热沥青迅速凝固而丧失流动性,很难洒布均匀,也很难保证用油的准确性。用作透层油时,由于热沥青黏稠、渗透性差而影响路面质量。而乳化沥青可以室温下施工,任意调整沥青的含量,还可以准确控制洒布的量,因此,大大提高路面的施工质量。
1.2.2扩大沥青使用范围。适用于许多热沥青无法使用的范围,例如稀浆封层,用乳化沥青封闭了路面来水,效果理想。
1.2.3节约能源。热拌沥青需要消耗大量的能源为沥青材料和矿料加热。采用热沥青筑路,还需要施工过程中对沥青进行多次的加温,消耗了大量的燃料,还造成了沥青材料的老化。采用乳化沥青时,只需要在沥青乳化时一次加热,加热的温度还可以比热拌沥青的温度降低50℃左右。研究表明,用乳化沥青可以比热拌沥青节约50%以上的能耗。
1.2.4节省材料。用乳化沥青可以比热拌沥青节省10%~20%的沥青用量。乳化沥青尤其是阳离子乳化沥青与碱性和酸性的矿料粘附得都很好,这就可以就地选择矿料,不需要长距离地运输玄武岩,进一步降低造价。
1.2.5延长施工季节。低温对热拌沥青施工很不利,但是低温时乳化沥青也可以施工。而且乳化沥青还可以在雨后施工,不但不会影响竣工,而且还减少误工费。
2乳化沥青的应用
乳化沥青在市政道路养护中,应用较为广泛,根据道路病害的不同,主要用在裂缝填缝、稀浆封层、石屑罩面和喷射坑洞修补四种方法,实施证明乳化沥青是一种不可多得理想材料。
2.1裂缝填缝
处理路面裂缝时,先清除裂缝处沥青旧料,用铁钩将缝内积料清理干净,同时用强力吹尘机吹净表面尘土。然后用注射器沿裂缝方向从低处向高处均匀注入乳化沥青,分三次注入,每次间隔10—15分钟,使其有足够的下渗量且对下渗较快的部位进行找补,直到不再下渗为止。灌缝时避免污染路面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆待乳化沥青破乳后,沿缝撒一层石灰岩石粉,厚度不小于1cm,人工采用橡胶锤将其捣实,再用毛刷将周边清理干净,如有捣实不严人工进行找补。比较宽的缝利用细石沥青混凝土进行填缝,直到填满填实,夏季应稍高出路面,冬季可稍低于路面,最后铲除溢出路面的填料。
2.2稀浆封层
稀浆封层是将乳化沥青、符合级配的骨料、水、填料及添加剂按一定的设计配比搅拌成稀浆混合料,均匀地摊铺在待处理的路面上,经裹复、破乳、析水、蒸发和固化等过程与原路面牢固地结合在一起,形成密实、坚固、耐磨和道路表面封层,大大提高路面使用年限。稀浆封层用的乳化沥青和聚合物改性乳化沥青应符合乳化沥青和聚合物改性乳化沥青的质量要求,以增加沥青和矿料之间的黏结强度。通常认为,当粘结力达到12N?m时,稀浆混合料已初凝,当粘结力达到2.0N?m时,稀浆混合料已凝固到可以开放交通的状态。刚摊铺的稀浆封层,在养护成型期内,应严禁车辆和行人进入,否则将带来不良的外观。如交叉口等确需立即开放交通,必须进行撒砂保护。稀浆封层由于厚度薄,主要起防水、防滑、耐磨和改善路表外观的作用,在路面结构体系中,只能作为表面保护层和磨耗层,而不起承重性的结构作用。实践证明,乳化沥青稀浆封层具有养护成本低,养护效果好等优点,其作为沥青道路的预防性养护技术将越来越受到重视。
2.3石屑罩面
目前,世界上有各种各样的道路表面处治方法,其中石屑罩面、撤布封层是最常用的路面养护方法。石屑罩面是在道路面层上使用一种标准的沥青撒布机洒布一层粘结料,然后铺一层同粒径的比较好的骨料,这种方法可以根据交通类型进行调整,粘结料和石料两者的撒布率必须符合设计要求,所采用的粘结料和石料必须经过严格的筛选。石屑罩面的复合封层如果在比较好的道路基层上进行,处理后的道路表面可承受的交通最将达到40000辆/日,同时也能够通行大型载重车。石屑罩面是一个高沥青含量的薄表面处治层,但是这种处治层是柔性的和耐磨的,掺加聚合物能够增加粘结力、粘附性、耐磨性和路面的抗裂性能,这使石屑罩面既能够用于道路养护,又可以用于道路重建,尤其是在道路的抗车辙方面有重要作用。由于乳液具有极好的潮湿性,化学粘合性和乳化剂系统及对路面的修补养护性质,所以乳液比较适合于路面撒布。根据天气和交通情况,路面洒布时要求比较好的交通控制及比较好的封层条件。石屑罩面的目的是要增加路面的使用寿命,路面养护应用石屑罩面,在现场不需要限制沥青拌和设备,同时采用石屑封层的路面不会出现反射裂缝和微裂缝,防止了路面的进一步老化和水浸破坏。
2.4喷射坑洞修补
是采用一种特殊的机器对路面坑洞和凹地及破裂地带进行修补。
首先,修补机中的压缩空气将坑洞吹干净,除去坑洞里任何松散的材料,得到一个干净的表面。然后,将坑洞的内表面涂上一层乳液。再利用修补机上的操作装置,向坑洞里填上骨料,从喷嘴中喷出的热乳液和骨料混合,坑洞填充料,采用该方法修补的坑洞既防水又具有比较好的强度。修补坑洞的骨料要求单个尺寸为7mm、10mm或14mm的石料,这也是进行封层时常使用的骨料级配。最后在坑洞上面铺一层干骨料,使它具有一个表面封层,这样就完成了封层工作,但是也有再铺一层细砂的情况。喷射坑洞修补的主要特点是生产和输出比较容易,每天修补坑洞需要2300L乳液和20t的其他材料,需要两个人和1台机器。应用这种方法具有显著的经济效益。对路面修补来讲,要保证道路的畅通,在很大程度上依赖于所修补的坑洞范围和坑洞在多快的时间内修补完成。延长路面的使用寿命在于坑洞的及时修补,即在坑洞直径不超过15cm就需加以修补,坑洞的使用寿命等于整个路面的剩余使用寿命。
结束语
一种适当的养护方法加上优良的检测系统能够明显地延长路面的使用寿命。乳化沥青是一种便利和有效的粘结料,稀浆封层,石屑罩面等被证明是路面养护的好方法,只要进行合适的设计,路面的损坏就能够进行有效的处治。以上的路面处治方法是比较经济的,行之有效的,从一开始就具有最少的投资成本。
参考文献
[1]姜云焕.走向辉煌-中国乳化沥青技术研发与创新[M].北京:石油工业出版社,2014.
[2]安海波.SBS改性乳化沥青在嘉安高速公路预防性养护中的应用[J].建设科技,2016,(18):110-111
论文作者:孙延平
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/30
标签:沥青论文; 路面论文; 坑洞论文; 乳化剂论文; 骨料论文; 道路论文; 裂缝论文; 《防护工程》2017年第34期论文;