乳化沥青在道路养护中的研究与应用论文_王朝鹤

乳化沥青在道路养护中的研究与应用论文_王朝鹤

重庆交通大学土木工程学院 重庆市 400074

摘要:随着现阶段我国经济的迅猛发展,交通运输压力日趋增大,对道路路面的荷载承受能力提出了更高的要求,但在面对由诸如道路铺设时间、道路使用年限、道路施工材料等诸多因素的影响下,路面势必都会出现有一定程度的损坏,因此道路的养护与修缮就成为了一个重要课题。经相关研究与试验,本文论述了乳化沥青材料的优点与相关经济性以及该材料在道路养护中的使用和发展情况。

关键词:乳化沥青;道路养护;研究与应用

引言:目前道路养护工作越来越得到国家社会的广泛重视,在加强公路责任承包、分段分级公路管理的同时,也在积极探索道路养护的材料、方法和工艺。早期传统的“重修轻养”思想也逐渐得到纠正,相关工作人员也从中得到了拓展与开拓。乳化沥青材料——一种便利有效的粘结料,因其有着配方简单、工艺基础、经济实惠等特点,在现如今的路面养护与修复中得到了越来越广泛的应用,在延长公路的使用寿命、弥补公路损伤等方面产生了巨大的经济效益。

1、乳化沥青的概念

乳化沥青的原料一般是由沥青、水、乳化剂等成分组成,其主要特性表现为制备和存储过程中的稳定性、表面处置、黏度特性和表面系数,这些特性主要与微粒尺寸和微粒在乳液中的分布情况密切相关,而制备过程中所选用的沥青型号、乳化剂类型和乳液生产设备更直接决定着乳化沥青材料的性质变化。

乳液中颗粒尺寸的大小是该材料的一个重要的参数,乳液中的粒径越单一、越分散,形成材料的黏度系数越高,破乳率和粘结能力也越强,当然这也影响了其中沥青的含量和养护的速度,通常情况下,通过VSS发现颗粒直径在1~5微米的范围内具有很好的总体效果。

对于沥青的选择,通常具有较高的极性和芳香沥族的沥青更容易乳化,添加剂和乳化剂的使用可以加速乳化速度和程度,高针入度的沥青材料要比低针入度的沥青材料有更好的乳化效果。

乳化剂的选择依赖于道路的撒布情况,阴、阳离子乳化剂两者都依赖于盐的碳氢化合物长链,他们极有可能是石油中合成脂肪酸类的转生物,多脂肪酸,木材纸浆中的木制素的混合物。

乳液的制备一般都是通过配方和设备技术控制掺量,采用合适的材料和运用正确的生产工艺对生产出合格优质的产品有着重大意义。

2、乳化沥青的优点与经济性

2.1节约能源

稀释沥青中煤油汽油含量依然较高为50%,而乳化沥青中煤油汽油含量只有0%~2%,这是一项在白色燃料生产利用中的重大节能行为,用热沥青施工,沥青运输需要数次装卸需要不断加温,持续保温,期间会消耗大量的燃料,但乳化沥青只需一次加热,且加热温度比热沥青温度低40摄氏度左右,很大程度上节约了燃料。并由资料显示,生产同样固体的轻质油和乳液的耗能:轻质沥青能量需求为167000KJ;乳化沥青能量需求为1160KJ,可见乳化沥青在节能方面与传统材料相比有着重大突破。

2.2使用方便

乳化沥青具有使用灵活方便,撒布均匀,工作效率高等特点,乳液专业化撒布需要撒布机来完成,然而对于小面积的道路修复只需要手工浇灌和手工撒布即可,小数量的冷拌混料只需要基本设备即可完成,例如对于小面积的封层和裂缝只需要一个带挡板的洒水壶和一把铁锹就可以完成修补,乳化沥青采用灌入式坑槽修补方法填充路面坑洞简单易行。

2.3用途广泛

乳化沥青不仅可以应用于小面积的道路修复养护,还可以应用于道路大面积的封层撒布,乳化沥青可以在存储罐中长期储存,尤其对于偏远地区道路维护用滚筒撒布的撒布方式,十分方便。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以乳化沥青材料具有用途广泛的特点,对于特定的环境需要采用特定的方法,使其应用效果达到最佳。

3、乳化沥青的养护方法与应用

对路面进行修复与养护首先应明确常见路面病害的分类,采用针对性的措施,才能收到预期的效果,总结路面常见损害有如下四种:路面变形、路面裂缝、路面破损和剥离。为了更好的配合乳化沥青的优点特性,现阶段已经认定稀浆封层、石屑罩面和喷射修补坑洞是三种较好的乳化沥青养护方法。

3.1稀浆封层

稀浆封层是一种冷拌沥青混合料。成功将骨料和沥青进行混合,相似级配稀浆封层具有比热拌沥青高的混合模量,因其具有较高的稳定性和抗变形能力,常用于填充路面车辙,使路面具有极强的高耐磨阻力和变形阻力。乳化沥青也容易在稀浆封层摊铺机上使用,摊铺修复后的路面使用寿命相较于热拌沥青混合料来讲将持续更长的时间,另外采用微观封层进行路面修补的费用相较于热拌沥青混合料要少,原因在于其不需要脱离拌合设备现场。在用乳液进行铺设时,对通常的车辙道路表面不需要进行研磨,这是因为乳化沥青材料可以在潮湿路面上应用,有较好的黏附性,没有粘结层,方法简便,花费较少。有调查资料表明采用稀浆封层原有道路表面寿命可以延长4~8年,高速路使用寿命将达到8年。

3.2石屑罩面

石屑罩面是众多道路处理方法中最为常用的路面养护方法,维护方法是在路面上用标准的沥青撒布机撒布一层粘结料,再铺一层同粒径比较好的骨料,要求粘结料和石料两者的撒布率必须符合相关设计要求,所用的粘结料和石料在施工之前必须进行严格的筛选。石屑罩面是一种高沥青含量的薄表面处置层,这种处置层柔性和耐磨性较强,掺加的聚合物能够增加粘结力、黏附性、耐磨性和路面抗裂性,所以不仅可以用于道路的修复养护,也可以用于道路重建,对减少路面裂缝和反裂缝具有显著作用,在美国,据记载在基层上进行石屑罩面养护可以增加道路使用寿命在10年以上。对于乳化沥青来讲,掺加聚合物增加了粘结料的成本,但是可以显著的延长寿命,澳大利亚有关机构研究发现,该方法设计重建的乡村道路可以使损坏比较严重的道路寿命延长10~15年。对城乡道路来讲,采用高浓度乳液对了路面进行处置,是一种非常快的路面养护方法,一天即可处置16~25Km的道路,使用成本极低的处理设备就可以使道路寿命延长3~5年。由于乳化沥青具有极好的潮湿性、化学粘附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,施工时的路面洒布要求较好的交通控制及封层条件。

3.3喷射修补坑洞

喷射修补坑洞是一种用机器对路面坑洞和凹地进行修补的方法。修复时先用修补机中的压缩空气将坑洞吹干净,除去其中的松散材料,得到一个干净的表面,然后将乳液涂到坑洞内表面上,再利用修补机在坑洞里填上骨料,从喷嘴中喷出的热乳液和骨料进行混合,成为坑洞填充料,采用此方法修补的坑洞兼具有防水和高强度的特性,其中对骨料的尺寸要求为7mm、10mm或14mm的石料,最后在坑洞上面铺设一层干骨料,使其具有一个表面封层,有时也会遇到再铺设一层细砂的情况。该方法不需要进行任何压实处理,是目前对路面坑洞进行修复的最常用方法。

4、结束语

良好的道路维护技术不仅要求工作效率高,还要考虑诸如维修造价花费高低、工艺是否简单易于掌握、材料是否易得等多种情况。乳化沥青作为一种便利有效的粘结材料,在配合适当的道路养护方法能够很好的延长道路使用寿命,发挥其应有的效益和作用,做到道路建设与养护并重,增强道路性能,增加安全指数,为适应我国飞速的经济发展保驾护航。

参考文献:

[1]夏玉兰.乳化沥青在道路养护中的应用[J].养护天地,2012,(19):49-53.

[2]苏芳.梁丙乾.王文龙.乳化沥青在道路养护中的应用[J],生产一线.2016,(1):117-120.

[3]李吉胜.乳化沥青在道路养护中的应用[J].黑龙江交通科技,2003,(1):12.

论文作者:王朝鹤

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/26

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