乳化瀝青稀漿封層技術及施工工藝

1、乳化瀝青稀漿封層技術及施工工藝一、乳化瀝青稀漿封層的作用和使用范圍稀漿封層是將適當級配的骨料、填料、乳化瀝青、水、添加劑等幾種原材料，按一定比例摻配拌和， 制成均勻的稀漿混合料，并按要求的厚度和寬度攤鋪在路面上。稀漿封層施工無論是對低等級道路或高等級道路，無論是對城市道路或郊區(qū)道路，都可以產生顯著的經濟效益和社會效益。稀漿封層可以使磨損、老化、裂縫、光滑、松散等病害，迅速得到修復，起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。乳化瀝青稀漿封層施工技術在我國還是一項新技術，在目前主要用于以下幾個方面：1、舊瀝青路面的維修養(yǎng)護瀝青路面由于長期暴露在自然環(huán)境下，受到日曬、風吹、雨淋和凍融的作用，同時還要承受車輛

2、的重復載荷作用。路面經過一段時期的使用后，會出現(xiàn)疲勞，路面會呈現(xiàn)開裂、松散、老化和磨損等現(xiàn)象。如不及時維修處理，破損路面受地表水的侵蝕，將使基層軟彈，路面的整體強度下降，導致路面的破壞。如果瀝青路面在沒有破壞前就采取必要的預防性養(yǎng)護措施乳化瀝青稀漿封層，將會使舊路面煥然一新，并使維修后的路面具有防水、抗滑、耐磨等特點，是一種優(yōu)良的保護層，起到了延長路面使用壽命的作用。2、新鋪瀝青路面的封層在新鋪筑的粗粒式瀝青混凝土路面上，為了增加路面的防水和磨耗性能，可在該路面上加鋪一層乳化瀝青稀漿封層保護層。其厚度為5mm，僅為熱瀝青砂厚度的一半，可以節(jié)省資金，并具有施工簡便和工效高的特點。用于高速公路下封

3、層。高速公路穩(wěn)定土層施工完后，進行稀漿封層施工，再鋪熱瀝青面層，能有效提高路面的防水性能。二、稀漿封層具有良好的經濟和社會效益1、稀漿封層具有良好的經濟效益研究結果表明：用稀漿封層作有計劃預防性養(yǎng)護路面的費用，比不保養(yǎng)使用20 年再重建的費用要低63%，比每 10 年加鋪一次的費用要低55%，而且路面性能要好的多。2、減少環(huán)境污染，改善施工條件稀漿封層施工從裝料、配比、拌和、攤鋪自始至終始終在常溫條件下操作，乳化瀝青和砂石料都不需加熱，沒有繁重的體力勞動，完全由機械自動操作，減輕勞動強度，顯著降低有害物質排放。3、節(jié)約能源用熱瀝青修路，一般瀝青應加熱到165 170，倒運需要重新加熱，拌制混合

4、料用的大量砂石也必須烘干后加熱至160。而用乳化瀝青修路，只需在生產乳化瀝青時將瀝青加熱到 130，以后無論倒運多次或保存多久都不需加熱。拌混合料用的骨料，即使在潮濕狀態(tài)下，也可拌制，不需烘干加熱。據(jù)資料統(tǒng)計，用乳化瀝青修路比用熱瀝青節(jié)約能源在50%以上。4、延長施工季節(jié)乳化瀝青稀漿封層在地表溫度為10以上時，即可進行施工，比一般熱瀝青可延長 2 4 個月施工時間。并可在下雨后立即施工，減少雨后的停工費用，以提前完成施工任務，有利于瀝青路面的及時養(yǎng)護，制止病害的加劇與擴大。目前，我國現(xiàn)有的大量瀝青路面和水泥路面，隨著經濟的發(fā)展，交通量的增加，大部分都處于超負荷與超期服務狀態(tài)，急需進行大中修或維

5、修養(yǎng)護。當前迫切需要加快養(yǎng)護速度，提高養(yǎng)護質量，降低養(yǎng)護成本的施工方法。經過實踐證明， 稀漿封層是適合于我國公路預防性養(yǎng)護最佳的施工方法。三、乳化瀝青稀漿封層所使用的機械設備稀漿封層所使用的設備主要有瀝青乳化設備和乳化瀝青稀漿封層機。瀝青乳化設備是經過機械的作用， 將瀝青剪切成微小的顆粒懸浮在乳化劑水溶液中， 形成水包油狀的乳狀液。主要由部分組成：瀝青配制系統(tǒng)、乳化劑水溶液摻配系統(tǒng)、瀝青乳化機、計量控制裝置和電氣系統(tǒng)、瀝青乳液儲存系統(tǒng)。乳化瀝青稀漿封層機是將適宜級配的骨料、填料、乳化瀝青、和水等幾種原材料，按一定比例摻配、拌和，制成均勻的稀漿混合料，并按要求厚度攤鋪在路面上的機械。其工作過程是

6、在封層機械行走中，連續(xù)的進行配料、拌和、攤鋪。主要由以下系統(tǒng)組成：汽車底盤、作業(yè)動力系統(tǒng)、礦料給料系統(tǒng)、瀝青供料系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、填料供料系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)、攤鋪系統(tǒng)。四、乳化瀝青稀漿封層的特點1、防水：稀漿混合料的骨料粒徑較細，并且具有一定的級配，乳化瀝青稀漿混合料成型后，它能與路面牢固地粘附在一起，形成一層密實的表層，防止雨水或雪水滲入基層。2、防滑：由于乳化瀝青稀漿混合料攤鋪層較薄，并且其級配中的粗料分布均勻，如果瀝青用量合適，不會產生泛油現(xiàn)象，路面具有良好的粗糙度，磨擦系數(shù)明顯增加，抗滑性能好。3、耐磨耗：由于陽離子乳化瀝青對酸、堿性骨料都有具有良好的粘附性，因此稀漿混合料可選用

7、堅硬耐磨的優(yōu)質礦料，因而可得到很好的耐磨性，延長路面的使用壽命。4、填充作用：乳化瀝青稀漿混合料中有較多的水份，拌合后呈稀漿狀態(tài)，具有良好的流動性，這種稀漿有填充和調平作用。對路面的細小裂縫和路面松散脫落造成的路面不平，可用稀漿封層處治，改善路面的平整度。5、施工成本低：相對于熱料攤鋪方法而言，由于是常溫施工，無需加熱，而且施工速度快，節(jié)省人力、物力、財力，經濟性好。6、不足：稀漿封層不能補救由于路基強度和穩(wěn)定性不佳而引起的路面開裂和變形，也不能改善瀝青路面因用油過多而起的泛油，稀漿封層還需要早期養(yǎng)護，對原材料的適配性要求較高，對于不能封閉交通的路段，不能提供原材料的情況，不宜采用稀漿封層施工

8、。五、室內試驗（一）材料質量要符合要求1、骨料級配骨料在稀漿封層混合料中起骨架作用，其中最大粒徑骨料影響封層厚度。為保證稀漿混合料的密實性、粘結力、耐久性和攤鋪時的和易性，必須有一定數(shù)量的細粉料。若細粉料過少，稀漿施工拌合攤鋪時會出現(xiàn)離析，骨料沉淀不易攤鋪，降低封層的密實度，影響熱穩(wěn)定性及強度；粉料過多，必然加大瀝青用量，降低瀝青混合料的穩(wěn)定性，若瀝青用量不足又會增加瀝青混合料的脆性，降低封層使用的耐久性。為保證稀漿混合料使用質量，骨料級配應符合國際稀漿封層協(xié)會推薦的瀝青稀漿封層混合料骨料級配要求。2、瀝青乳液。乳化瀝青是瀝青稀漿中主要成分，在混合料中起粘結作用，它的性質對骨料的裹覆粘結力及破

9、乳成型時間有直接影響，關系到稀漿封層使用耐久性及鋪后開放交通時間的長短，因此乳化瀝青的技術性能，要符合瀝青乳液檢驗項目及標準規(guī)定要求。3、填料水泥。水泥用作稀漿填料有以下作用：調解破乳時間，對于EM76 和 C450 乳化劑來說加水泥對C450 是延長破乳時間，對EM76 是縮短破乳時間；提高瀝青和骨料的粘結力；調解骨料級配，改善混合料的和易性。4、水。水在稀漿混合料中主要起稀釋作用，用改變加水量來保證稀漿混合料要求的稠度，保證良好的攤鋪狀態(tài)，不得出現(xiàn)稀漿離析流淌現(xiàn)象，否則會影響封層質量。（二）稀漿混合料配比設計稀漿封層在使用前必須進行必要的實驗，從而確定骨料、乳液、填料、水、礦粉及緩凝劑的最

10、佳用量，保證封層有足夠的強度、耐磨性和固化時間，使稀漿封層有較強的粘結力與原路面連接成為一體。1、初凝時間確定。用“紙墨跡法 ”測定稀漿達到初凝所需時間，將稠度符合要求的混合料，倒在 259mm 的油氈上，攤鋪 6mm 厚的薄層，在溫度 25 ±1，相對濕度 50 ±5的環(huán)境中，用一紙巾輕輕按壓，每 15 分鐘一次。如果在潮濕的紙上不見褐色斑點，說明稀漿已達到初凝時間。我們用的進口慢裂快凝乳化劑做的實驗，初凝時間一般為15 分鐘。2、稠度試驗。該試驗確定稀漿混合料的適宜加水量，保證混合料和易性。3、粘聚力實驗。該試驗是確定稀漿混合料的初凝時間和開放交通時間。4、濕輪磨耗和負

11、荷車輪實驗。確定瀝青乳液用量，濕輪磨耗和負荷車輪是檢驗稀漿混合料質量的重要指標。瀝青乳液是稀漿混合料中主要成分，用它來均勻裹覆骨料，起粘結作用，乳液用量不足，封層表面干澀，粘結力降低，易于松散干裂，降低耐磨性能，縮短封層壽命；用量過多，封層表面光滑，降低粗糙度和熱穩(wěn)定性，影響行車安全。因此封層前，采用室內“濕輪磨耗實驗和負荷車輪實驗 ”確定瀝青最佳用量。稀漿封層的乳化瀝青品種按公路瀝青路面施工及時規(guī)范表 4.3.1 乳化瀝青品種及適用范圍分類品種及代號適用范圍PC_1表處、貫入式路面及下封層用陽離子乳化瀝青PC_1透層油及基層養(yǎng)生用PC_1粘層油用BC_1稀漿封層或冷拌瀝青混合料用陰離子乳化瀝

12、青PA_1表處、貫入式路面及下封層用PA_2透層油及基層養(yǎng)生用PA_3粘層油用BA_1稀漿封層或冷拌瀝青混合料用非離子乳化瀝青PN_2透層油用BN-1與水泥穩(wěn)定集料同時使用（基層路拌或再生）乳化瀝青的質量應符合表 4.3.2的規(guī)定。在高溫條件下宜采用粘度較大的乳化瀝青，寒冷條件下宜使用粘度較小的乳化瀝青。表 4.3.2 道路用乳化瀝青技術要求品種及代號陽離子陰離子非離子試驗試驗項目單位拌合拌合噴灑拌合方法噴灑用噴灑用用用用用PC-1PC-2 PC-3BC-1PA-1PA-2PA-3BA-1PN-2BN-1快裂慢裂快裂慢裂破乳速度快裂慢裂或中或中快裂慢裂或中或中慢裂慢裂T0658裂裂裂裂粒子電荷

13、陽離子（）陰離子（）非離子T0653品種及代號陽離子陰離子非離子試驗試驗項目單位噴灑用拌合噴灑用拌合噴灑拌合方法用用用用PC-1PC-2PC-3BC-1PA-1PA-2PA-3BA-1PN-2BN-1篩上殘留物 (1.18mm%0.10.10.1T0652篩 )，不大于恩格拉粘度2-101-61-62-302-101-61-62-301-62-30T0622粘計 E25度道路標準粘s10-258-208-2010-6010-258-208-2010-608-2010-60T0621度計 C25.3殘留分含量，%50505055505050555055T0651蒸不小于發(fā)溶解度，不小%97.59

14、7.597.5T0607殘于留針入度 (25)0.1mm50-20050-30045-15050-20050-30045-15050-30060-300T0604物延度 (15) ，cm404040T0605不小于與粗集料的粘附性，2/32/32/3T0654裹附面積，不小于與粗、細粒式集料拌均勻均勻T0659和試驗水泥拌和試驗的篩%3T0657上剩余，不大于常溫儲存溫定性：1d，不大于%111T06555d，不大于555注： 1.P 為噴灑型， B 為拌和型， C、A 、N 分別表示陽離子、陰離子、非離子乳化瀝青。2.粘度可選用恩格拉粘度計或瀝青標準粘度計之一測定。3.表中的破乳速度與集料的

15、粘附性、拌和試驗的要求、所使用的石料品種有關，質量檢驗時應采用工程上實際的石料進行試驗，僅進行乳化瀝青產品質量評定時可不要求此三項指標。4.儲存穩(wěn)定性根據(jù)施工實際情況選用試驗時間，通常采用5d，乳液生產后能在當天使用時也可用1d 的穩(wěn)定性。5.當乳化瀝青需要在低溫冰凍條件下儲存或使用時，尚需按T0656 進行 5低溫儲存穩(wěn)定性試驗，要求沒有粗顆粒、不結塊。6.如果乳化瀝青是將高濃度產品運到現(xiàn)場經稀釋后使用時，表中的蒸發(fā)殘留物等各項指標指稀釋前乳化瀝青的要求。乳化瀝青類型根據(jù)集料品種及使用條件選擇。陽離子乳化瀝青可適用于各種集料品種，陰離子乳化瀝青適用于堿性石料。乳化瀝青的破乳速度、粘度宜根據(jù)用

16、途與施工方法選擇。制備乳化瀝青用的基質瀝青，對高速公路和一級公路可采用A 、B 級瀝青的要求，其他情況可采用 C 級瀝青。乳化瀝青宜儲存在立式罐中，并保持適當攪拌。儲存期以不離析、不凍結、不破乳為度。稀漿封層的礦料級配按公路瀝青路面施工及時規(guī)范表 6.5.5 稀漿封層的礦料級配不同類型通過的百分率（%）篩孔尺寸（ mm）稀漿封層ES_1 型ES_2 型ES_3 型9.5-1001004.7510095-10070-902.3690-10065-9045-701.1860-9045-7028-500.640-6530-5019-340.325-4218-3012-250.1515-3010-21

17、17-180.07510-205-155-15一層的適宜厚度（ mm）2.5-34-78-10瀝青混合料用機制砂或石屑的規(guī)格規(guī)格公 稱 粒水洗法通過各篩孔的質量百分率（%）徑（ mm） 9.54.752.361.180.60.30.150.075S150_510090-10060-9040-7520-557-402-200-10S130_3-10080-10050-8025-608-450-250-15稀漿封層和微表處的混合料中乳化瀝青及改性乳化瀝青的用量應通過配合比設計確定。混合料的質量應符合下表的技術要求。表 6.5.6稀漿封層和微表處混合料技術要求項目單位微表處稀漿封層試驗方法可拌和時間

18、S 120手工拌和稠度cm2 3T0751項目單位微表處稀漿封層試驗方法粘聚力試驗(僅適用于快開放T0754交通的稀漿封層 )30min （初凝時間）N·m 1.2 1.260min （開放交通時間N·m 2.0 2.0負荷輪碾壓試驗 (LWT)(僅適用于重交通T0755道路表層時 )粘附砂量g/m2 450 450輪跡寬度變化率% 5濕輪磨耗試驗的磨耗值 (WTAT)T0752浸水 1hg/m2 540 800浸水 6d2 800g/m注：負荷輪碾壓試驗(LWT) 的寬度變化率適用于需要修補車轍的情況。稀漿封層和微表處混合料的配合比設計按下列步驟進行：(1)根據(jù)選擇的級配

19、類型，按表6.5.5 確定礦料的級配范圍。計算各種集料的配合比例，使合成級配在要求的級配范圍內。(2)根據(jù)以往的經驗初選乳化瀝青、填料、水和外加劑用量，進行拌和試驗和粘聚力試驗?？砂韬蜁r間的試驗溫度應考慮最高施工溫度，粘聚力試驗的溫度應考慮施工中可能遇到的最低溫度。(3)根據(jù)上述試驗結果和稀漿混合料的外觀狀態(tài)，選擇 1-3 個認為合理的混合料配方，按表 6.5.6規(guī)定試驗稀漿混合料的性能，如不符要求，適當調整各種材料的配合比例再試驗，直至符合要求為止。(4)當設計人員經驗不足時，可將初選的1-3 個混合料配方分別變化不同的瀝青用量(瀝青用量一般在 6.0% 8.5%之間 )，按照表6.5.6 的要求重復試驗，并分別將不同瀝青用量的1h