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1、稀浆封层技术培训讲义辽宁省交通厅公路管理局2007 年 12 月内容提纲概述材料选择 结构类型 配合比设计 施工工艺 工程质量检查验收、 概述基本概念以乳化沥青为结合料，级配良好的矿料、填料、水和添加剂等按一定比 例拌和而成的稀浆混合料，并及时均匀地摊铺在路面上，成型后形成的沥青 混合料薄层。优点1、稀浆封层后的路面具有良好的抗滑和防水性能2、稀浆封层后的路面与原路面结合良好3、稀浆封层施工减少了环境污染4、稀浆封层可恢复路面外观形象5、稀浆封层降低了工程造价6、稀浆封层延长了路面使用寿命应用范围1、沥青路面预防性养护2、高速公路稀浆封层技术（微表处）3、新建沥青碎石路面的上封层4、半刚性基层
2、上进行罩面5、水泥混凝土路面的养护6、高速公路下封层国内外发展应用情况稀浆封层用于路面工程始于20世纪20年代末期的德国。稀浆封层作为一种经济、快速、高效的路面表处方法，在西方发达国家 早已被广泛采用。 60 年代后在欧、美得到迅速推广。 80 年代后又出现改性沥青稀浆封层，并在世界范围内迅速推广。 在美国，改性沥青稀浆封层的应用范围占全国黑色路面的 60%。 80 年代后期，稀浆封层技术传到我国，各地开始乳化沥青及稀浆封层技 术的研究。 “八五”期间得到迅速发展并取得了一系列成果。随着国内外乳化沥青技 术及设备的不断更新换代， “九五”期间，我国开始改性乳化沥青稀浆封 层的研究工作。 近几年
3、来，这项技术也越来越受到重视，在公路维修、养护实践中，得 到了普遍的认同，它对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽 等病害，能够起到预防和维修的作用，使路面的防水、抗滑、平整、耐 磨性能迅速提高，还可以用于砂石路的防尘处理，桥面铺装等方面。二、材料选择乳化剂根据用乳化剂所制备的乳液与矿料拌和时破乳速度的快慢 ,乳化剂可分为慢 裂、中裂、快裂。在稀浆封层施工中，为保证混合料能够有充分拌合时间，且不 迅速破乳，便于施工通常选用慢裂型乳化剂。在稀浆封层技术出现的初期，全部采用慢裂的乳化剂和乳化沥青，在美国划 归为SS(Slow Set)和CSS(Cationic Slow Set)。由于这种乳
4、化沥青稀浆封层需 要45h的固化时间，影响了稀浆封层的使用和推广，故而开始在快速成型方面 下功夫，形成QS(Quick Set)和CQS(Cationic Quick Set)稀浆圭寸层系统，我国习惯 上称之为“慢裂快凝”。“慢裂快凝”技术实际就是要求在稀浆封层施工过程中，有一定慢裂时间， 而施工后又要使封层快速成型。这种施工技术首先要求有合格的乳化沥青，同时 施工工艺也是十分重要的。应该说，该技术是乳化剂、乳化沥青、骨料、添加剂、 施工机械等各种因素综合作用的结果，但合格的乳化剂是主要条件。 改性剂目前常用于沥青改性的聚合物有:CR(氯丁胶)、SBR (丁苯胶)、SBS、EVA、 SIS等。
5、目前常用于乳化沥青改性的聚合物是SBR胶乳，它是橡胶类改性剂，掺 入 SBR 胶乳后沥青延度显著增加，软化点也相应提高，粘附性明显增强，显著 提高混合料的粘结力、耐久性和粘韧性，通常根据对路面使用性能的要求确定适 宜的使用剂量。改性剂是改性乳化沥青的最重要组成部分，是改性乳化沥青区别于普通乳化 沥青的最主要特点之一。改性剂固胶含量一般仅占到乳化沥青中沥青重量的 3%6%，但它却在很大程度上决定了乳化沥青的路用性能的优劣。因此，改性 剂的选择十分重要。我国制作改性乳化沥青时，绝大多数是采用 SBR 胶乳，也有少数单位尝试 采用 SBS 改性沥青制作改性乳化沥青，日本某公司生产的 SBS 胶乳也在
6、我国得 到了初步应用。我国现有的SBR产品都是阴离子的SBR胶乳，pH值一般在79之间，总 固体物含量很低，一般在 30%45%之间。国内很多单位在进行乳化沥青改性时， 采用的就是国内厂家生产的这种阴离子的非乳化沥青改性专用的SBR胶乳。随着稀浆封层技术在我国的广泛应用，特别是近几年微表处技术在高速公路 上的推广应用，迫切需要符合使用要求的质优价廉的国产SBR胶乳，但是由于 目前乳化沥青改性技术在我国还刚刚起步， SBR 胶乳的需求量过小，致使胶乳 生产单位不愿意投入过多的精力进行研制开发，在客观上造成了目前国产 SBR 胶乳产品的改性效果不够理想的现状。在此，建议国内的胶乳生产厂家着眼未来，
7、 加大乳化沥青改性专用 SBR 胶乳的研发力度，抢占这一巨大的潜在市场。 乳化沥青稀浆封层乳化沥青通常应用阳离子BC-3型，生产中应采用胶体磨制备，并 对基质沥青、乳化剂的剂量 、温度等参数进行设定并制定产品的检验标准和规 范，按照生产工艺、操作规范进行生产，并制定产品的检验标准和规范，按照生 产工艺、操作规程进行生产，保证乳化沥青的高质量产出。防止乳化沥青成品提前破乳，应先储存在密封罐内，待使用时通过密封罐车 运至施工现场，存储期乳化沥青不得降低使用效果，存储时间不宜超过两周。成品的乳化沥青出厂时必须有详细的质量检验报告，且各项性能指标均符合 技术要求，且没有破乳离析现象，方可运至施工现场使
8、用。改性乳化沥青是在乳化沥青中掺入聚合物胶乳进行改性，以提高乳化沥青的 弹性、粘附性、减小感温性，提高沥青品质和使用性能，以满足大交通量或重交 通量的路面技术要求，它应用于中高等级道路的改性稀浆封层的施工。 集料粗集料阳离子乳化沥青稀浆封层中所用的粗集料在路面中起着骨架作用，一般应采 用符合公路工程石料技术标准中三级以上的石料，具有足够的强度与耐磨性， 同时石料应是表面干净、粗糙、无风化、无杂质，稀浆封层施工中通常选用洁净 的玄武岩或石灰岩，在高速公路及重交通量路段的微表处施工中，为提高石料的 抗磨耗性能，应选用玄武岩材质，保证封层的防滑和抗磨耗性能。细集料应选用棱角较多，石质表面粗糙的轧制石
9、屑，使稀浆封层混合料具有良好的 粘聚力和嵌挤力，提高稀浆封层混合料的抗滑性和抗磨耗性能。 填料为提高乳化沥青稀浆封层的稳定性，混合料中要加入一定数量的填料。通常采用水泥作为填料，可提高封层路面的早期强度，同时改善施工和易性。 水可用饮用水，绝不能使用受到周围工业污染或环境污染，含有可溶性盐等有 害物质的废水，否则极大影响稀浆封层的施工生产和路用效果。添加剂 乳化沥青稀浆封层混合料中的添加剂视需要而定。添加剂可调节沥青混合料 的破乳时间，使用后不应影响封层的整体强度和使用寿命。三、结构类型类型一般按封层的厚度不同分为细封层(I型)、中封层(II型)、粗封层(III 型)、加粗封层(W型)。按材料
10、不同进行分类，可分为乳化沥青稀浆封层、改性乳化沥青稀浆封层及 微表处。适用范围(1) I型适用于高等级公路路面下封层及轻型交通量道路的表面封层，碎石 基层的透层和保护层,对于基层稳定的路面,可用做磨耗层；(2) 11型适用于中型交通量，路面平整度较好，路面贫油及轻微网裂路面，中 封层不但可以粘合裂缝，还可以通过粗骨料形成骨架结构修补面层的松散、开裂 和老化，改善中等交通量道路和重交通道路的耐磨，抗滑性能。此结构还可以用 于沥青路面或水泥混凝土路面的磨耗层或稳定类基层的封层；(3) III型适用于高速公路预防性封层及重交通量普通道路的路面上，也可在半刚性基层和旧有街道上做双层铺设，即先做一层粗封
11、层后，再加铺细封层；(4) W型适用于在轻交通量的半刚性基层的乡道上封层及低等级公路路面， 在交通量大的干线公路及高速公路上做表处层代替中修罩面；(5) 改性乳化沥青稀浆封层具有很强的粘附性与胀缩能力，能很好的起到防 止水损害、延缓反向裂缝、延长使用寿命的作用。当强调路面防滑性，需铺筑粗 糙度大的路面时，必须使用改性乳化沥青；(6) 微表处在常规的稀浆混合料配方中加入特殊的高分子聚合物和添加剂， 制成聚合物改性沥青稀浆混合料，集料级配根据使用的不同要求专门设计，达到 摊铺厚度较大(5-15mm),固化时间加快，粘附性更强的封层。原路面的技术要求达到设计要求的刚度和强度；保证符合设计要求的整体稳
12、定性；表面平整，无严重病害。原路面病害的处理：对裂缝、龟裂及网裂、沉陷、坑槽、车辙、油包、光 面、贫油等病害进行处理。四、配合比设计乳化沥青及稀浆封层试验1、混合料施工性能指标混合料可拌和时间试验试验在拌和锅内放入一定量的矿料（通常为100g）、填料并拌匀，再将水、添加 剂等倒入锅中拌匀，然后倒入一定量的改性乳化沥青搅拌并记时。在改性乳化沥 青倒入后的最初510s内用力快速拌和，然后用拌和匙沿杯壁顺时针均匀拌和， 一般每分钟6070转，注意观察混合料的拌和状态。当稀浆混合料变稠，手感 到有力时，表明混合料开始有破乳的迹象，记录此刻的时间，称为可拌和时间。 继续拌和，当混合料完全抱团，无法拌和时
13、，记录此刻的时间，称为不可施工时 间。重新调整混合料的配方，重复进行上述试验步骤，并记录试验时的气温和湿 度。施工过程中，微表处混合料从开始拌和到摊铺到路面上一般需要 30s50s 时间，但是为了确保混合料的正常施工，ISSA中要求微表处稀浆混合料在25C 温度下的可拌和时间不得小于120s，并要求在可能遇到的最高施工温度下进行 检验。初凝时间试验初凝时间试验是取刚拌匀的微表处混合料立即摊在油毛毡上铺平并开始计 时。把试件放在室温下，隔 3 min ，用一张滤纸或餐巾纸轻轻地压混合料表面， 如果在纸上没有见到褐色的斑点，就认为稀浆已经初凝。如果有褐色斑点出现就 再隔 3 min 重复测试。如
14、15min 后仍未初凝，就每隔 10 min 测试，直至达到 初凝为止。记录初凝时间和试验时的气温和湿度。初凝时间试验中滤纸表面不再看到褐色斑点，表明沥青微粒已经与水相分离 并粘结到了石料表面，只有经过了这一过程，混合料才可能进一步固化成型，才 能形成初期强度。同时，待试样完全成型后的观测，可以定性得判断混合料的性 能。因此，初凝时间是一项十分重要的指标。微表处混合料的粘结力是一项十分重要的指标，它反映了混合料的成型速度 和开放交通时间。在相同的时间内，混合料的粘结力数值越大，说明混合料的成 型速度越快，早期强度越高。国际稀浆封层协会将粘结力 1.2N.m 定义为混合料 的凝固时间，将2.0N
15、.m定义为开放交通时间。混合料的粘结力试验粘结力试验 称取200g集料放入拌锅拌匀，然后加入适量的水拌匀，再加 入定量的改性乳化沥青拌和均匀，时间不超过1min。将环型试模放在油毛毡上, 将达到要求配比的稀浆混合料拌匀后立即倒入试模并刮平，将脱模后的试样在256C的环境中养生并记时。30 min后，将试件置于粘结力试验仪的气动橡胶 压头下面，当仪器压力表达到200 kPa时，保持此压力，将测扭距板手测力表归 零并套住气缸杆上端，在0.71.0 s内平稳、坚定、水平地扭转90120并读 取扭距仪读数。升起橡胶压头，并擦干净底部待下次测试。60min时，重复上述 步骤。2、混合料路用性能指标湿轮磨耗试验（WTAT）湿轮磨耗试验（WTAT）按照拌和试验和粘结力试验确定的混合料各组分的 比例（集料为4.75mm筛过筛后的部分），制作成厚度6.4mm、内径280mm的湿 轮磨耗试样，烘干至恒重并冷却至室温后称重G1，然后将试样放在25C3C 的水中养生1h或6天后取出，在湿轮磨耗试验仪上磨5min,然后将试样取出、 冲洗、烘干后称重G2。试样磨耗前后的质量差与磨耗面积的比值称为磨耗值。湿轮磨耗试验的目的有： 用于控制混合料的最小沥青用量。混合料中沥青用量越少，试样的WTAT 值就越大，当超过了规定的最大WT
