改性乳化沥青在沥青路面层间处理上的应用

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1、改性乳化沥青在沥青路面层间处理上的应用摘要：本文主要阐述了改性乳化沥青在沥青路面层间处理上的应用， 包括基层和面层、面层和面层、面层与构造物之间的过渡联结处理。关键词：乳化沥青沥青路面层间处理应用高速公路沥青路面层问处理主要是指基层和面层、面层和面层、面层 与构造物之间的过渡联结处理，用以增强各层层面问的粘结，使沥青路面 的各层形成一个完整的受力体系，提高路面结构承载力和耐久性；其次， 层间处理使路面结构在理论上与路面设计的理论假设（多层连续弹性层状体） 相一致，使路面设计更能符合路面实际受力情况；同时，良好的层问处理 措施能有效地防止半刚性基层干缩裂缝反射，并阻止地表水下渗和路基水 上升。传

2、统的沥青路面层间处理（透层、粘层和封层等）措施，如果使用稀释沥 青或普通乳化沥青，在一般公路上可以起到良好作用，但难以适应高等级 公路上繁重的交通量的要求。在此情况下，使用改性乳化沥青成为可行的 解决方案。改性乳化沥青是以乳化沥青为基料，以沥青改性剂为外加改性 材料，在一定工艺流程下，经过掺配、混溶，制备成具有某种特性的改性 沥青混合乳液。改性乳化沥青因其良好的粘结性能、抗变形能力和温度稳 定性在应用于高速公路层间处理时取得良好的效果，与普通沥青相比，更 能适应当前高速公路大交通量、重轴载的要求。1改性乳化沥青性能指标分析1.1技术标准各国对路用改性沥青都制定了不同的技术标准，对乳化石油沥青标

3、准 也有相应的规定，但目前我国尚未制定正式的路用改性乳化沥青技术要求 和检验标准。不论对于先改性后乳化还是先乳化后改性的沥青，由于改性 乳化沥青的各项性能和施工特点更接近于乳化沥青，因此在实际应用中可 参照乳化沥青技术要求。现列举出江苏省用于表面处理的阳离子改性乳化沥青的技术要求，见 表1。表面处理改性乳化沥青的技术要求表1围二， 项目 技术要求破乳速度慢裂彳恩格拉粘度计 知 匕一一丁i1 10道路沥青标准粘度计,3（8）10-25粒子电荷阳离子带正电子项目一技术要求1.18mm筛上的剩余物(%)wO.l常温贮存稳定性（%）24h.-Lj1.项5d30蒸发残留物性质蒸发残留物含量:53软化点(

4、Y)王50粘度(60Y)(Pa* s)500玖工衣参照乳化沥青的技术要求，建议对改性乳化沥青用于透层时进行破乳一 速度的检验（一般要求采用慢裂慢凝改性乳化沥青），应用于北方地区时还应 进行低温储存稳定性（一 5的检验，要求无粗颗粒和结块；改性乳化沥青 用于粘层时对其粘结性能和抗剪强度要求较高，必要时可进行粘结强度和 抗剪强度检验。1.2性能分析现大多数高速公路在进行沥青路面层间处理时采用了在SBR改性乳化 沥青的基础上研制而成的多组分合成乳化材料SBR复合粘结剂，它对沥青 混凝土和水泥混凝土材料都有很强的粘结力，且高弹态温度区间大。其原 理是在于：SBR复合粘结剂在引入高分子弹性体结构化合物的

5、同时引入较 多的极性基因，由于由极性基因团和非极性基因团组成的不对称结构具有 偶极矩，加大了分子定向吸附能力，形成了较强的极性力场，也获得额外 的定向能力。因此，SBR复合粘结剂不仅具有较强的界面吸附力，材料本身在较大 的温度区间内也反映出很强的内聚力强度。SBR复合粘结剂的特性如图1所示。图1 SBR复合粘结剂的特性SBR复合粘结剂中的高分子聚合物相互交连成网状，限制了沥青成分 中胶束的自由度。当这种复合材料喷洒在道路表面成型后，不会与行驶中 的工程车车轮发生粘连而脱落，也不会引起摊铺机胶轮或履带打滑的麻烦, 为交叉施工、加快工程进度、保证施工质量创造了必要条件。经过改性后的乳化沥青各项指标

6、都优于未改性的乳化沥青，粘结强度、 抗剪强度、粘附性方面都有明显改善。SBR复合改性沥青与普通乳化沥青试验结果见表2。SBR复合改性沥青与普通乳化沥青试验结果比较表表2试验项目试验结果普通乳化沥青SBR复合改性沥青热沥青乳液pH值偏碱偏碱颗粒直径（呻）筛上残余（% ）（1.2mm筛）0.30.3破乳速度快裂快裂贮存稳定度（5d）（%）43.8蒸发残留物so50针入度（0.1mm）25Y,100g,5s8169延度（cm）5Y, 1cm/min10.125.49.6弹性恢复（）25T ,5cm/min1860.119乳液残留物及热沥青性质粘结强度（Pas）60 20t- 15%：0.042.65

7、2.140.125.083.540.053.623.16抗剪强度（MPa）20*C-15无3.282.81、5.835.064.713.10热流动值（cm）6orS60Y13.68.820.1脆点（Y）费拉斯法8.9-20.4-10.6可溶分（%）四氟乙烯99.899.899.82各处理层对材料性能的要求及施工要点2.1透层透层是适用于无机结合料基层表面的有机结合料渗透层，用于一般路 段的下面层与基层的层间处理。其主要作用如下：(1)透入基层表面孔隙，增强了基层和沥青面层间的粘结。(2 )有助于结合基层表面集料中的细料。(3) 在完成基层的铺装后，适时喷洒透层油还可以减少基层的养生费用， 提高

8、养生质量。(4) 经过透层油渗透成型以后的基层表面的开口空隙被填充，从而得到 一个渗透深度上的防水层。(5) 在由于某种原因推迟铺筑面层的情况下，透层可向基层提供临时性 防护，防止降雨和临时行车的破坏。在所有的层问处理方式中，透层对材料有着其特殊的要求。理想的透 层深度应透人基层3-5mm，为此透层油一般采用低粘度的煤油稀释沥青。 但由于将稀释沥青中的轻油分完全挥发需要时间较长，挥发后的沥青粘度 低，很难保证基层与面层之间的粘结强度，对环境亦有不良影响，因此宜 采用改性乳化沥青作为透层材料。改性乳化沥青在应用于透层时，应符合公路沥青施工技术规范中 对应用于透层的乳化沥青的破乳速度和粘度的规定。

9、粘度太大则透层油不 能渗入半刚性基层表面，在基层和面层之间形成夹芯，破坏上下层间的联 结。因此改性剂的用量不应使乳化沥青的粘度增加过大，宜控制在3%以下。 对于级配碎石基层可适当加大。基层铺装后，透层油施工要及时跟进，这样既可以实现透层油的最佳 渗透效果又有利于基层养生；对于存在浮浆和污染的基层表面，喷洒透层 油之前必须进行严格的清理。对于存在浮尘的路段应在清扫后封闭交通， 必要时可洒水润湿基层表面，洒水量以控制在使基层表面湿润无积水为宜， 通过水的下渗将基层表面孔隙打通，有利于透层油透入。待表面水分蒸发 后即可开始喷洒透层，洒布量保持在0.8kg/m20.2kg/m2,不宜过高。之 后即可用

10、集料撒布机或人工撒布集料，规格38。mill,数量68m3/ 10001332以碾压时不粘轮为度。碾压时用6.8t钢轮压路机碾压两遍，破乳 后用钢轮压路机碾压24遍。2.2粘层粘层的作用是使各面层之间、面层与构造物粘结成一个整体。粘层主 要起胶结作用，对材料的要求也主要在粘结强度和抗剪强度方面，改性乳 化沥青较之乳化沥青在这方面有较大的改善。粘层油宜采用快裂型的改性 乳化沥青。洒布粘层油时层面间一定要清扫干净，粘层的洒布强调“薄”和“遍”。江 苏省部分高速公路沥青路面施工中在各面层问均洒布了由SBR复合粘结剂 改性的乳化沥青作为粘层油，一般用量为0.40.6kg/m2,具体用量可根 据乳化沥青

11、的浓度（沥青含量）进行调整，调整原则是确保在整个层面提供不 大于0.2kg/m2的残留沥青连续封面。从对所取芯样的劈裂试验结果来看， 各面层结合处的断裂面均为不规则状，表明结合面的粘结强度大于或等于 混合料本身的粘结强度，优于未进行粘层油层问处理的结合强度。2.3路面防水层（下封层）高速公路沥青路面防水层一般是设在有机结合料面层与基层间的有一 定厚度的隔水层。防水层与透层结合，在基层和面层之间形成一道抵御水 害（包括动水压破坏）的防护层。防水层应使用粘结性和温度稳定性好的材料。它在荷载应力应变作用 下不仅要保持良好的水密性，还应使面层和基层问形成足够的结合力，防 止薄沥青面层产生滑动、推移等破

12、坏。与面层和基层不结合的情况相比， 它可以减小面层底层由行车荷载引起的拉应力和拉应变（一般情况下可减小 50%以上，有时甚至可以减小到25%）,并可以明显减小由温度变化引起的 沥青面层内的拉应力和拉应变。改性乳化沥青用于沥青路面防水层，改性剂的总固物含量应该在65% 左右。浓度较高的乳液不易流淌，成膜效果较好。SBS或SBR改性剂的掺 量以4%6%为佳。封层油要在透层油破乳后进行洒布，洒布量控制在0.81.6kg/m2。 在封层油没有完全破乳时及时撒布0.51Cm的单粒径碎石，覆盖率一般为 整个面积的60%70%,然后用轻型胶轮压路机稳压12遍。经稳压后的 碎石颗粒侵入深度为粒径的1/2。施工

13、时应注意掌握好石料撒布的时间， 过早或过晚都不能收到良好的效果。2.4桥面防水层由于桥面的各种应变量较大，温度变化剧烈，使用一般的防水措施其 效果和耐久性较差。尤其是沥青混凝土面层与水泥混凝土桥面两种材料模 量相差较大，这就对兼有防水和粘结过渡作用的防水层材料和工艺方法提 出了更高的要求。我省在建高速公路工程一般采用SBS热态改性沥青和SBR乳化改性沥 青相结合的方法，效果较好。这种处理方法的优点在于：防水效果好，粘 结力强，均匀无接缝，施工进度快。有效地克服了使用防水卷材与多布多 涂防水法易出现的空鼓剥离和层间滑动等问题。这种处理方法施工时要求严格控制SBR粘层油的养生时间，在粘层上 喷洒S

14、BS热改性沥青（SBS改性剂含量为 4.5 % ）时的温度应控制在 1800笆-200。之间，洒布量为2.5kg/m。碎石撒布机应及时跟进，撒布覆 盖率为60%70 %的2Cm碎石，胶轮压路机直接跟进稳压2-3遍。3结束语改性乳化沥青的应用，能大幅度改善高等级公路沥青路面层问结合状 况，减少使用过程中各种病害的发生。改性乳化沥青应用于高速公路沥青 路面层间处理时，因各处理层对材料的要求不同，具体应用时应引起注意， 特别是应对透层油在改性后的粘度变化应进行检验。在进行层间处理时， 清扫是最为关键的一个环节，下承层的清洁程度将直接影响到层间处理的 效果。目前的清扫方式主要是人工以扫帚和钢刷清扫，并辅以高压水枪冲 洗。各种层间处理方式要灵活应用，必要时可进行复合处理，同时机械化 施工方面有待增强。参考文献l中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTJ03294). 北京：人民交通出版社.19942中华人民共和国行业标准.公路改性沥青路面施工技术规范 (JTJ03698).北京：人民交通出版社，19983沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京：人民交通出版社，1999 4江苏省高速公路建设指挥部，江苏省交通科学研究院.沥青下封层技 术试验报告.19985刘中林等.高等级公路沥青混凝土路面新技术.北京：人民交通出版社，2002