乳化沥青在公路养护中的应用现状

2017-03-10曲青龙

环球市场 2017年34期

曲青龙

陕西煜邦交通科技有限责任公司

引言：

随着我国的公路通车里程不断增加，公路的养护任务日渐重要。为了更经济、有效、迅速地完成破损路面的日常养护任务，使用乳化沥青新工艺进行预防性的维护可以从根本上提高道路的养护水平、保证路面的完好率、降低养的护成本。裂缝是沥青路面常见的病害，一般为纵向裂缝、横向裂缝、网状的裂缝以及不规则裂缝等。尤其在春季和雨季，因为冻融的积水渗入到裂缝，会使路面的基层承载力严重下降，产生塑性变形，最终导致破坏路面。作为公路养护的主要材料之一，乳化沥青是把沥青材料通过乳化剂的作用，形成沥青与水所组成的混合物，即为乳化沥青。因其较为稳定的储存性也使得它成为公路养护的常用方法。

一、乳化沥青的概念及特性

乳化沥青是将沥青分散于有乳化剂的水中而形成沥青乳液，这种乳液称为乳化沥青，乳化沥青是由两种互不相溶的物质——沥青和水组成的混合物，主要特性表现为它的储存稳定性、混合过程中设稳定性、表面处治和粘度特性及养护速度，在这些特性中有许多是随着微粒尺寸和微粒在乳液中的分布情况而起作用的。

乳化沥青的特性：

1.节约能源，稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到50%，而乳化沥青中则只含0～2%。所以，这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为，仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准，沥青就能够被浇灌和撒布，并希望使用后的轻制油能够挥发进入大气中。事实上，如果轻制油不能够挥发，那么沥青就太软了，在交通荷载作用下，道路表面就可变形，使用乳化沥青一般可以节省沥青用量的10%～20%，采用乳化沥青筑路的经济效益非常显著。另外，阳离子沥青乳液与各种骨料都有良好的粘附效果，从而扩大了骨料的来源，更便于就地取材，减少材料的运输，降低工程造价。

2.使用方便，乳液设专业化撒布，需要专业化设设备，如撒布机，然而小面积设乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布，如小面积坑槽补工作、裂缝填缝料等，小数量设冷拌混合料只需要基本设备就行。例如，一只带挡板的洒水壶和一个铁锹就能够进行小面积的封层和裂缝修补，采用灌入式坑槽修补方法填充路面坑洞等应用简单易行。而且可以冷态施工，现场无需加热设备和能源消耗，扣除制备乳化沥青所消耗的能源后，仍然可以节约大量能源，由于乳化沥青黏度低、和易性好、施工方便。

二、乳化沥青在公路养护中的应用现状

路面的预防性养护是为了缓解因为交通以及环境的载荷而引起的路面性能的恶化同时延长其的使用寿命，达到减少路面周期养护费用的目的，具有显著得经济效益。资料表明，当路面的生命周期达到75%的时候，进行预防性的养护可以有效延长路面的使用寿命并节省很大一部分的养护资金。

但在我国的实际情况是：一条路只有路面出现了明显的病害，才开始被动地修补，或者是等到整体的路况严重下降甚至严重影响同行的时候才进行养护维修。现在，公路的预防性养护虽然已经引起了管理部门以及专家学者们的高度重视，但它的使用和推广还处于起步的阶段，其技术还处在一个认识、推广的初步过程。

原因如下：

1.我国的预防性养护技术的相配套机械设备以及相应的技术水平、实用性能与发达国家相比，差距还是很大，所以没有满足预防性养护工程中的使用和推广的要求。

2.养护材料的研发较缓慢，材料生产的设备工艺以及技术水平的落后。目前，我国的乳化沥青改性剂、乳化剂的质量还是相当不稳定的；我国的乳化沥青低质量、使用的小范围、生产的小批量远远不能满足当前使用的要求。目前，高等级路面稀浆封层所用的乳化沥青，有很大一部分是依靠进口的。

3.多年来，由于“重建轻养”的观念使得用于公路养护的资金严重不足，导致许多公路建成后，缺乏足够的资金进行预防性养护。

4.受旧的理念的影响，新路建成后，基本不养护，等出现明显的病害后再进行养护。这种做法不仅成本高，效果也不好。

5.缺乏实力强的专业承包商，在实际施工中，养护工程产品质量的整体水平不高，使得投资部门对预防性养护资金的有效利用没有信心。

三、公路养护中乳液的应用

乳化沥青用在公路的养护中使用时，应该根据不同的路面等级、路况以及环境，选择不同的预防性养护技术以及相应的材料设备。适合于高等级路面的预防性养护技术有改性乳化沥青稀浆封层、乳化沥青碎石封层以及路面坑洼和裂缝修补，与之相配套的机器设备是乳化沥青稀浆封层机、碎石封层机、智能型洒布机、冷拌料摊铺设备等。由于高品质的乳化沥青的不断开发，使得用于预防性养护的乳化沥青数量大大增加。同时，改性乳化沥青稀浆封层机技术和乳化沥青的生产技术也不断发展，稀浆封层机、碎石封层机正向着机电液的一体化、连续化、智能化方向飞快发展。

1.乳化沥青稀浆封层技术

1.1 技术特点

在公路的养护中，乳化沥青稀浆封层技术是通过对沥青的混合料进行冷拌然后施工，乳化沥青稀浆封层有沥青和骨料的混合特征。稀浆封层可以使磨损、老化、裂缝、光滑、松散等病害，迅速得到修复，起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。在操作中，将一定比例的骨料、填料等，根据相应的配比，得到一种均匀稀浆混合料，在养护的过程中，根据不同的养护需求，进行相应的厚度铺设，提升公路养护中的质量。这项技术不论在低等级还是在高等级的公路养护中使用，均能获得良好的养护效果以及使用效益。

1.2 公路养护中乳化沥青稀浆封层的适用性

在公路使用中，旧沥青路面由于风雨雪等的侵蚀以及沥青公路要承载的各型车辆的碾压，使得路面在使用一段时间以后，就会产生物理性的疲劳，路面会呈现开裂、松散、老化和磨损等现象，如不及时维修处理，破损路面受地表水的侵蚀，将使基层软弹，路面的整体强度下降，导致路面的破坏。当这些现象产生之后，如果没有有效的维护，这些受损的路面就会扩大。如果现有的沥青路面在没有受到车辆压、自然侵蚀之前，就利用使用乳化沥青稀浆封层这一项技术来进行预防性公路养护的话，公路的使用的质量以及使用年限将会有效的提升。

对于新铺设的沥青公路路面，利用这项技术能够有效的提升沥青路面的防水效果，同时提高路面的抗磨损能力。由于在新的沥青公路路面上进行预防性养护只需要5 mm的厚度，这种做法能够为后期节省下不少的维护成本，进而提升了公路的使用效益。对于砂石路面，也可以利用这项技术进行预防性养护。在砂石路面上的铺磨耗层，在平整压实后的砂石路面上铺筑乳化沥青稀浆封层，可使砂石路面外观具有沥青路面的特征，提高砂石路面的抗磨耗性能，防止扬尘、改善行车条件，进而增加砂石路面的使用寿命，改善砂石路面的交通环境。。

2.应用乳化沥青进行石屑罩面

2.1 公路石屑罩面技术

石屑罩面是道路养护中最常用的方法之一。石屑罩面是一个高沥青含量的薄表面处治层，这种处治层具有柔性和耐磨的，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，尤其是在道路的抗裂方面有重要作用。

2.2 公路石屑罩面技术的实施

在进行公路路面的养护之前，受限利用清扫工具清扫路面，清理路面上的杂物，结束后，用水冲洗施工现场，最后用道路清扫专用鼓风机将表面的浮尘吹干净，以利于乳化沥青与基层的粘结。从而保证了乳化沥青与公路基层之间的有效粘结。接着再进行乳化沥青的撒布。喷洒过程中乳液分布均匀，无泡沫粘附在石料表面导致空白。同时，乳化沥青必须严格按照规定保存，以保证乳化沥青发挥更好的性能，进而保证效果，使得养护效益的最大化。

2.3 公路石屑罩面封层的实施工艺

在公路养护中，封层是为了解决公路所产生网裂、不规则裂缝等问题。由于在初始阶段，这种裂缝对路面的影响是很小的，容易被忽略，但是随着实践的推移和车辆荷载的增大，裂缝会不断扩大。若不能够及时修补，那么这种裂缝将会越来越明显，不仅会造成修补工作的越来越难，效果也会渐渐不甚理想。因此，及时的预防性养护，是提升公路社会效益的重要办法。

喷洒前用安全标志放在待喷洒一侧，并由现场负责人指挥车辆靠一侧行驶；清扫路面杂物后即可喷洒，迅速将石屑均匀地撒在喷洒面上，乳化沥青的用量应控制在0.5千克/平方米左右，石屑的用量为1.2～1.5千克/平方米，乳液的喷洒及石屑撒布要均匀，乳液撒布既不能流淌，也不能露出原地面，石屑不能有漏撒的地方，要将乳化沥青全部盖住，且边缘要整齐。对于此项操作，操作人员须经过一段时间的训练，才能达到标准的要求，如果操作过程中有欠缺，应等到喷洒完成后再进行修补；作业完成后，施工现场还要维护好现场交通秩序，在乳化沥青风干以后，及时清理粘结不牢的石屑。