改性乳化沥青粘层材料工程应用研究

摘  要：近年来，随着汽车保有量的逐渐增多，很多公路已达到饱和，无法满足交通量增长需求，且存在大量病害问题。路面层间结合作用不好，将会严重影响工程质量。本文依托某公路改扩建工程，重点探讨了沥青路面层间喷洒改性乳化沥青粘层材料的施工技术要点，以期為相关工程提供参考。

关键词：改性乳化沥青;粘层油;工程概况

中图分类号：U416.217    文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）07-0000-00

1工程概况

某公路工程全长54.088km，起讫桩号为K61+425～K115+501.553。目前已无法满足当前交通量需求，服务水平严重下降。且其中K87+500～k110+650段经常出现车辆拥堵现象，路面受损严重，出现了大量病害问题。为此，决定对本路段进行改扩建施工，决定选取改扩建工程中的k92+000～k93+000段作为试验段，面层结构如表1所示。

2施工技术要点

2.1材料选择及其性能

根据工程设计要求，该试验段粘层材料采用SBS改性乳化沥青，其基本性能指标满足规范规定。

2.2施工设备

喷洒SBS改性乳化沥青粘层油时，需采用专用设备，本工程以智能型沥青洒布车为主，可以结合工程实际情况合理确定洒布范围和用量。喷洒系统能够准确控制每一个喷头，保证洒布稳定、均匀。

2.3试验段施工

施工沥青路面粘层油之前，可选取试验段洒布粘层乳化沥青，通过试验段洒布的方式可以确定喷洒量的最佳值，从而保证喷洒质量。在此过程中，要准确、详细记录好喷洒车辆的车速、喷洒泵的转速和喷头与地面之间的高度，并剪取1m³称好质量，随后在沥青层表面铺筑，待乳化沥青粘层材料洒布后，需再次称量其质量，从而对各参数之间的关系进行准确确定，为后期大面积施工提供指导[1]。

2.4粘层乳化沥青施工

在上层沥青混合料施工前1d～2d，可进行粘层油喷洒施工，保证喷洒均匀、稳定，不得出现条状、洒花状，应以雾状呈现，严禁堆积。在局部位置机械无法洒布时，可通过人工方式进行均匀涂刷，不宜过量或过少。针对一些部位喷洒量不足的情况，需及时进行补洒。若部分位置喷洒量太大，则需刮除。施工当天，若气温在10℃以下或降雨，严禁进行改性乳化沥青粘层油施工。

当完成粘层乳化沥青洒布后，严禁其他车辆、行人通过。洒布当天，当乳液破乳、水分蒸发结束后，需及时进行上层摊铺，避免污染粘层。

3施工质量检测分析

3.1粘结效果检测

本文决定采用剪切试验检测层间粘结强度的抗剪切能力，从而评定粘结效果。图1、图2为钻芯情况，其中图1为钻芯过程、图2为芯样，由此可见，芯样较为完整，层间连接性好。通过剪切试验，得到以下结果，（1）当粘层材料洒布量为0.31kg/m2时，抗剪强度为0.934MPa;（2）当粘层材料洒布量为0.47kg/m2时，抗剪强度为0.995MPa;（3）当粘层材料洒布量为0.60kg/m2时，抗剪强度为1.068MPa;（4）当粘层材料洒布量为0.75kg/m2时，抗剪强度为1.232MPa。由此可见，随着粘层材料洒布量的不断增加，沥青路面面层之间的抗剪强度也在随之增加，两者成正比关系，说明当前层间粘结效果良好。

3.2粘结效果评价

为检测粘层材料的粘结效果，可选取芯样进行剪切、拉拔试验，本工程所选仪器为粘结强度试验仪，根据测量的层间粘结强度进行粘层材料的粘结性能评价。为验证SBS改性乳化沥青粘层材料的施工效果，本次试验以4种材料为例进行探讨，具体情况如下：

3.2.1剪切试验

试验过程中，按照当地天气情况合理选择试验温度，通过试验得到如下结果：

当温度为20℃时，SBS改性乳化沥青的抗剪强度为1.23MPa，SBR改性乳化沥青的抗剪强度为0.93MPa，普通热沥青的抗剪强度为0.78 MPa，普通乳化沥青的抗剪强度为0.86 MPa。

当温度为45℃时，SBS改性乳化沥青的抗剪强度为0.98MPa，SBR改性乳化沥青的抗剪强度为0.77MPa，普通热沥青的抗剪强度为0.63 MPa，普通乳化沥青的抗剪强度为0.74 MPa。

由此可见，同一温度条件下，四种不同粘结材料抗剪强度中SBS改性乳化沥青材料最大，其次为SBR改性乳化沥青，抗剪强度最差的为普通热沥青。其主要原因在于沥青粘聚力和石料间的摩阻力是影响沥青面层抗剪强度的主要因素，因此，沥青品质对路面层间抗剪强度起决定作用，采用SBS改性乳化沥青粘层材料具有良好的抗剪强度，可满足施工要求[2]。

3.2.2拉拔试验

为检验SBS改性乳化沥青粘层材料的粘结强度，可采用拉拔试验进行测定，本次试验检测同样采用上述四种不同粘层材料，在1.2m/min加载速率条件进行不同温度下的材料抗拉强度检测。所得结果如下：

当温度为20℃时，SBS改性乳化沥青的抗拉强度为0.41MPa，SBR改性乳化沥青的抗拉强度为0.38MPa，普通热沥青的抗拉强度为0.30 MPa，普通乳化沥青的抗拉强度为0.31 MPa。

当温度为45℃时，SBS改性乳化沥青的抗拉强度为0.285MPa，SBR改性乳化沥青的抗拉强度为0.251MPa，普通热沥青的抗拉强度为0.227MPa，普通乳化沥青的抗拉强度为0.233MPa。

由此可见，温度相同条件下，四种不同粘结材料抗拉强度中SBS改性乳化沥青材料最大，其次为SBR改性乳化沥青，抗拉强度最差的为普通热沥青。其主要原因在于沥青粘聚力是影响沥青面层抗拉拔强度的主要因素，且SBS改性乳化沥青的蒸发残留物具有较高软化点，因此，采用SBS改性乳化沥青粘层材料具有良好的抗拉强度，可满足施工要求。

4结语

综上所述，相比普通乳化沥青材料，SBS改性乳化沥青粘层材料具有温度稳定性好、粘附性强、便于施工控制、環境污染小等优势。因此，开展改性乳化沥青粘层材料施工技术研究具有重要的现实意义和应用价值。

参考文献

[1]张静，宁爱民，陈保莲，等.凝胶状高黏改性乳化沥青的制备及应用[J].石油沥青，2017，31（4）：27-30.

[2]杨炎生，柳浩，李恩光，等.乳化条件对高黏改性乳化沥青储存稳定性的影响[J].石油炼制与化工，2017，48（5）：27-30.

收稿日期：2020-06-05

作者简介：杨鹏辉（1986—），男，河南渑池人，本科，工程师，研究方向：高速公路建设。

Engineering Application Research of Modified Emulsified Asphalt Adhesive Layer Material

YANG Penghui

（Henan Wanlong Expressway Co.， Ltd.， Zhengzhou  Henan   450000）

Abstract：In recent years， with the gradual increase in car ownership， many highways have reached saturation， unable to meet the increasing demand for traffic volume， and there are a large number of disease problems. The poor combination of pavement layers will seriously affect the quality of the project. Relying on a highway reconstruction and expansion project， this article focuses on the construction techniques of spraying modified emulsified asphalt adhesive layer materials between asphalt pavement layers in order to provide references for related projects.

Keywords： modified emulsified asphalt; tack coat oil; project overview