乳化沥青稀浆封层的应用

赵其臣

甘肃省白银公路事业发展中心景泰公路段 甘肃白银 730400

随着国民经济和公路事业迅猛发展，高等级公路数量逐年增加，要求路面具有较好的耐久性，路面的坑槽、松散、抗滑性能降低等病害均会影响道路通畅。龟网裂、纵横向裂缝均是对沥青路面危害性较大的常见病害。产生裂缝的因素源自多方面，主要受施工不当留下缺陷、气温变化、交通荷载反复作用三方面影响。

寻找对已产生微观裂缝和抗滑性能降低的沥青路面进行科学养护的方法，是公路养护创新和改革需要解决的问题。

目前，最普遍的沥青路面养护方式是挖补坑槽、灌缝、铣刨拥包、橡胶沥青碎石封层及重新罩面等。这些养护方式对老化严重、病害较多及服役期较长的沥青路面维护十分有效，但仍不能防患路面病害，使路面养护工作处于被动状态。而乳化沥青稀浆封层技术是经济有效的防患路面病害方法，该方法将砂子或石屑与矿粉、水泥、石灰、粉煤灰等混合，乳化沥青和水，按照配合比设计拌和成流态的沥青混合料，均匀撒布在原有沥青路面上形成薄层封面。推广乳化沥青稀浆封层技术有助于防患路面病害，保证重要路面通畅，从而进一步推动社会发展。

1 乳化沥青稀浆封层的作用

稀浆封层技术在道路养护和施工工作中具有广阔的应用前景。根据乳化沥青稀浆封层的特点，可以在道路表面铺筑上封层和下封层。

上封层适用条件为沥青面层的粒料之间有过大的间隙且易渗水，修补后的沥青路面产生新裂缝时，需要提高磨耗层的抗滑性；新铺筑的沥青路面需加铺磨耗层或保护层。下封层适用条件为常年受雨水侵蚀的沥青面层粒料间隙大且易渗水，基层完成铺筑不能及时开放交通，待铺筑沥青面层后有序通车的道路。

稀浆封层的厚度宜为4～7mm。乳化沥青稀浆封层的使用效果如下：

（1）具有好的填充性。乳化沥青中掺入水会形成乳状稀浆，稀浆封层的混合料颗粒粒径较小，易流动，便于施工，容易进入细小的裂缝和坑槽中，具有可以填充裂缝和提高沥青路面平整度的优势。

（2）具有良好的路面防水性。稀浆封层时，合理的集料级配能够使材料均匀、坚固、密实地黏附在原有沥青路面上，防止雨水渗入，使路基保持一定稳定性。

（3）具有一定的抗磨耗性。稀浆封层的集料的抗压强度、压碎值、磨光值、含泥量等性能指标必须符合规范及标准要求，酸性及碱性石料必须有较好的黏附力，才能够很好地粘附在路面上，在原有沥青路面上形成磨耗保护层。

（4）具有良好的抗滑性能。乳化沥青稀浆封层时，将乳化沥青、集料按照一定配合比设计与混合，沥青均匀密实地包裹集料。稀浆封层后，路面纹理深度符合标准，稀浆封层摩擦系数明显增加，抗滑性能大大增加。

乳化沥青稀浆封层也存在一些问题，包括不能消除路面反射裂缝，不能提升路面强度、稳定性，不能在泛油的沥青路面上进行稀浆封层。

2 乳化沥青稀浆的材料组成

2.1 乳化沥青

稀浆封层可以采用慢裂或中裂的拌和型乳化沥青铺筑，掺适量外加剂氧化钙可以降低乳化沥青裂变速度。在道路施工中需要加快乳化沥青裂变速度时，可以在乳化沥青中掺入一定数量的水泥或消石灰粉。稀浆封层使用的乳化沥青应满足公路施工所用的乳化石油沥青技术要求。

2.2 细集料

细集料在稀浆封层中主要起骨架作用，稀浆封层的厚度由细集料的粒径决定。稀浆封层使用的细集料主要有石屑和砂，稀浆铺在路的表面，直接与车轮接触，选用的细集料应坚硬耐磨、强度高、多棱角。细集料中黏土含量应不大于3%，级配符合乳化沥青稀浆封层矿料级配的要求。

2.3 填料

填料用于提升沥青与集料的黏结力，增加早期强度，调节破乳时间。填充料过少时，稀浆和易性较差，易产生离析现象不易摊铺，封层的强度、热稳定性等参数降低；填充料过多时，沥青用量提高，稳定性降低。填料与细集料配合比设计应符合乳化沥青稀浆封层集料的级配要求，乳化沥青稀浆封层集料级配及沥青用量范围见表1。

表1 乳化沥青稀浆封层集料级配及沥青用量范围

ES- 1 型适用于较大裂缝的封缝或中、轻交通道路薄层罩面处理；ES- 2 型是中等粗糙度磨耗层最常用的级数，也可以用于旧路修复罩面；ES- 3 型一般用于高速公路、一级公路的路面表层，目的是增大摩擦系数，使磨耗层的抗滑性能提高。

3 乳化沥青稀浆封层的质量

稀浆封层本身不具备强度，其承载能力主要取决稀浆封层各层路面的强度。稀浆封层中，乳化沥青用量不足或集料级配选择不当会使铺装面层表面干涩、松散脱落、使用时间缩短。为保证稀浆封层质量，需要控制油石比，规范采用湿轮磨耗试验确定最佳乳化沥青用量，规定标准磨耗量为5min 的湿磨耗损失小于800g/ m3。用于稀浆封层的乳化沥青用量为16%～20%，折算油石比为6%～12%。

4 乳化沥青稀浆封层的配合比例

在实际工作中，根据需要初步确定乳化沥青稀浆封层的乳化沥青与集料的配合比范围，进行稠度、凝结时间、养护时间、湿轮磨耗等试验验证配合比是否符合要求，若不符合要求则需调整，直至符合设计要求。合适的配合比便于拌和摊铺，能够增加抗磨耗抗滑性能，减少裂缝，有效控制初凝时间。

4.1 稀浆稠度试验

稀浆必须具有适宜的稠度，需要确定集料、乳液、水、矿粉的最佳配合比。最佳稀浆稠度通过稀浆稠度仪测定，一般要求坍落度值为2～3mm。

4.2 初凝时间试验

按要求选配出最佳稠度，使用“纸墨迹法”测定稀浆初凝时间。将稠度符合要求的稀浆混合料倒在直径259mm 的圆形油毡上，稀浆层摊铺厚度为6mm，放置恒温箱内。恒温箱温度为（25±1）℃，相对湿度为45%～55%，每15min 将一张白色的手帕纸巾轻轻压在稀浆表面上，如在潮湿的纸上见不到褐色的斑点说明稀浆初凝，规范初凝时间一般为2h。

4.3 湿轮磨耗试验

湿轮磨耗试验是检验稀浆封层混合料掺配的重要试验，主要用于探究乳化沥青的用量、集料的质量以及填充料等的配合比。湿轮磨耗试验模拟潮湿状态下汽车轮胎对路面的磨耗情况，一般不应大于800g/ m3。

4.4 固化时间试验

根据相关试验测定结果发现，新建的沥青混凝土路面在通车3 年后开始老化，表面会出现细小的裂缝，不及时封闭裂缝会加速路面破损。出现细小的裂缝后需要及时采用2～3mm 乳化沥青稀浆封层进行病害处治，使路面平整密实，减少水和空气对路面的侵蚀。封层后的路面可以继续使用3 年，封层的沥青开始老化，出现细小裂缝时，必须再进行一次厚度3～6mm 的中粒式乳化沥青稀浆封层，如此循环封层3～4 次，一般可以保证9～12 年不出现坑槽、松散、抗滑性能降低等路面病害。直至路面达到使用寿命期再进行翻修，使沥青路面养护工作形成良性循环。

5 结语

分析沥青路面病害的成因，确定现阶段新形势下乳化沥青稀浆封层是公路养护运用新技术、新工艺、新设备、新材料的有效途径，具有显著的经济效益和社会效益。