乳化沥青在公路工程中的应用研究

2022-09-21刘飞

工程建设与设计 2022年17期

刘飞

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，石家庄 050000）

1 引言

乳化沥青是公路工程中的常用沥青，其制备工艺主要是通过乳化剂在机械搅拌的条件下对普通沥青进行乳化改性，得到的具有一定流动性的液态沥青。以此方式制备而成的乳化沥青在多方面性能上得到改善，常常用于道路工程中的封层、透层和冷拌冷铺混合料中。以往的应用研究表明，当乳化沥青用于封层时，能够极大地提高封层的防水性能，避免基层免受水侵蚀[1]。此外，当它用作透层油时则渗透效率高，有效提高了基层和面层之间的黏结性能，当用于冷拌冷铺施工作业时，则能够极大地节约工程成本。由此可见，乳化沥青在公路工程应用中占据着重要地位。本文主要依托某项目工程实例，介绍乳化沥青在透层油中的实际应用。

2 透层常用乳化沥青种类及特点

目前，我国透层中常用的乳化沥青主要有3种，普通乳化沥青、改性乳化沥青和高渗透乳化沥青。普通乳化沥青的主要特点是成本较低，但流动性和渗透性不足，且对温度十分敏感，需要在特定的环境条件下进行施工。改性乳化沥青的优点主要体现在黏结能力的提升方面，能够充分保证基层与面层之间的黏结，更好地实现层间连续。高渗透乳化沥青是目前透层施工中最新采用的沥青，其高渗透能力能够加速乳化沥青的渗透速度，极大地缩短施工工期[2]。此外，高渗透乳化沥青在提高渗透能力的同时，还保留良好的黏结能力。

3 工程概况

某高速公路工程全线长23.75 km，通车运行至今已有10年，在本季度公路全线养护检测中发现，K5+100～K10+420和K14+100～K16+420路段路面普遍存在推移、脱层和拥包病害，通过激光平整度仪对道路进行检测发现路面平整度等级较差，严重影响行车安全和舒适性。根据现场调查发现，该路段主要为车辆高速进出口，重载车辆居多，路面情况造成交通事故的概率较高。考虑到病害产生的最主要原因是层间黏结不足，为了提高道路安全品质，当地高速管理部门决定对两个路段进行养护处理。

4 高渗透乳化沥青施工工艺

4.1 原材料

根据对该高速公路检测报告分析可知，K5+100～K10+420和K14+100～K16+420路段病害成因主要是层间黏结不足，项目拟对原道路面层进行铣刨处理，保留原路面基层，选择高渗透乳化沥青作为工程原料来提高基层与面层的黏结能力。虽然高渗透乳化沥青在性能上具有多方面提升，但不同型号的沥青在性能上具有差异，为了保证工程质量，本项目对选用的高渗透乳化沥青破乳速度、黏度等多方面性能进行检测，具体检测结果见表1。

表1 乳化沥青技术指标试验结果

4.2 施工准备

本项目为高速公路改造工程，鉴于该公路为两省份连接主要道路，在进行施工时全路段封闭交通可能会造成交通拥堵，拟通过半幅施工半通行方式进行作业。根据公路现场车流量情况，首先从K5+100～K10+420路段进行施工作业。由于本项目主要对基层与面层层间进行施工，故在进行高渗透乳化沥青施工前需要对面层混合料进行铣刨处理，本项目首先通过英格索兰100铣刨机对该路段东幅进行铣刨作业。为了充分保证层间黏结性能，进行透层油洒布前应对基层表面多余残留混合料进行清理。

4.3 洒布量的确定

根据沥青路面施工技术规范要求，透层施工时乳化沥青最佳洒布量应控制在0.7～1.5 L/m2，但是在大多数施工中乳化沥青用量往往控制不够精确，引起施工质量问题。以往透层施工经验表明，过高的洒布量会导致多余的乳化沥青流于半刚性基层表面，流动在基层表面的乳化沥青由于润滑作用反而降低了层间黏结效果，同时由于高渗透乳化沥青成本较高，还增加了工程成本。洒布量较低时，半刚性基层渗透深度不足或部分基层表面未洒布到位，无法充分保证层间黏结。因此，确定乳化沥青的洒布量是透层施工中至关重要的一个步骤。为了精确控制高渗透乳化沥青的用量，保证工程质量，节约工程成本，项目施工前通过在试验路段上进行不同乳化沥青洒布量试验，钻取多个基层芯样对渗透深度和抗剪强度检测，最终确定乳化沥青洒布量为1.2 L/m2。

4.4 洒布施工

为了精确控制高渗透乳化沥青的洒布量，在进行洒布时应采用智能型沥青洒布车来进行作业。作业前根据路幅宽度、路线长度提前估算乳化沥青洒布总量，然后分路段设置好沥青洒布量。同时，安排施工员步行跟随沥青洒布车行作业，若发现存在透层油洒布过多引起沥青流动区域，应及时安排人员进行处理。

4.5 施工注意事项

高渗透乳化沥青施工过程中应着重注意以下方面：首先，最佳洒布时机。由于乳化沥青破乳的特性使其受温度影响较大，洒布过程中要确保证施工环境温度不宜过低，同时避免雨天施工，防止雨水影响乳化沥青对基层表面的渗透。其次，洒布精度。虽然采用沥青洒布车进行施工，但施工过程中难免出现人为失误，因此，洒布完后需要通过牛皮纸和天平反算洒布量[3]。