乳化瀝青在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

許達(dá)俊

近年國(guó)內(nèi)公路建設(shè)發(fā)展迅速，汽車擁有量增加較快，運(yùn)營(yíng)公路存在病害不少，公路的日常養(yǎng)護(hù)極其重要，乳化瀝青作為公路日常養(yǎng)護(hù)材料，具有施工簡(jiǎn)便、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。

1 乳化瀝青

1)乳化瀝青的形成過程。乳化瀝青是將瀝青加熱熔化后，經(jīng)過機(jī)械研磨的作用，以細(xì)小的微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑的水溶液之中，形成水包油狀的瀝青乳液。

2)乳化瀝青原理。乳化瀝青是由瀝青與水組成的，水是分散物質(zhì)，瀝青是分散相，兩者只有在表面張力相當(dāng)時(shí)，才能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)表明，水在20℃時(shí)的表面張力為 72.25×10-5N/cm，80℃時(shí)為 62.6×10-5N/cm，瀝青熔化后180℃時(shí)表面張力為30×10-5N/cm。兩者表面張力相差懸殊，是不可能穩(wěn)定地混合在一起的，必須在混合液中加入某種化學(xué)物質(zhì)(表面活性劑)，再對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，瀝青就會(huì)變成微小的顆粒穩(wěn)定地分散在水中，靜置很長(zhǎng)時(shí)間也很難分層。

2 乳化瀝青的優(yōu)點(diǎn)

2.1 節(jié)約能源

采用熱拌瀝青混合料修路時(shí)，首先要加熱瀝青，若將1 t瀝青由18℃升溫至180℃時(shí)，所需熱量為:

其中，2 094×10 m3為瀝青的比熱，J/(kg?K);0.8為熱效率。

而采用陽(yáng)離子乳化瀝青筑路時(shí)，瀝青加熱溫度只需120℃～140℃，加熱1 t瀝青所需熱能為:

按瀝青乳液中含60%純?yōu)r青計(jì)算，1 t瀝青可制成 1.7 t瀝青乳液，則生產(chǎn)1 t瀝青乳液所需熱能為:

當(dāng)然這只是消耗的主要熱能，還有其他能量消耗，在這里就不作計(jì)算?？梢娚a(chǎn)1 t乳化瀝青比熱瀝青節(jié)約能源:

2.2 節(jié)省瀝青

使用乳化瀝青筑路或養(yǎng)路，可以節(jié)約瀝青，具體瀝青節(jié)約量隨路面結(jié)構(gòu)形式與施工方法而異，見表1。

從表1中可以看出，推廣使用乳化瀝青，一般可以節(jié)省瀝青用量10%～20%。

2.3 延長(zhǎng)施工季節(jié)

陰雨和低溫季節(jié)，正是瀝青路面發(fā)生病害較多的季節(jié)，我國(guó)南方常因多雨，造成瀝青路面的路況急速下降。這時(shí)若出現(xiàn)病害，一般無(wú)法用熱瀝青混合料及時(shí)修補(bǔ)，在行車的不斷碾壓和沖擊下，可使病害急速蔓延與擴(kuò)大。采用乳化瀝青混合料養(yǎng)路，幾乎不受陰濕或低溫季節(jié)影響，發(fā)現(xiàn)病害及時(shí)修補(bǔ)，做到“補(bǔ)早、補(bǔ)小、補(bǔ)徹底”，能及時(shí)改善路況，提高好路率和運(yùn)輸效率。

表1 各種路面結(jié)構(gòu)節(jié)約瀝青數(shù)量

2.4 改善施工條件，減少環(huán)境污染

高溫季節(jié)筑路時(shí)，施工操作條件比較差，勞動(dòng)強(qiáng)度高，瀝青散發(fā)的熱氣會(huì)直接危害人體的健康。而用乳化瀝青筑路，可在常溫條件下使用，施工人員不受煙熏火烤，可以改善不利的施工條件。降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少環(huán)境污染。

3 乳化瀝青在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

3.1 路面裂縫處理

3.1.1 路面較小裂縫的處理

縱縫和橫縫一般都是不連續(xù)的，由于路基發(fā)生變化波及到面層而形成的裂縫，其破壞性較大，多出現(xiàn)為單個(gè)裂縫，采用下列辦法處理。1)5 mm以內(nèi)的裂縫。用氣泵(其壓力為5 MPa左右)對(duì)著裂縫處從一端開始，慢慢吹至另一端，全部吹干凈后，清掃吹出的雜物，用扁嘴壺從一端灌注乳化瀝青，直到全部裂縫灌滿乳化瀝青，然后用細(xì)石屑或細(xì)砂撒到裂縫中，清掃路面即可開放交通。2)5 mm以上的裂縫。用氣泵吹出裂縫中雜物，裂縫中較大的雜物可用扁鐵片進(jìn)行清除，然后用5 mm以下的細(xì)碎石或砂與乳化瀝青按比例攪拌均勻，填入裂縫中，再用扁鐵片進(jìn)行夯實(shí)，如果裂縫較大可分層填補(bǔ)，填補(bǔ)應(yīng)略高于原路面。拌制混合料時(shí)，骨料用細(xì)砂或細(xì)石粉，乳化瀝青用量為骨料的17%～21%，如果細(xì)石料中有少量石粉，可適當(dāng)增加乳化瀝青的用量。采用以上乳化瀝青方法處理裂縫，能較大幅度減少人力、機(jī)械及材料的投入，與用熱瀝青灌縫相比，其優(yōu)點(diǎn)是:乳化瀝青滲透力強(qiáng)，修補(bǔ)徹底，現(xiàn)場(chǎng)不須熱源加溫，施工方便、簡(jiǎn)捷、節(jié)省了瀝青，相對(duì)延長(zhǎng)了施工季節(jié)，效果較為明顯。

3.1.2 路面較大裂縫的處理

網(wǎng)裂和不規(guī)則裂縫初期對(duì)路面的損壞程度不大，但擴(kuò)散速度快，易形成較大規(guī)模病害，以往都是等路面破壞后再進(jìn)行修補(bǔ)，致使人力、機(jī)械及材料的投入增大，且效果不理想，如果在路面產(chǎn)生病害的初期用小型灑布機(jī)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，則既可減少投入，又可延長(zhǎng)路面的使用壽命。

小型灑布機(jī)主要用于較大規(guī)模的裂縫處理，它具有的靈活性對(duì)于小面積或局部處理也有明顯效果。由于噴灑是人工操作，乳液用量易于控制。既能保證噴灑均勻到位，又能保證石屑的及時(shí)撒布，由于噴灑后立即撒上了石屑，所以石屑與路面粘結(jié)得較好。

較大規(guī)模裂縫處理施工的工藝要點(diǎn):清掃路面雜物后即可噴灑乳化瀝青，隨即迅速將石屑均勻地撒在噴灑面上，乳化瀝青的用量控制在0.5 kg/m2左右，石屑用量為1.2 kg/m2～1.5 kg/m2，噴灑乳液及撒布石屑要均勻，乳液噴灑既不能流淌，也不能露出原路面，石屑撒布不能有漏撒的地方，要將乳化瀝青全部蓋住，且邊緣要整齊。

3.2 稀漿封層技術(shù)的應(yīng)用

稀漿封層在使用乳化瀝青養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)方面應(yīng)注意的問題是:

1)稀漿封層使用的骨料是密級(jí)配材料，與乳化瀝青拌和后，提高了骨料與骨料之間的膠結(jié)力，但同時(shí)降低了混合料的低溫拉伸強(qiáng)度。由于混合料彈性變形很小，骨料在路面的凸出部分如果強(qiáng)度很大，很快會(huì)被輪胎磨平，形成光面。實(shí)踐中，在交通量大的路段，采用稀漿封層處理后，一般不超過兩年就會(huì)形成光面，降低了路面的抗滑性能。解決這一問題的方法是推廣使用改性稀漿封層技術(shù)。2)瀝青廠生產(chǎn)的乳化瀝青一般是用作新建路面基層與面層的連接材料，技術(shù)含量低，生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定，給稀漿封層施工帶來(lái)一定的困難，嚴(yán)重影響稀漿封層的質(zhì)量。3)稀漿封層是一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，適合小型路面修補(bǔ)裂縫及磨耗層。稀漿封層對(duì)于路基變形較大、損壞嚴(yán)重的路面不宜使用。

4 結(jié)語(yǔ)

近幾年來(lái)，我國(guó)的乳化瀝青使用數(shù)量逐年增加，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益日漸顯著。使用乳化瀝青對(duì)路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，既可以降低總體養(yǎng)護(hù)成本，又具有靈活、及時(shí)、簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，值得在公路養(yǎng)護(hù)中大力推廣和應(yīng)用。

[1] 常魁和，高 群.公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2001.

[2] JTJ 073-96，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].