微表處在高速公路養(yǎng)護中的應(yīng)用

李 瑞

(山西交通職業(yè)技術(shù)學院，山西太原 030031)

0 引言

由于自然因素的影響及行車載荷的反復(fù)作用，路面的路用性能逐漸下降。因此，及時防治路面的各種病害，改善公路服務(wù)水平，延長道路使用壽命是當今養(yǎng)護工作的重點。

微表處技術(shù)是目前道路養(yǎng)護方法中最重要的一種，它不僅可以節(jié)省瀝青和資金，又可以加快道路的養(yǎng)護速度，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟性和社會效益。對各種病害道路采用微表處技術(shù)修復(fù)，不但可以降低路面透水性，治理和改善路面網(wǎng)裂，松散等功能性破壞，而且能提高路面平整度、增強其抗滑性和行車舒適性［1，3］。本文結(jié)合微表處技術(shù)，簡要介紹乳化瀝青在太舊高速公路上進行養(yǎng)護中的應(yīng)用情況。

1 配合比設(shè)計

微表處的配合設(shè)計都是在實驗室里完成的。實驗室是整個養(yǎng)護中心的一個重要部門，它主要負責集料的選擇、配合比的設(shè)計、最佳瀝青用量的確定、最佳用水量的確定以及對乳化瀝青生產(chǎn)過程的檢測及生產(chǎn)后的乳化瀝青的性能進行測試。

1.1 瀝青的選擇

微表處所選用的聚合物改性乳化瀝青應(yīng)根據(jù)集料的表面電荷等情況綜合考慮，同時考慮到基質(zhì)瀝青必須符合重交通道路瀝青的技術(shù)要求，選用AH-70號瀝青。根據(jù)乳化瀝青的發(fā)展技術(shù)，選用的是陽離子慢裂快凝型乳化劑［3］。

1.2 集料的選擇

集料作為路面的養(yǎng)護材料，它主要是鋪在道路表面，并直接與車輪相接觸。為提高其抗滑耐磨性能，延長其使用壽命，應(yīng)選擇強度及硬度都很大，且干凈耐磨的多棱角、表面粗糙耐磨的軋制石屑［2］。超規(guī)格粒徑的顆粒要徹底清除。

集料每次都要集中堆放在一個固定的位置，并且要在集料上面加蓋帆布。

其作用主要是:

1)在天氣晴朗的時候，加蓋帆布可以避免集料的水分蒸發(fā)，使集料處在最佳含水量范圍內(nèi)。

2)在陰雨天的時候，加蓋帆布可以防止細集料被雨水沖走，而且也避免一些集料在雨水的作用下發(fā)生反應(yīng)，形成硬、大塊料。

因此，在對集料的選擇過程中，我們對工程沿線各石料廠進行材料調(diào)查，本著“就近取材，因地制宜”的原則，選擇具有堅硬、粗糙、耐磨等優(yōu)點的玄武巖為集料。同時借助各種測試方法對所選集料進行化學成分及微觀結(jié)構(gòu)分析，研究瀝青路面用集料礦物成分、孔隙率、表面構(gòu)造、表面潮濕對粘附性的影響;依據(jù)國家技術(shù)標準，選擇相應(yīng)的石灰石礦粉。

1.3 瀝青用量的確定

瀝青的用量直接影響到道路養(yǎng)護的經(jīng)濟性和社會效益。瀝青的用量過大，會使施工后的修復(fù)層出現(xiàn)泛油;瀝青用量過小，不能保證需要的油石比，施工后骨料易脫落，混合料的耐磨耗能力和抗水損害能力越弱，濕輪磨耗值就越高。因此，為保證瀝青的最佳用量，在實驗室內(nèi)可通過濕輪磨耗試驗和負荷輪試驗共同確定。濕輪磨耗試驗保證試件浸水1 h，6 d的磨耗值分別不大于540 g/m2和800 g/m2來控制改性乳化瀝青的最小用量。負荷車輪試驗保證粘砂量測試值不大于450 g/m2來控制最大的瀝青用量。

1.4 最佳用水量的確定

拌合水總量的多少直接影響著乳化瀝青混合料的壓實效果。但我國對于最佳拌合用水量的實驗沒有明確的規(guī)定，其大小是通過各地實驗情況總結(jié)提出來的一個合適的范圍。一般情況下，最佳含水量在12%～20%之間。

1.5 生產(chǎn)過程中的乳化瀝青檢測

在乳化瀝青的生產(chǎn)過程中，要對生產(chǎn)出來的乳化瀝青進行跟蹤檢測。原理上其主要檢測指標有篩上剩余量和蒸發(fā)殘留物，但由于現(xiàn)在隨著乳化劑、改性劑及生產(chǎn)工藝的提高和生產(chǎn)設(shè)備的改進，檢測得到的篩上剩余量遠比國家規(guī)定的值小，所以很多乳化瀝青生產(chǎn)者取消了這一檢測。

蒸發(fā)殘留物的檢測主要是對生產(chǎn)過程中的乳化瀝青的固含量進行檢測。在檢測的過程中，嚴格按照《公路工程瀝青及瀝青混合料實驗規(guī)程》進行檢驗。

1.6 生產(chǎn)后的乳化瀝青檢測

生產(chǎn)完后的乳化瀝青必須要將其溫度降到一定范圍后才能使用，否則溫度太高，在施工中必會提前破乳，影響整個施工質(zhì)量。

生產(chǎn)的乳化瀝青放置24 h后，將其溫度降低到常溫后再進行檢測。此時主要檢測蒸發(fā)殘留物、軟化點(5℃)、針入度(25℃)、延度(5℃)及拌合時間的測量。最后通過粘聚力試驗來確定攤鋪后的乳化瀝青混合料的初凝時間和粘聚力，確保車轍修復(fù)層的早期養(yǎng)護和固化開放交通時間。

2 乳化瀝青的生產(chǎn)

每套乳化瀝青的生產(chǎn)設(shè)備在投產(chǎn)前，都應(yīng)根據(jù)設(shè)備性能和生產(chǎn)乳化瀝青的技術(shù)要求，編制相對合理的乳化工藝。

乳化瀝青的生產(chǎn)流程有分批作業(yè)和連續(xù)作業(yè)兩種流程形式。相比而言，連續(xù)式乳化瀝青生產(chǎn)能保證乳化劑水溶液連續(xù)不斷的進入乳化機中，能滿足快速生產(chǎn)的需求，因此現(xiàn)在很多養(yǎng)護中心都采取連續(xù)式瀝青乳化生產(chǎn)線。

其生產(chǎn)流程見圖1。

圖1 連續(xù)式瀝青乳化生產(chǎn)流程圖

2.1 瀝青罐

采用大容量的瀝青罐(立式)，為使上下部瀝青溫度相差不是很大，防止其離析，在罐體上部設(shè)置攪拌器，槳葉可使瀝青在罐中上下運動，達到溫度均勻的目的，也可以防止分散在乳液中的瀝青重新凝結(jié)成團。

2.2 導(dǎo)熱油

通過燃燒柴油加熱的方式，利用導(dǎo)熱油對基質(zhì)瀝青進行加熱，從而使瀝青達到流動狀態(tài)，為乳化瀝青的生產(chǎn)提供原料。

2.3 皂乳的配制

乳化劑在乳化瀝青中所占的含量較小，但對乳化瀝青的生產(chǎn)、儲存及施工均有較大影響。乳化劑與一定溫度的水及鹽酸被導(dǎo)入到配料罐中，通過攪拌器攪拌成所需的皂液，然后導(dǎo)入到皂液罐中備用。

2.4 添加劑和乳膠

添加劑和膠乳在乳化瀝青的生產(chǎn)過程中對其進行改性，使其性能更好的滿足要求，同時也可以減少成本。

2.5 乳化瀝青的生產(chǎn)

通過主機控制，把瀝青、皂液及乳膠泵送到配料罐中，通過膠體磨的定子，轉(zhuǎn)子之間高速運動所產(chǎn)生的剪切力而引起研磨，分散的作用，使瀝青經(jīng)過機械的強力攪拌，剪切形成微小的顆粒懸浮在乳化劑水溶液中，成為“水包油”的乳液狀。

3 微表處施工

在太舊高速公路養(yǎng)護施工中，我們結(jié)合山西省各養(yǎng)護中心的設(shè)備及經(jīng)濟性、操作性方面的因素，采用西安筑路機械有限公司生產(chǎn)的MS9稀漿封層機和美國VSS公司生產(chǎn)的Macropaver稀漿封層機對乳化瀝青進行攤鋪，最后采用YL16型輪式壓路機對養(yǎng)護路面進行壓實。

3.1 施工工序

對高速公路進行養(yǎng)護，應(yīng)在不阻礙整個道路交通的情況下進行，因此首先對部分道路進行交通管制，然后對預(yù)修補路面進行修補和清潔處理。接著進行放樣畫線，機械設(shè)備加料并到位后再進行攤鋪，并對攤鋪不到位的地方進行局部人工處理，保證路面的平坦和一定的壓實度。養(yǎng)護路面經(jīng)過初期養(yǎng)護后即可進行膠輪碾壓，待路面強度穩(wěn)定后，就可以開放交通。

3.2 破乳速度

乳化瀝青混合料在施工過程中要有合適的破乳速度。破乳速度太快，則混合料易結(jié)團硬化，若繼續(xù)攪拌或拌和混合料，會使集料表面粘附的瀝青膜剝落，導(dǎo)致施工無法順利進行。破乳時間過長，則對開放交通不利。而且乳化瀝青混合料在壓實成型之后，必須根據(jù)天氣情況養(yǎng)生1 h～3 h。

破乳速度除了與氣溫有關(guān)以外，還與所使用的礦料、乳化瀝青的成分有很大的關(guān)系。所以，實驗室確定的礦料及乳化瀝青生產(chǎn)的配合比必須要通過大量的實驗來確定。

3.3 拌和、攤鋪

乳化瀝青混合料是采用冷拌冷鋪方法施工的。因此在配合比設(shè)計時應(yīng)考慮乳化瀝青的特性，控制好油石比和用水量。攤鋪時采用專用攤鋪機進行，混合料必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷的進行攤鋪。當出現(xiàn)橫斷面不符合要求、構(gòu)造物接頭部分缺料、表面明顯不平整、局部混合料明顯離析情況時，可用人工局部找平或更換混合料。

另外，施工質(zhì)量的好壞，在很大程度上有賴于一支高素質(zhì)，能協(xié)調(diào)工作的施工隊伍，取決于他們的經(jīng)驗、技巧和團隊精神。其中，駕駛員不僅要有熟練的駕駛技術(shù)，還必須充分了解機械后方可進行操作，駕駛員必須熟知操作手發(fā)出的各種手勢所表達的涵義，并及時啟動、停止、加速減速及向左向右運動。而這一切都是駕駛員通過后視鏡密切關(guān)注后方的工作進程，隨時按需要調(diào)整機械的前進。操作手必須熟練的與駕駛員配合，通過按鈕來控制乳化瀝青、水、石料的流量，熟練控制攤鋪機。

4 結(jié)語

通過微表處在太舊高速公路瀝青路面養(yǎng)護維修工程中的應(yīng)用實踐，我們發(fā)現(xiàn)，被處理過的路面狀況得到改善，路面抗滑性也得到大大地改善。而且，有效地防止路表水的下滲。乳化瀝青稀漿封層與原路面粘結(jié)牢固，鋪筑后路面狀況有較大改變，平整密實無松散、網(wǎng)裂少。

［1］李 江.乳化瀝青混凝土強度形成機理研究［J］.石油瀝青，2007，21(2):26-31.

［2］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］郭蘭英.瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制要點［J］.路基工程，2006(4):60-61.