JN—1型高性能乳化瀝青透層油滲透性能研究

【摘 要】通過(guò)滲透試驗(yàn)對(duì)JN-1型高性能乳化瀝青透層油的滲透性能進(jìn)行研究，在不同灑布量下與稀釋瀝青、PC-2乳化瀝青以及高滲透乳化瀝青的滲透性能進(jìn)行對(duì)比，確定JN-1型高性能乳化瀝青透層油滲透性能能達(dá)到規(guī)范要求，并研究了在基層不同養(yǎng)生齡期灑布透層油時(shí)對(duì)滲透性及最佳用量的影響，為JN-1型高性能乳化瀝青透層油的合理應(yīng)用提供依據(jù)，以便更好的指導(dǎo)工程實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】JN-1型高性能乳化瀝青透層油；半剛性基層；滲透性能

目前，我國(guó)高速公路建設(shè)普遍采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)形式，半剛性基層通常采用水泥穩(wěn)定碎石，面層則為瀝青混凝土。為使兩者層間的結(jié)合盡可能接近完全連續(xù)狀態(tài)，按照設(shè)計(jì)要求，基層上要灑布透層油，起到固結(jié)、穩(wěn)定、防水、聯(lián)結(jié)等作用，合理的噴灑透層油可以作為防止路面早期破壞的有效手段之一[1]。但由于半剛性基層表面致密，使透層油下滲十分困難，滲透量很小，從目前來(lái)看，無(wú)論陽(yáng)離子乳化瀝青還是陰離子乳化瀝青，其滲透性都不盡人意，無(wú)法滿足滲透一定深度的技術(shù)要求[2]。

針對(duì)于此，課題組依托黑龍江省G111線加格達(dá)奇至嫩江段高速公路工程，針對(duì)透層材料的不足，對(duì)乳化瀝青所需原材料進(jìn)行配伍設(shè)計(jì)及工藝上的改進(jìn)，研發(fā)了一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、滲透、粘結(jié)性能好的JN-1型高性能透層材料。本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)JN-1型透層油的滲透性能進(jìn)行研究。研究在基層不同養(yǎng)生齡期灑布透層油時(shí)對(duì)滲透性及最佳用量的影響。并與煤油稀釋瀝青、PC-2乳化瀝青以及高滲透乳化瀝青的滲透性能進(jìn)行對(duì)比。

1、滲透性能試驗(yàn)

1.1試件制備

滲透試驗(yàn)選用水泥穩(wěn)定碎石這種常見(jiàn)的半剛性基層材料制備試件，基層采用Φ100×100mm圓柱形試件，試件成型以后，立即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)生。

1.2試驗(yàn)方法

在試件成型一定齡期后灑布透層油，并將試件對(duì)角“十字”切開(kāi)，接圖所示對(duì)每個(gè)試件測(cè)定5個(gè)點(diǎn)的透層油滲透深度，以平均值進(jìn)行比較分析[3]。分別比較JN-1型高性能乳化瀝青透層油、煤油稀釋瀝青、PC-2乳化瀝青、高滲透乳化瀝青的滲透效果。

1.3試驗(yàn)過(guò)程

（1）在成型后的基層試件上噴灑透層油，灑布量從0.6～1.4L/m2，在成型完2h的基層試件上以0.2L/m2間隔進(jìn)行噴灑，以確定比較適宜的灑布量；

（2）在成型后2h、12h、24 h、72h、148h的試件上，分別進(jìn)行滲透試驗(yàn)，以分析灑布時(shí)間對(duì)滲透效果的影響；

2、試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1灑布量對(duì)JN-1型高性能透層油滲透性能的影響

在基層成型養(yǎng)護(hù)1d后噴灑透層油，透層油灑布2d后對(duì)滲透深度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量不同透層材料不同灑布量下的滲透效果，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1.

由表1及圖2中透層油的滲透深度對(duì)比可得，不同灑布量下，煤油稀釋瀝青的滲透深度最大，且隨著灑布量的增加而增長(zhǎng)。JN-1型高性能透層油滲透深度隨著透層油用量的增加先增加，而后變化不顯著，與高滲透透層油的滲透深度比較接近，灑布量為1.0～1.4L/m2時(shí)，滲透深度最大達(dá)到13mm。PC-2型乳化瀝青滲透深度最小。試驗(yàn)結(jié)果表明，JN-1型高性能透層油滲透性低于稀釋瀝青，與高滲透乳化瀝青透層油相當(dāng)，可以達(dá)到規(guī)范要求。

2.2基層養(yǎng)生齡期對(duì)JN-1型高性能透層油滲透性能影響

由于半剛性基層中主要的膠凝材料是水泥，水泥加水拌合后，發(fā)生水化、凝結(jié)和硬化，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)部水化產(chǎn)物不斷生成，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)，產(chǎn)生強(qiáng)度并不斷增長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)變化過(guò)程受周圍環(huán)境溫濕度影響較大?；鶎愉佒螅裁磿r(shí)間或者達(dá)到什么樣的一個(gè)狀態(tài)噴灑透層油，沒(méi)有依據(jù)可遵守。在實(shí)際施工過(guò)程中，透層油的噴灑時(shí)間并不統(tǒng)一，有的工程在基層碾壓成型后1d立即噴灑透層油，有的工程在基層碾壓成型完成7d后才噴灑，甚至有的跨年工程在鋪筑上一層之前灑布透層油，造成了施工操作的隨意性和施工質(zhì)量的參差不齊。因此，很有必要開(kāi)展基層養(yǎng)生齡期對(duì)透層油滲透性能影響研究。

根據(jù)前面試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于JN-1型高性能透層油，選擇灑布量為1.0 L/m2，進(jìn)行基層不同養(yǎng)生齡期滲透深度檢測(cè)，以確定滲透深度與灑布時(shí)間的關(guān)系。不同養(yǎng)生齡期滲透深度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2及圖3為基層不同養(yǎng)生齡期與滲透深度關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果。從圖中可以看出，在水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓成型不同齡期后灑布透層油，透層油的滲透深度隨水泥穩(wěn)定基層齡期的增長(zhǎng)而降低，這是由于基層剛剛成型時(shí)，水泥還未完全水化硬化，基層強(qiáng)度較低，表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)還有很多微孔隙，若此時(shí)噴灑透層油最易向下滲透，滲入的深度也最深，如圖3，在基層剛剛成型后的2h立刻噴灑透層油，透層油會(huì)在基層內(nèi)迅速下滲，滲透深度達(dá)到17mm。但隨著水泥穩(wěn)定基層養(yǎng)生齡期的增長(zhǎng)，其強(qiáng)度逐漸發(fā)展，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越來(lái)越致密，使得透層油下滲困難，滲透深度大大減少。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在基層養(yǎng)生72h之后噴灑透層油，滲透深度只能達(dá)到5mm左右，養(yǎng)生148h后噴灑透層油，滲透深度只能達(dá)到3 mm左右，已不能滿足規(guī)范要求。

通過(guò)測(cè)定不同齡期噴灑透層油后基層強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)透層油不宜噴灑過(guò)早，12h以內(nèi)噴灑透層油會(huì)影響水泥的水化硬化，使得基層強(qiáng)度發(fā)展緩慢，從本試驗(yàn)結(jié)果看，基層成型12h后待基層達(dá)到一定強(qiáng)度再噴灑透層油比較適合。

3、結(jié)論

（1）JN-1型高性能透層油在水泥穩(wěn)定碎石基層的滲透深度隨著透層油用量的增加先增加，而后變化不大，灑布量為1.0～1.4L/m2時(shí)，滲透深度最大達(dá)到13mm。

（2）在水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓成型不同齡期后灑布透層油，透層油的滲透深度隨水泥穩(wěn)定基層齡期的增長(zhǎng)而降低。水泥穩(wěn)定基層碾壓成型12h以內(nèi)噴灑透層油會(huì)影響水泥的水化硬化，使得基層強(qiáng)度發(fā)展緩慢，基層成型12h后待基層達(dá)到一定強(qiáng)度再噴灑透層油比較適合。

（3）JN-1型高性能透層油的滲透性低于稀釋瀝青，與高滲透透層油相當(dāng)，可以達(dá)到規(guī)范要求。