生產(chǎn)公路微表處改性乳化瀝青的影響因素和質(zhì)量控制

段建梅DUAN Jian-mei

（甘肅省張掖公路分局，張掖 734000）

（Zhangye Highway Bureau of Gansu Province，Zhangye 734000，China）

1 概述

張掖公路分局2010年對山臨、臨清高速公路共400多公里的行車道采用了改性乳化瀝青微表處技術(shù)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，2012年又對400 多公里的超車道采用改性乳化瀝青微表處技術(shù)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。通過營運和使用，路用性能良好。

2 微表處技術(shù)對材料的要求

2.1 對礦料的要求 改性乳化瀝青和集料的技術(shù)指標(biāo)必須滿足《微表處和稀漿混封層技術(shù)指南》的要求，其中改性乳化瀝青必須能保證和混合料有足夠的可拌和時間，從而滿足盡快成型并開放交通的要求。

集料要有一定數(shù)量的粗骨料，起骨架作用，嚴(yán)格控制砂當(dāng)量。我們采用MS-3 型，礦料根據(jù)路段情況采用了堅硬、粗糙、耐磨耗的梧桐泉料場、山丹東樂料場的石料，根據(jù)不同單粒級合成后級配，滿足MS-3 型的要求范圍，并嚴(yán)格控制砂當(dāng)量指標(biāo)（不小于65%）。保證礦料的級配穩(wěn)定性需保證料源，原材料質(zhì)量和規(guī)格的穩(wěn)定性，以礦料設(shè)計級配為基準(zhǔn)，施工配合比礦料中各篩孔通過率最好不要超過下表1 規(guī)定的允許波動范圍，礦料級配的調(diào)整幅度超出上述規(guī)定時，必須盡快找出原因，如遇進(jìn)場材料發(fā)生變化應(yīng)及時調(diào)整配合比，必要時重新進(jìn)行配合比設(shè)計。

表1

2.2 對改性乳化瀝青的要求 成品改性乳化瀝青篩上剩余量、儲存穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)粘度、蒸發(fā)殘留物三大指標(biāo)以及與混合料的性能均應(yīng)滿足《微表處和稀漿混封層技術(shù)指南》的要求，由于自然氣候差異顯著，在東北和西北，南方和北方，路面出現(xiàn)的病害及危害性也有很大差異，處理技術(shù)各地都有不同的技術(shù)指南，所以該指南中要求也并非是全國統(tǒng)一的。

3 生產(chǎn)改性乳化瀝青的幾個主要影響因素

3.1 生產(chǎn)改性乳化瀝青試驗所用原材料、及設(shè)備如下：基質(zhì)瀝青：中海油90#瀝青、某品牌70#瀝青；乳化劑：美德維實維克MQK-1D；改性劑：美德維實維克陽離子1468 膠乳；乳化設(shè)備：JM-4 小型膠體磨；PH 酸度計：測量精度為±0.05。

3.2 基質(zhì)瀝青的影響 基質(zhì)瀝青本身的性能也決定了乳化瀝青生產(chǎn)的難易程度和性能指標(biāo)。瀝青品種、標(biāo)號、起著舉足輕重的作用，試驗宜選用與改性劑相容性較好的石油瀝青。

3.3 改性劑的影響 在乳化瀝青中加入改性劑，是為了增加與集料的粘附性，提高抗剝落能力，提高高溫穩(wěn)定性，改善瀝青材料的耐久性與抗老化能力。加入改性劑后，尤其是抗車轍能力增強(qiáng)。所以我們選擇的改性劑要與乳化劑、瀝青有良好的配伍性才行。

圖1 中右邊樣品為：

瀝青：中海油90#瀝青；

乳化劑：美德維實維克MQK-1D；

改性劑：美德維實維克陽離子1468 膠乳。

圖1 中左邊樣品為：

瀝青：某品牌70#瀝青；

乳化劑：美德維實維克MQK-1D；

改性劑：美德維實維克陽離子1468 膠乳。

圖1 所示：這兩個成品乳化瀝青樣品用的是相同的配方、相同的乳化劑、相同的膠乳、唯一的不同是基質(zhì)瀝青不同，靜置24 小時候后，使用某品牌70#瀝青的膠乳上浮，測得儲存穩(wěn)定性不合格。而使用中海油瀝青的乳化瀝青儲存穩(wěn)定性為合格。經(jīng)反復(fù)試驗證明，在選擇膠乳時應(yīng)考慮其與水的密度比，與石油瀝青的配伍性。而膠乳密度不同的主要原因在于橡膠的本身密度不同。這樣就容易造成生產(chǎn)的成品乳化瀝青膠乳上浮或者下沉。膠乳上浮或下沉造成最直接的影響就是儲存穩(wěn)定性不合格。

圖1

改性劑劑量增加，5℃延度和軟化點逐漸增大，25℃針入度逐漸減少，說明蒸發(fā)殘留物瀝青高溫穩(wěn)定性及低溫抗開裂性逐漸變好，添加改性劑可以使瀝青的低溫性質(zhì)增加，彈性恢復(fù)增大，從而改善瀝青的低溫性能?？紤]到經(jīng)濟(jì)、施工方面的原因，改性劑的劑量應(yīng)根據(jù)具體的工程應(yīng)用確定一個最佳劑量，在進(jìn)行具體設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合工程應(yīng)用，本地氣候，經(jīng)試驗選取一個經(jīng)濟(jì)、技術(shù)均合理的劑量。

3.4 乳化劑劑量的影響 使用乳化劑須經(jīng)試驗確定一個最佳的乳化劑劑量，使我們生產(chǎn)的改性乳化瀝青的性能和經(jīng)濟(jì)性能達(dá)到最優(yōu)，下面就以MQK-1D 乳化劑為例，變化不同劑量，分析對殘留物三大指標(biāo)的影響。

具體試驗條件為：

中海油90#基質(zhì)瀝青、膠乳1468 劑量4.0%、皂液溫度55-60℃、瀝青溫度135-140℃、皂液pH 值為2.0。

試驗結(jié)果對比如表2。在其它試驗條件相同的情況下，當(dāng)乳化劑劑量增加時，5℃延度值延度明顯提高，而針入度、軟化點試驗數(shù)據(jù)波動較小。試驗結(jié)果表明，乳化劑對瀝青材料性能有較大影響，在延度方面有一定的規(guī)律性，對針入度和軟化點的影響不明顯。

表2

4 施工過程中的質(zhì)量控制

①pH 值控制。pH 值的合理選用對改性乳化瀝青至關(guān)重要，pH 值既不宜過大也不能過小，過大不足以發(fā)揮乳化劑的乳化能力，但過小又會對殘留物的性質(zhì)造成一定的損失。pH 值越大，越不利于乳液的貯存穩(wěn)定性。②拌和水控制。高溫季節(jié)適當(dāng)增加乳化劑劑量，增加拌和用水量，開放交通時間縮短，低溫季節(jié)，減少乳化劑用量，增加改性劑劑量，減少拌和用水量，延長開放交通時間。③集料級配控制。試驗研究表明，級配對混合料的輪轍變化有明顯的影響。在相同的用水量下，級配越粗，混合料的拌和性能越好，但初凝時間也更長；改性乳化瀝青混合料級配宜粗不宜細(xì)，MS-3 型級配，油石比宜小不宜大。級配越粗，抗車轍能力越好。

5 結(jié)束語

①通過改性乳化瀝青性能試驗得出以下結(jié)論：乳化劑占總質(zhì)量的比例雖小，但它對改性乳化瀝青性能有很大影響，使用不同種類及劑量的乳化劑制備的改性乳化瀝青性能差異較大。不同種類的改性劑對改性乳化瀝青性能的改性效果各不相同，對改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物三大指標(biāo)影響較大。②通過該路段公路行車實踐表明，微表處施工后的路面效果良好，尤其有較強(qiáng)的修復(fù)車轍功能，與原路面粘結(jié)牢固，此技術(shù)與其它預(yù)養(yǎng)護(hù)措施相比具有工期短施工方便，施工速度快等優(yōu)點，所以，特別適用于我們高速公路的快速維修和養(yǎng)護(hù)中。

[1]微表處和稀漿混封層技術(shù)指南.

[2]?？?高群編著.公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)[M].人民交通出版社,2001.

[3]張志剛,高慶飛,劉仕東.微表處技術(shù)在高等級公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2009(01).