改性乳化瀝青粘層材料工程應(yīng)用研究

摘? 要：近年來，隨著汽車保有量的逐漸增多，很多公路已達(dá)到飽和，無法滿足交通量增長需求，且存在大量病害問題。路面層間結(jié)合作用不好，將會嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。本文依托某公路改擴(kuò)建工程，重點探討了瀝青路面層間噴灑改性乳化瀝青粘層材料的施工技術(shù)要點，以期為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：改性乳化瀝青;粘層油;工程概況

中圖分類號：U416.217? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）07-0000-00

1工程概況

某公路工程全長54.088km，起訖樁號為K61+425～K115+501.553。目前已無法滿足當(dāng)前交通量需求，服務(wù)水平嚴(yán)重下降。且其中K87+500～k110+650段經(jīng)常出現(xiàn)車輛擁堵現(xiàn)象，路面受損嚴(yán)重，出現(xiàn)了大量病害問題。為此，決定對本路段進(jìn)行改擴(kuò)建施工，決定選取改擴(kuò)建工程中的k92+000～k93+000段作為試驗段，面層結(jié)構(gòu)如表1所示。

2施工技術(shù)要點

2.1材料選擇及其性能

根據(jù)工程設(shè)計要求，該試驗段粘層材料采用SBS改性乳化瀝青，其基本性能指標(biāo)滿足規(guī)范規(guī)定。

2.2施工設(shè)備

噴灑SBS改性乳化瀝青粘層油時，需采用專用設(shè)備，本工程以智能型瀝青灑布車為主，可以結(jié)合工程實際情況合理確定灑布范圍和用量。噴灑系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確控制每一個噴頭，保證灑布穩(wěn)定、均勻。

2.3試驗段施工

施工瀝青路面粘層油之前，可選取試驗段灑布粘層乳化瀝青，通過試驗段灑布的方式可以確定噴灑量的最佳值，從而保證噴灑質(zhì)量。在此過程中，要準(zhǔn)確、詳細(xì)記錄好噴灑車輛的車速、噴灑泵的轉(zhuǎn)速和噴頭與地面之間的高度，并剪取1m3稱好質(zhì)量，隨后在瀝青層表面鋪筑，待乳化瀝青粘層材料灑布后，需再次稱量其質(zhì)量，從而對各參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確確定，為后期大面積施工提供指導(dǎo)[1]。

2.4粘層乳化瀝青施工

在上層瀝青混合料施工前1d～2d，可進(jìn)行粘層油噴灑施工，保證噴灑均勻、穩(wěn)定，不得出現(xiàn)條狀、灑花狀，應(yīng)以霧狀呈現(xiàn)，嚴(yán)禁堆積。在局部位置機(jī)械無法灑布時，可通過人工方式進(jìn)行均勻涂刷，不宜過量或過少。針對一些部位噴灑量不足的情況，需及時進(jìn)行補灑。若部分位置噴灑量太大，則需刮除。施工當(dāng)天，若氣溫在10℃以下或降雨，嚴(yán)禁進(jìn)行改性乳化瀝青粘層油施工。

當(dāng)完成粘層乳化瀝青灑布后，嚴(yán)禁其他車輛、行人通過。灑布當(dāng)天，當(dāng)乳液破乳、水分蒸發(fā)結(jié)束后，需及時進(jìn)行上層攤鋪，避免污染粘層。

3施工質(zhì)量檢測分析

3.1粘結(jié)效果檢測

本文決定采用剪切試驗檢測層間粘結(jié)強度的抗剪切能力，從而評定粘結(jié)效果。圖1、圖2為鉆芯情況，其中圖1為鉆芯過程、圖2為芯樣，由此可見，芯樣較為完整，層間連接性好。通過剪切試驗，得到以下結(jié)果，（1）當(dāng)粘層材料灑布量為0.31kg/m2時，抗剪強度為0.934MPa;（2）當(dāng)粘層材料灑布量為0.47kg/m2時，抗剪強度為0.995MPa;（3）當(dāng)粘層材料灑布量為0.60kg/m2時，抗剪強度為1.068MPa;（4）當(dāng)粘層材料灑布量為0.75kg/m2時，抗剪強度為1.232MPa。由此可見，隨著粘層材料灑布量的不斷增加，瀝青路面面層之間的抗剪強度也在隨之增加，兩者成正比關(guān)系，說明當(dāng)前層間粘結(jié)效果良好。

3.2粘結(jié)效果評價

為檢測粘層材料的粘結(jié)效果，可選取芯樣進(jìn)行剪切、拉拔試驗，本工程所選儀器為粘結(jié)強度試驗儀，根據(jù)測量的層間粘結(jié)強度進(jìn)行粘層材料的粘結(jié)性能評價。為驗證SBS改性乳化瀝青粘層材料的施工效果，本次試驗以4種材料為例進(jìn)行探討，具體情況如下：

3.2.1剪切試驗

試驗過程中，按照當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r合理選擇試驗溫度，通過試驗得到如下結(jié)果：

當(dāng)溫度為20℃時，SBS改性乳化瀝青的抗剪強度為1.23MPa，SBR改性乳化瀝青的抗剪強度為0.93MPa，普通熱瀝青的抗剪強度為0.78 MPa，普通乳化瀝青的抗剪強度為0.86 MPa。

當(dāng)溫度為45℃時，SBS改性乳化瀝青的抗剪強度為0.98MPa，SBR改性乳化瀝青的抗剪強度為0.77MPa，普通熱瀝青的抗剪強度為0.63 MPa，普通乳化瀝青的抗剪強度為0.74 MPa。

由此可見，同一溫度條件下，四種不同粘結(jié)材料抗剪強度中SBS改性乳化瀝青材料最大，其次為SBR改性乳化瀝青，抗剪強度最差的為普通熱瀝青。其主要原因在于瀝青粘聚力和石料間的摩阻力是影響瀝青面層抗剪強度的主要因素，因此，瀝青品質(zhì)對路面層間抗剪強度起決定作用，采用SBS改性乳化瀝青粘層材料具有良好的抗剪強度，可滿足施工要求[2]。

3.2.2拉拔試驗

為檢驗SBS改性乳化瀝青粘層材料的粘結(jié)強度，可采用拉拔試驗進(jìn)行測定，本次試驗檢測同樣采用上述四種不同粘層材料，在1.2m/min加載速率條件進(jìn)行不同溫度下的材料抗拉強度檢測。所得結(jié)果如下：

當(dāng)溫度為20℃時，SBS改性乳化瀝青的抗拉強度為0.41MPa，SBR改性乳化瀝青的抗拉強度為0.38MPa，普通熱瀝青的抗拉強度為0.30 MPa，普通乳化瀝青的抗拉強度為0.31 MPa。

當(dāng)溫度為45℃時，SBS改性乳化瀝青的抗拉強度為0.285MPa，SBR改性乳化瀝青的抗拉強度為0.251MPa，普通熱瀝青的抗拉強度為0.227MPa，普通乳化瀝青的抗拉強度為0.233MPa。

由此可見，溫度相同條件下，四種不同粘結(jié)材料抗拉強度中SBS改性乳化瀝青材料最大，其次為SBR改性乳化瀝青，抗拉強度最差的為普通熱瀝青。其主要原因在于瀝青粘聚力是影響瀝青面層抗拉拔強度的主要因素，且SBS改性乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物具有較高軟化點，因此，采用SBS改性乳化瀝青粘層材料具有良好的抗拉強度，可滿足施工要求。

4結(jié)語

綜上所述，相比普通乳化瀝青材料，SBS改性乳化瀝青粘層材料具有溫度穩(wěn)定性好、粘附性強、便于施工控制、環(huán)境污染小等優(yōu)勢。因此，開展改性乳化瀝青粘層材料施工技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]張靜，寧愛民，陳保蓮，等.凝膠狀高黏改性乳化瀝青的制備及應(yīng)用[J].石油瀝青，2017，31（4）：27-30.

[2]楊炎生，柳浩，李恩光，等.乳化條件對高黏改性乳化瀝青儲存穩(wěn)定性的影響[J].石油煉制與化工，2017，48（5）：27-30.

收稿日期：2020-06-05

作者簡介：楊鵬輝（1986—），男，河南澠池人，本科，工程師，研究方向：高速公路建設(shè)。

Engineering Application Research of Modified Emulsified Asphalt Adhesive Layer Material

YANG Penghui

（Henan Wanlong Expressway Co.， Ltd.， Zhengzhou? Henan? ?450000）

Abstract：In recent years， with the gradual increase in car ownership， many highways have reached saturation， unable to meet the increasing demand for traffic volume， and there are a large number of disease problems. The poor combination of pavement layers will seriously affect the quality of the project. Relying on a highway reconstruction and expansion project， this article focuses on the construction techniques of spraying modified emulsified asphalt adhesive layer materials between asphalt pavement layers in order to provide references for related projects.

Keywords： modified emulsified asphalt; tack coat oil; project overview