改性乳化沥青稀浆封层技术在公路养护中的应用

[12-11 17:00:56]   来源:http://www.tmgc8.com  公路工程   阅读:3396

摘 要 叙述了改性乳化沥青稀浆封层在现代公路养护中的应用,并结合工程实际对该技术从材料到施工进行了探讨。

关键词 公路养护 改性乳化沥青 稀浆封层

1 前言

    随着国民经济的发展,公路交通量急剧增加,超载现象严重,许多沥青路面处于超负荷状态,急需进行维修养护。公路养护部门经常会遇到沥青材料不够、经费不足、养护工作线长面广、零星分散的问题,传统的养护方法已不适应现代公路养护发展的需要。在这种情况下,乳化沥青稀浆封层作为一种节省资金,加快养护速度,提高养护质量,减轻养护工作劳动强度的早期预防性养护技术得到迅速发展。

2 老路面状况调查及处理

    沿江公路61K+211~73K+407段,分沥青道路,原路面老化、龟裂、麻面、坑塘等病害较多,我们应用改性乳化沥青稀浆封层进行维修养护。为便于对封层效果进行比较,我们确定了10段抽样检查段,每段长500~1000m,在施工前对原路面的路况指标进行了检测,检测结果见表1。

    从表中的数据可以看出,试验段施工前局部地方不符合改性稀浆封层施工的要求,为确保稀浆封层质量,对原路面进行了如下处理:

    (1)根据施工经验,对弯沉大于50的点进行局部翻挖补强处理;

    (2)对平整度不符合稀浆封层要求的路段进行翻挖、铣刨处理。

3 改性乳化沥青稀浆封层的材料

3.1 改性乳化沥青

(1)基质沥青

选择AH-90重交通道路石油沥青。

(2)乳化剂

选择慢裂快凝乳化剂,掺量为基质沥青重量的4.6%~4.8%(有效含量)。

(3)稳定剂

由CaCl2和聚乙烯醇按一定比例配制稳定剂,它能在分散的粒子上形成界膜,使其粒子相互不碰撞不易聚结,沥青分散粒聚结需克服较大阻力,故沥青乳液能够稳定。

(4)改性乳化沥青的生产

用内掺法生产SBR改性乳化沥青,其技术指标见表2。

3.2 骨料

  选用石灰岩,压碎值为9.7%,抗压强度为104.9Mpa,洛杉机磨耗损失为19.1%,砂当量为70%,与沥青的粘附性为5级,级配见表3。

表2 SBR改性乳化沥青技术指标

表3 骨料级配表

3.3 填料

为了获得较好的稠度和合适的拌和时间,选择525号硅酸盐水泥作为填料。

3.4 水

    水可以是饮用水,不含有害的可溶性盐类或活性化学物质和其它杂质。由于改性沥青乳液是水基物,所以使用的骨料不需干燥,实际上骨料微湿效果更好。适当加水是配比混合料稠度和摊铺的前提,但是水量不能太多,以稠度试验为根据,再根据现场气温、风力天气状况加以微调,以稀浆混合料拌和均匀、不离析为原则。

4 混合料配比设计

    通过拌和试验确定混合料的可拌和时间和施工时间。可拌和时间是指混合料加入乳液开始搅拌到混合料拌不动为止的时间。这是模拟改性稀浆混合料的拌和过程,用以确定改性稀浆混合料破乳之前有效操作时间。

    改性稀浆混合料除了要满足可拌和时间要求外,还必须满足施工要求的合适稠度。该稀浆混合料稠度变化过程中某一时间段内,其稠度在2~3cm范围内,称之为可施工时间。不同稠度配比稀浆混合料可施工时间不一样,可分成四种类型(见图1)。

    ①有足够拌和时间和施工时间,和易性佳,易施工操作。

    ②拌和时间与可施工时间短,无法施工。

    ③拌和时间足够,但可施工时间不够,和易性差。

    ④有足够拌和时间,没有施工时间,不能形成稀浆。

    根据我们的经验,混合料加入乳液后开始搅拌,搅拌到手上有阻滞感的时间若大于2分钟,则可拌和时间与可施工时间均可满足要求。若拌和中发现拌不动,而加力继续搅拌时又能够拌和,则很可能出现假稀浆。假稀浆大部分沥青粘附在细粒料上,很少有沥青与原路面粘结,故容易损坏。

根据以往的经验和试验结果,并考虑到稀浆封层机的实际搅拌能力,最后确定SBR改性乳化沥青稀浆混合料配比为:

骨料∶沥青∶添加剂∶填料∶外加水=99∶8∶0.1∶1∶12

湿轮磨耗及粘结力试验及技术要求见表4。www.tmgc8.com

5 改性稀浆封层施工准备及施工

5.1 施工设备

    稀浆封层机是稀浆封层施工最重要的设备。改性乳化沥青稀浆封层机拌和及分料能力强,能在短时间内将混合料送至摊铺箱内,它与普通稀浆封层区别在于拌缸是双轴叶片式强制拌和,摊铺箱内有两组2排(或3排)液压叶片式分料器。我们使用的是美国威利公司生产Macropaver12B型稀浆封层机。该机储存系统、拌和系统、摊铺及操作系统安装于黄河JN1261汽车底盘上,全液压驱动易操作,生产能力大。

5.2 料场

    改性稀浆封层对于所用材料有较高的要求,故料场选择尽可能满足距施工现场较近、矿料二次运输行程较短,且以整洁、干净、平整的水泥场地为佳。考虑到石料在加工、运输过程中不可避免地混有较大粒径的石料,会在摊铺过程中引起封层的划痕,影响封层的质量,因此在料场配备了生产率20~25T/h的振动筛对石料进行过筛。

5.3 气候条件

    通常,气温高于10℃时可以施工。但如果气温在7℃和10℃之间,且继续升温时也可以施工。雨后路面积水未干、天气不正常或数小时内可能下雨时则不可施工。

5.4 施工工序

    (1)根据全幅宽度调整摊铺箱宽度,使施工幅数为整数。根据此宽从路缘开始放样,放样要求准确。

    (2)清洁路面:清洁路面上浮土、树叶杂物,有粘土则须水冲洗。

    (3)SBR改性稀浆封层施工及摊铺:

    a.检查发动机和底盘;检查操作手柄是否灵活、有效,各联接有无松动,各传动装置是否完好;检查乳化沥青进出管道及沥青泵是否堵塞。

    b.将符合要求的骨料用装载机装入骨料仓,乳液、水、添加剂分别装入摊铺机。

    c.工作主机空转10min,选择作业速度(一般以10m/min~20m/min)。

    d.稀浆封层机就位,开动设备严格按操作规程摊铺。

    e.局部处理:每车料起点、终点纵向接缝处视具体情况进行人工处理,过厚或过薄地区进行人工找平,所有这些工作应在很短时间内完成。

    f.初期养护与开放交通:在初期养护时应有专人负责管理,各种交通标志齐全,未达到开放交通时间内,禁止任何车辆、行人通过,以免损害路面。室内试验时,45分钟粘结力超过20kg.cm,即达到开放交通要求,但在实际施工时,若天气不理想,通常2小时后开放交通。

6 小结

6.1 路面状况得到改善

    铺筑SBR改性乳化沥青稀浆封层后路面状况有较大改变,平整密实无松散,网裂减少,纵向接缝平紧密。摩擦系数提高到52~56,构造深度提高到0.97,平整度提高到3.2,基本不渗水。

6.2 提高工效

    在同等气候条件下,SBR改性稀浆封层施工后约1~1.5小时可开放交通,而普通乳化沥青稀浆封层则必须2~4小时,相比之下,使用SBR改性稀浆封层,能大大缩短道路交通管制时间。

6.3 减少环境污染

    改性沥青生产过程是在密封状态下进行的。其加热温度(140℃左右)比热沥青加热温度(170~180℃)低,且加热时间短、加热次数少,所以使用改性沥青对环境污染较小。

6.4 提高路面封层质量

SBR改性稀浆封层比普通稀浆封层有更好稳定性、抗裂性和耐磨性,道路使用寿命大大增加。

摘自《江苏交通科技》

李铁成 王建斌   胡未艾

【江苏省无锡市公路管理站 无锡214045

江苏省无锡市交通工程总公司 无锡214031】


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