乳化沥青在农村公路养护中的应用

薛志良

(河北省邯郸市交通运输局公路工程一处)

1 乳化沥青特点

(1)节约能源

稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到 50%,而乳化沥青中则只含 0～2%。所以,这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为,仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准,沥青就能够被浇灌和撒布,并希望使用后的轻制油能够挥发进入大气中。事实上,如果轻制油不能够挥发,那么沥青就太软了,在交通荷载作用下,道路表面就可变形。

(2)节约沥青

使用乳化沥青一般可以节省沥青用量的 10%～20%,沥青是当前的短缺材料,价格一直维持在高位,采用乳化沥青筑路的经济效益非常显著。另外,阳离子沥青乳液与各种骨料都有良好的粘附效果,从而扩大了骨料的来源,更便于就地取材,减少材料的运输,降低工程造价。

(3)使用方便

乳液设专业化撒布,需要专业化设设备,如撒布机。然而,小面积设乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布,如小面积坑槽补工作、裂缝填缝料等,小数量设冷拌混合料只需要基本设备就行。乳化沥青可以冷态施工,现场无需加热设备和能源消耗,扣除制备乳化沥青所消耗的能源后,仍然可以节约大量能源。由于乳化沥青劲度低、和易性好、施工方便,故可节约劳动力。

(4)减少环境污染,改善施工条件

稀浆封层施工从装料、配比、拌和、摊铺自始至终在常温条件下操作,乳化沥青和砂石料都不需要加热,没有繁重的体力劳动,完全由机械自动操作,减轻劳动强度,显著降低有害物质排放。而用热沥青施工时,施工现场温度很高,工人在烟熏火烤条件下操作,烧热沥青蒸汽中含有致癌物苯并毗,危害工人的健康,在夏天更为严重;同时沥青和砂石料加温、烘干过程中也会排放大量有害废气和粉尘。所以用乳化沥青施工时,施工条件大大改善,减少有害气体与粉尘的污染。

(5)延长施工季节

乳化沥青稀浆封层在地表温度为10℃以上时,即可进行施工,比一般热沥青可延长 2～4个月施工时间。并可在下雨后立即施工,减少雨后的停工费用,可以提前完成施工任务,利于沥青路面的及时养护,制止病害的加剧与扩大。阴雨与低温季节,正是沥青路面发生病害较多的季节,多雨的南方与寒冷的北方,常因多雨和冰冻,造成沥青路面路况急速下降,出现了病害又很难用热沥青及时修补,在行车的不断碾压与冲击下,致使病害迅速蔓延与扩大。采用乳化沥青修路时,几乎可以不受阴湿等低温季节的影响,发现病害可以及时修补。

(6)开放交通快

现代社会对道路交通的依赖性很大。在道路维修养护中长时间封闭交通将对经济和社会造成不良影响,所以如何缩短维修养护时间是农村公路维护的一个难题。使用热拌沥青施工,需要配备混合料运输车、摊铺机、压路机等各种机械,施工现场管理复杂,耗用时间长;使用乳化沥青施工,仅需配备乳化沥青稀浆封层摊铺车,施工工序简单,无需运输车和压路机配合,在现场管理得当的情况下,可以做到在1h内开放交通,这是热拌沥青施工很难达到的。

2 乳化沥青石屑罩面在农村公路养护上的应用

(1)乳化沥青,乳化沥青的质量技术要求的主要控制指标是粘度,乳化沥青分阴离子型和阳离子型两种。阴离子型带有负电荷,而骨料和填料多为碱性材,两者不易结合,水分完全靠自然蒸发,破乳的时间较长;阳离子乳化沥青带有正电荷,与骨料拌和产生化学变化,水分被挤出,强度形成较快。因此大多稀浆封层都使用阳离子乳化沥青,我们的实际应用中也采用了阳离子乳化沥青,并采用了慢裂型乳化沥青,以利于有充足的时间拌和及摊铺。严格控制乳化沥青的油水比,沥青的含量应在 55%～60%之间,最佳沥青用量一般由图解法求得,如果沥青含量过低,拌成的混合料含水量不好控制,不能达到要求的油石比。

(2)骨料,骨料的选择范围比较广泛,可以是酸性的,也可以是碱性的,一般可就地取材,多数用于热沥青面层的骨料均可使用。级配应符合规定要求,应选择质地坚硬、带有棱角、硬度大、耐磨的骨料;使用天然砂时,应选择坚硬、干燥、无杂质、无风化、清洁的天然砂,且砂当量不低于 45;含水量不宜过大,否则会影响输送及拌和。在施工中严格控制级配,根据工程量大小一次备齐,且要拌和均匀,否则将会造成封层各段外观不一致,如果细料过多,表面易脆裂;粗料过多则与原路面结合不牢,混合料的和易性不好,摊铺时产生离析,影响工程质量。

(3)填料,最常用的填料为普通水泥,也可用石灰粉,使用石灰粉要做筛分试验,小于 0.07mm的颗粒不小于 80%。填料的作用主要是改善级配、调节破乳速度、提高稀浆封层的稳定性和早期强度,填料的用量不大于 3%(占干骨料的百分比),在实际应用中有时也不掺填料。

(4)水,稀浆混合料使用的水为洁净水,不得使用含有杂质或受化学污染的脏水,混合料中的水包括骨料中的水、乳液中的水和外加水,外加水的用量为干骨料的 6%～11%,而混合料总的含水量为干骨料的 12%～20%之间。

3 结 语

由于乳化沥青的上述优点,其总的社会效益、经济效益、环境效益大大优于用热沥青修筑路面。因而它是一个非常值得推广的新工艺,新技术,新材料,新方法。实践证明,通过使用乳化沥青石屑罩面,既能防止路面病害的发展,提高公路养护质量,又能降低公路养护成本,是适合于公路预防性养护的最经济有效的方法,完全符合我国“预防为主,防治结合”的公路养护政策。目前它正在被农村公路部门迅速推广和使用,给公路养护工作带来了良好的经济效益和社会效益。

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