高固含量改性乳化沥青在同步碎石封层技术中的应用

路永春

摘 要：高固含量改性乳化沥青是一种新型的改性乳化沥青产品，在沥青路面养护维修中具有良好的高温稳定性、低温抗裂性等特性，是同步碎石封层施工的重要胶结材料，近年来在养护维修工程中得到大量应用。本文首先介绍了高固含量改性乳化沥青生产流程，然后重点分析了高固含量改性乳化沥青在同步碎石封层施工中的应用。

关键词：高固含量改性乳化沥青;生产流程;同步碎石封层

中图分类号：U418.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）20-0119-03

Abstract： High solid content modified emulsified asphalt is a new type of modified emulsified asphalt product， which has good high temperature stability and low temperature crack resistance in the maintenance of asphalt pavement， and is an important cementing material for synchronous crushed stone seal construction and has been widely used in maintenance and repair projects in recent years. This paper first introduced the production process of modified emulsified asphalt with high solid content， and then focused on the application of modified emulsified asphalt with high solid content in the construction of synchronous crushed stone seals.

Keywords： high solid content modified emulsified asphal;production process;synchronous macadam seal

隨着我国经济的快速发展，交通量日益增大，超限超载车辆增多，对公路的损害日趋严重，路面病害逐渐增多。高固含量改性乳化沥青具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、耐磨性和黏附性等特性[1-2]，是同步碎石封层施工的重要胶结材料。

1 高固含量改性乳化沥青生产流程

1.1 采用的设备

G227线养护维修工程项目使用高固含量改性乳化沥青，其采用VSS公司的EP-75S型乳化沥青生产设备制备，该设备带有自动控制系统，可连续性生产，保证了施工中改性乳化沥青的用量。其胶体磨的剪切细度非常小，细度达到3 μm且均匀集中，保证了改性乳化沥青的乳化效果和储存稳定性。乳化沥青生产车间生产的成品改性乳化沥青委托第三方检测机构进行粒径分析，结果如图1、表1所示。

粒径分布测试仪可统计粒径累积含量10%～95%的改性乳化沥青，其中累计含量为50%（D50）的测试数据最具有代表性，粒径为3.22 μm，粒径越小，比表面积越大，乳化剂接触沥青颗粒的面积越大，乳化效果越好。

1.2 材料的选择

在高固含量改性乳化沥青生产前，对3个品牌不同标号的沥青和各个品牌乳化剂、胶乳进行多次比选搭配试验，确定最佳组合搭配，使高固含量改性乳化沥青性能指标符合设计要求，达到经济适用的要求。选择好与乳化剂、胶乳配伍性较好的沥青，尽量选取沥青标号高、针入度大的基质沥青，容易乳化[3-4]。

1.3 皂液的制备

根据实验室出具的改性乳化沥青生产配方，进行皂液配制，高固含量的改性乳化沥青对乳化剂的选择至关重要[5-6]，近几年一直采用北京雅美的AM-77乳化剂，饱和度较高，乳化能力强，掺加量小。通常在皂液配置时，先在皂液罐中加入1/3的水加热至70 ℃，在皂液罐中加入适量AM-77乳化剂，启动搅拌设备，乳化剂在高温皂液中充分溶解，然后在皂液罐中加入2/3的水，使皂液温度控制在50～55 ℃，加入盐酸，启动搅拌设备，搅拌40 min，接样进行pH检测，pH控制在1.8～2.0。用酸度仪检测，进行平行试验，反复测几次，测出的数据较稳定，这样生产出来的改性乳化沥青乳化效果较好，如表2所示。

1.4 生产流程控制

1.4.1 沥青温度的控制。沥青温度通常控制在130～135 ℃，沥青温度过高，容易造成沥青老化，影响改性乳化沥青性能;沥青温度过低，造成沥青黏度大，流动性差，不易乳化。

1.4.2 胶乳添加量控制。首先设定好胶乳的添加量，EP-75S型乳化沥青生产设备是用调节螺旋泵电机的转速来控制流量。胶乳通过螺旋泵供到皂液管道里，与皂液混合，进入胶体磨。胶乳添加量用流量控制较稳定，胶乳比较均匀地进入胶体磨，生产的高固含量改性乳化沥青性能稳定。

1.4.3 生产过程控制。在生产改性乳化沥青时，根据比热公式，计算出口温度，进行温度设定，启动设备后，等出口温度稳定后，在设备磨头出口处接样做改性乳化沥青蒸发残留物含量的平行试验，根据蒸发残留物含量对出口温度进行微调，生产过程中，至少做2组平行试验，保确高固含量改性乳化沥青的含量。

1.4.4 试验检测控制。生产结束后，在成品储存罐中取样，做高固含量改性乳化沥青蒸发残留物含量及蒸发残留物各项指标。做到每生产一次，检测一次，各项指标检测合格后，再运往工地施工。

1.5 储存要求

同步碎石封层用高固含量改性乳化沥青对温度要求较高，通常要求温度50 ℃以上，通常在设有搅拌装置的保温罐中储存，定期进行搅拌，有效减缓改性乳化沥青的离析。

高固含量改性乳化沥青温度高，流动性较好，喷洒均匀，不易堵塞喷头，易于施工。

1.6 高固含量改性乳化沥青的技术指标

目前，国内对高固含量改性乳化沥青没有明确的标准，参照美国《润滑油和添加物元素分析的测试方法 用X射线荧光光谱波长分散法测定钡》（ASTM D2397—2005）技术指标进行控制。高固含量改性乳化沥青检测指标实测值如表3所示。

2 高固含量改性乳化沥青在同步碎石封层施工中的应用

近五年来，分别在G227线、G312线、Z075线、S220线实施同步碎石封层进行路面预防性养护，共计2 700 000 m2，使用高固含量改性乳化沥青约为5 000 t。2014年11月至2016年6月，对4条线路实施的同步碎石封层路段分别进行了11次跟踪观测，抗渗性能得到有效提高。构造深度施工完路段所测值为1.1～1.3 mm，通过近几年的行车碾压，构造深度逐渐下降，保持在0.6～0.9 mm。

2.1 高固含量改性乳化沥青同步碎石封层施工过程质量控制

施工单位必须做好施工过程的质量控制。对计划施工路段进行详细的路况调查，根据处治方案，对原路面的翻浆、沉陷、拥包、裂缝等病害进行彻底处理，以保证同步碎石封层达到预期效果;施工前，对同步碎石封层施工的路面彻底清扫，泥土污染较严重的路段需要用水车清洗，待原路面干燥后再施工，以防止尘土形成隔离层，使洒布的碎石无法与原路面黏结;施工前，对同步碎石封层车乳化沥青喷洒量进行标定，使同步碎石封层车改性乳化沥青实际喷洒量与设定值一致。

对于高固含量改性乳化沥青洒布量的控制，通常洒布量为1.6～2.0 kg/m2。下封层施工洒布量为1.6～1.8 kg/m2，张掖、山丹、临泽、高台地区的洒布量为1.6～1.8 kg/m2，高寒地区如肃南、民乐可适当调高洒布量，为2.0～2.4 kg/m2，原路面老化较严重、贫油、裂缝较多路段适当调高洒布量，为2.0～2.2 kg/m2。

严格控制碎石洒布量，碎石的洒布量应完全覆盖旧路面，达到90%～100%覆盖率。覆盖率较低，碎石不能覆盖原路面;覆盖率過高，影响成型后的效果，同时也浪费石料。

高固含量改性乳化沥青同步碎石封层，洒布后立即用胶轮压路机碾压1～2遍，使改性乳化沥青与碎石充分接触，增加改性乳化沥青与碎石的裹覆面积。破乳后，再用胶轮压路机复压3遍以上，碾压使改性乳化沥青与石料充分黏结。

一般宜选择在夏季施工，禁止在出现大风、雨天和低温（路面温度低于10 ℃）天气施工，同时在雨后路面湿度大（75%）和雨前不能保证碾压成型时，应当暂停施工。洒布车洒料不均匀或有漏洒时，通过人工补洒扫匀。

2.2 高固含量改性乳化沥青同步碎石封层常见问题及改进方法

2.2.1 施工后路面出现掉料现象。改性乳化沥青洒布量不够，黏结力小，要根据原路面路况和气候条件确定合适的洒布量。原路面局部修补后压实不够，使改性乳化沥青渗入原路面，表面改性乳化沥青膜变薄，与石料不能充分黏结，使局部石料剥落。所以，原路面修补后，行车碾压一段时间，再进行同步碎石封层施工，这样效果更好。

洒布后长时间气温过低，特别是洒铺后连续阴雨天，改性乳化沥青与石料黏结不牢固，车辆行驶过程中，轮胎的剪切力致使已黏接的碎石脱落;所以，施工前应随时了解天气预报，温度过低时要提前停止施工，防止大面积剥落而返工造成的浪费。碎石必须干净、无粉尘，粉尘过大，改性乳化沥青与碎石之间形成隔离膜，使改性乳化沥青与碎石不能充分黏接。

2.2.2 同步碎石封层成型后出现泛油。一是原路面泛油。施工前对泛油路段进行铣刨，行车碾压一段时间后，再进行同步碎石封层施工，施工中适量减少改性乳化沥青的洒布量。二是改性乳化沥青洒布量过多。施工中应根据施工地点、气候条件、原路面路况等因素，选择最佳洒布量。

2.3 加大初期养护力度

通车初期如有泛油现象，应在泛油地点补洒石料，补洒应均匀，通过行车碾压将石料嵌挤到路面上。如有其他地方局部脱落，应及时进行补洒。交通开放后，人工进行养护，及时清扫路面未黏结的多余石料，以防影响行车安全，避免发生安全事故。

3 结语

高固含量改性乳化沥青是一种新型的沥青产品，在养护维修工程施工中，简单快速，开放交通早，可以有效缓解施工时的交通压力，在同步碎石封层中具有很好的应用前途。同时，采用高固含量改性乳化沥青同步碎石封层，可以恢复路面平整度，提高路面抗滑性能和防水性能，有效延缓路面裂缝的发生和发展速度，使路面使用寿命延长。

参考文献：

[1]王毓敏.浅谈乳化沥青生产技术及影响因素[J].价值工程，2014（6）：308-309.

[2]交通部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程：JTG E20—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]刘跃志.普通乳化沥青及SBS改性乳化沥青生产工艺研究[J].山西建筑，2011（19）：111-112.

[4]赵栋山.沥青同步碎石封层施工技术[J].山西交通科技，2008（8）：29-31.

[5]欧阳海霞，韩君良，朱钰，等.陕西省同步碎石封层施工技术指南[M].北京：人民交通出版社，2010.

[6]张虎.乳化沥青颗粒粒径分析对沥青性能的影响[J].交通世界，2016（7）：110-111.