混凝土路面加固沥青改性剂应用

曾鹏

（江西赣粤高速公路工程有限责任公司，江西南昌 330038）

0 引言

沥青改性剂在提升沥青混凝土路面性能方面发挥着重要作用，且在相关加固工程中得到广泛应用。研究表明，添加改性剂的沥青材料能提升路面的高温稳定性和低温抗裂性，因此合理利用沥青改性剂有重要意义。考虑到沥青和改性剂的种类繁多，以及不同地区的施工条件存在差异，相应的施工应遵循既定的技术规范，并结合具体的施工环境，以确保加固工程能按规范和高效的方式进行。

1 新型乳化沥青改性剂

1.1 高黏性沥青改性剂

高黏性沥青改性剂是一种改性沥青路面材料，含有较多的聚烯烃类单体，因此具有更高的热稳定性和卓越的综合性能。该材料在提升沥青路面的透气性和韧性方面表现出明显效果，对高效推进路面加固工程施工可起到重要作用[1]。高黏性沥青改性剂的优势如下：

其一，具有较高的黏附性，可提高沥青材料的黏度，在路面工程中的应用效果较好。

其二，抗水性比较突出，既能有效地规避积水对路面的不良影响，也能显著提升路面结构的稳定性。

其三，具有较好的抗热性，能够抑制沥青的收缩变形，保证结构的稳定性。

其四，具有突出的热收缩性能，能有效预防温度裂缝等损害的发生。

1.2 水性环氧树脂

水性环氧树脂（以下简称WE）是以水为连续分散介质、树脂为分散相的一种材料，在加固工程中有突出的作用。一般而言，沥青拌制的冷再生混合料存在较严重的石油挥发污染问题，且经济投入较大，应用性能也相对较低。而利用具有线性结构的热固性树脂WE，能提升混合料的综合性能，且能够有效规避污染问题。

关于环氧树脂改性沥青，国外在20 世纪60 年代即开始研究，我国则是在1997 年之后开始由浅入深地进行相关研究。蔡丽娜等研究人员通过自制的WE 材料提升了改性沥青的综合性能，为高质量的加固工程提供了有利条件。周卫峰等认为，WE 材料在提升乳化沥青高温抗变形方面效果突出，可为结构性的稳定提供基础保障。季节等通过对比分析WE 改性乳化沥青混合料与热拌沥青混合料的性能，得出前者的高温性能更为突出，但低温性能和疲劳性能较弱。李兴富的研究表明，WE 改性乳化沥青混合料能够显著提高胶结材料的抗拉抗剪强度，在混凝土材料中添加该类材料能提升构件的抗水损耗性和耐磨性。

由此可见，在WE 与乳化沥青融合以后，混合料的综合性能更强，能够极大程度地提升混合料的强度和耐磨性。目前，该类材料广泛应用于高温多雨的地区，在坑槽修补等加固工程施工中表现出突出的效果。不过，需要注意的是，这种融合材料的结构比较复杂，改性技术应用还处于初级阶段，受某些问题影响易影响整体性能。因此，在具体推进加固工程施工过程中，应合理添加试剂，为高质量的加固工程施工提供强有力的支持[2]。

1.3 水泥类改性剂

水泥作为一种性能比较突出的无机胶凝材料，与水混合后能发生水化硬化反应，能提高混合料的早期和后期强度，因此可用于混合料的性能优化，但需要严格控制剂量，否则会影响混合料的性能。水泥与乳化沥青的混合，不仅能够有效提升混合料的综合性能，而且能降低外部环境对施工的不良影响。水泥改性乳化沥青混合料既有沥青混凝土的柔性特征，也具备成型后的刚性效果，应用效果突出。

目前国内外对该类材料的研究多集中在混合料的力学性能和路用性能等方面，而很少涉及复合后材料的流变性和稳定性等。因此，后续的研究应重点关注这些方面，为材料的实际应用和工程施工提供有效参考。

1.4 纤维类改性剂

公路工程施工常会用到聚丙烯纤维、聚酯纤维以及木质纤维，其在结构性能优化方面效果显著。从微观角度来看，纤维是一种网状结构，质量较轻且密度较小，在抗拉性和抗裂性上表现优异。国内外在这些方面有较多的研究，特别是对聚丙烯纤维的研究。在微表面修复中使用这类材料有助于提升结构层的强度，路面的抗剪和抗性能也能得到显著提高。不过需要注意的是，尽管纤维有助于提升沥青混合料的性能，但是其直径会影响混合料的配合比设计。通常情况下，如果纤维直径较大，沥青混合料的刚度能得到显著提升，但会提高路面的脆性，容易提高路面发生结构性断裂的可能性；反之，则不利于结构的稳定性，且可能影响整体施工质量[3]。

1.5 复合改性剂

当前，相关领域的学者主要是基于SBS、SBR、水性聚氨酯（WPU）等的反应原理进行复合改性乳化沥青的研究，关于复合改性剂的研究还有待进一步加深。虽然复合改性乳化沥青的综合性能相较于单一改性乳化沥青更为突出，特别是在抗拉伸强度和柔韧性上，在提升路用性能和确保施工的环保性方面有重要价值。但材料复合后复杂的结构会影响改性剂与乳化沥青的结合，进而影响改性材料的质量。鉴于此，在前期选择改性剂的过程中，工作人员务必充分分析复合改性剂的结构和改性原理，以确保在合理的技术条件下高效推进工程施工。

2 高黏性沥青改性剂在公路养护工程中的应用

2.1 黏结层施工

黏结层施工的关键在于确保改性剂与沥青充分混合，以提高沥青混合料的黏结强度，一般22±2℃条件下，混合材料的黏结强度应不低于0.4MPa。施工前的2 天内应做好相应的准备工作，具体流程如下：

2.1.1 下承层处理

应用高黏沥青改性剂时，下承层的处理至关重要。

第一，在施工前应对下承层进行彻底清理，确保表面没有杂物、灰尘等对黏结产生影响的物质。

第二，对下承层进行适当的处理，如修补坑洼、填充凹凸不平的部位，以保证下承层的平整性和稳定性。进行下承层处理时，要确保改性剂与沥青充分混合，使改性剂能够均匀渗透到下承层中，提升黏结强度，为后续施工打下良好的基础[4]。

2.1.2 撒布施工

在施工过程中，首先需要将改性剂均匀地撒布在已经处理过的下承层上，确保改性剂分布均匀。为了提高改性剂的渗透性和黏附性，需要使用专用的撒布设备进行撒布，确保改性剂能够有效渗透到下承层中。在撒布过程中，混合料的温度应保持在165～170℃之间，施工量应在1.5±0.1kg/m2范围内。

2.1.3 铺设碎石

铺设碎石时，应将碎石的粒径控制在4.75～9.5mm 之间，并在铺设前做好沥青材料的预裹附。施工温度应保持在150～180℃之间，铺设量应控制在满铺标准的60%～70%之间。在铺设碎石的过程中，可以在碎石层表面喷撒改性剂，以提升碎石层与黏结层的黏附性。

2.2 路面施工

通常情况下，在完成防水黏结层的施工以后，施工单位即可有序地推进路面部分的施工。具体施工流程如下。

2.2.1 高黏改性沥青与混合料拌和

第一，确定油石比。油石比是指沥青与骨料的质量比，是影响混合料质量的重要因素之一。高黏改性沥青混合料通常需要较高的油石比，以确保混合料具有足够的黏结性和稳定性。常见的油石比范围在4.5%～5.5% 之间，具体数值需要根据不同的工程要求和改性剂类型来确定。

第二，确定改性剂投入量。高黏改性沥青混合料通常需要添加改性剂，如聚合物改性剂（如SBS）。改性剂的投入量会影响混合料的黏结性、耐久性和变形性能，加入适量的改性剂可以提升混合料的性能，但过量加入可能影响混合料的工作性能。

第三，确定拌和时间和温度。在混合料拌和过程中，拌和时间和温度是需要仔细控制的参数。适当的拌和时间可以确保改性剂与沥青和骨料充分混合，提升混合料的均匀性和稳定性。拌和温度应在改性剂的激活温度范围内，确保改性剂能够有效地与其他成分融合。拌和时间和温度一般需要根据规范要求和工程实际情况进行合理调整。

2.2.2 混合料运输

高黏改性沥青混合料的运输应采用大吨位自卸汽车，运输过程中需要严格控制混合料温度，可以在混合料表面覆盖一层篷布以保温。通常情况下，混合料的出厂温度应保持在175～180℃之间。

2.2.3 高黏改性沥青混合料摊铺施工

摊铺施工应与卸料保持稳定衔接，这是确保工程施工持续稳定推进的重要条件，可避免出现离析等不良情况。如果在摊铺施工后出现拖痕或纵缝，应及时进行修补，可以在基层表面涂刷一层油水混合物，这对保障结构质量有显著作用。

碾压施工需要使用12t 双钢轮压路机和30t 胶轮压路机。前者主要用于初压，使用两台设备同时静压，至少碾压4 次。后者主要用于复压，两台设备同时施工，碾压2 次。胶轮压路机容易出现黏轮现象，因此需要采取相应的防控措施，一般可以在压路机轮胎与地面接触的部位喷水湿润或涂刷一层植物油。终压应使用双钢轮压路机，一台设备碾压1 次即可，重点修补瑕疵部位。施工过程中，相邻碾压带重叠部分的宽度应保持在约5cm 左右，碾压施工时要避免出现超压或欠压的情况，以确保施工质量[5]。

2.3 质量检测

在混凝土路面加固施工过程中，施工单位需要进行多项检测，以确保施工工序和质量符合既定要求，使高黏性沥青改性剂发挥应有的作用。相应的质量检测主要涉及以下两个方面。

2.3.1 混合料检测

完成混合料拌和后，可采用马歇尔试验进行质量检测，以判断材料各项指标是否符合既定设计要求。某项目的检测结果显示，混合料的油石比为4.9，稳定度为12.1kN，流值为3.27，全部符合设计要求。

此外，要进行路用性能检测，确保各项技术参数均达到养护工程施工要求。根据某项目的检测结果，混合料在180℃左右的温度下老化时间为5h，尽管相关指标符合技术要求，但就现实情况而言仍存在一定的质量风险，需要对混合料配合比进行优化。

在混合料运输过程中，施工单位应合理规划运输路线，并采取保温防尘等措施，以提供基础性保障，提高材料应用效果。

2.3.2 路面检测

完成路面施工后，为确保道路质量符合标准和设计要求，施工单位应及时进行压实度试验和渗水试验。这两项试验在混凝土路面加固施工中有重要意义，能够直接评估路面的稳定性和防水性能，为道路的耐久性和使用寿命提供保障。

第一，进行压实度试验是为了验证路面的结构稳定性和密实程度。对路面材料进行采样，并在试验室中进行室内压实，然后测量材料的体积变化，以评估其压实程度，确定路面在实际交通负荷下的承载能力。将试验结果与设计要求进行对比，确认施工质量是否达标，以保证道路在使用中不会因松散材料或不压实充分而出现坑洼、塌陷等问题。

第二，渗水试验也是一项不可或缺的测试。该试验的目的是评估道路的防水性能，即路面是否能有效抵御雨水渗透，防止水分侵入路基和地下结构，以保持路面的稳定性和耐久性。在渗水试验中，通常模拟不同程度的降雨条件，观察和记录路面是否出现渗水现象，以及水分渗透的深度和速率，这有助于及早发现潜在的渗水问题，及时采取修复和加固措施，确保道路具备良好的抗水性能。某项目从六个区域的采样数据来看，理论压实度和马歇尔压实度等均符合设计要求，说明施工单位在施工过程中采用的材料和施工工艺受到了有效控制和管理，可为混凝土路面加固施工整体质量提供保障。

2.4 其他注意事项

研究表明，不同路段的内部结构存在差异，因此在施工过程中应根据具体情况合理布置过渡段，在调整混合料级配时要以确保工程的稳定性为目标。在正常路段向软基路段过渡时，施工单位应充分考虑刚度和荷载力方面的差异，并在此基础上合理设置过渡段混合料的强度，保证整体施工质量。

此外，还应密切关注以下事项：

第一，施工方应精细监管施工过程，并在分析当地气候条件和环境特征的前提下优化调整混合料的配合比。

第二，必须确保沥青改性剂的合理应用，使混合料的综合性能符合设计要求，这是推动规范、高效施工的基础条件。

3 结语

当前的公路工程施工对沥青材料的使用有更为严格的要求，目的是保证工程质量。沥青改性剂的合理应用有助于提升沥青路面的使用性能，因此应加强对该类材料的研究。相信，在技术不断改进及其他各个方面持续优化的条件下，相关工程施工必定能更为科学、高效地推进。