乳化瀝青在公路養護中的應用

許達俊

近年國內公路建設發展迅速，汽車擁有量增加較快，運營公路存在病害不少，公路的日常養護極其重要，乳化瀝青作為公路日常養護材料，具有施工簡便、節能和經濟等特點。

1 乳化瀝青

1)乳化瀝青的形成過程。乳化瀝青是將瀝青加熱熔化后，經過機械研磨的作用，以細小的微滴狀態分散于含有乳化劑的水溶液之中，形成水包油狀的瀝青乳液。

2)乳化瀝青原理。乳化瀝青是由瀝青與水組成的，水是分散物質，瀝青是分散相，兩者只有在表面張力相當時，才能形成穩定結構，實驗表明，水在20℃時的表面張力為 72.25×10-5N/cm，80℃時為 62.6×10-5N/cm，瀝青熔化后180℃時表面張力為30×10-5N/cm。兩者表面張力相差懸殊，是不可能穩定地混合在一起的，必須在混合液中加入某種化學物質(表面活性劑)，再對混合液進行攪拌，瀝青就會變成微小的顆粒穩定地分散在水中，靜置很長時間也很難分層。

2 乳化瀝青的優點

2.1 節約能源

采用熱拌瀝青混合料修路時，首先要加熱瀝青，若將1 t瀝青由18℃升溫至180℃時，所需熱量為:

其中，2 094×10 m3為瀝青的比熱，J/(kg?K);0.8為熱效率。

而采用陽離子乳化瀝青筑路時，瀝青加熱溫度只需120℃～140℃，加熱1 t瀝青所需熱能為:

按瀝青乳液中含60%純瀝青計算，1 t瀝青可制成 1.7 t瀝青乳液，則生產1 t瀝青乳液所需熱能為:

當然這只是消耗的主要熱能，還有其他能量消耗，在這里就不作計算?？梢娚a1 t乳化瀝青比熱瀝青節約能源:

2.2 節省瀝青

使用乳化瀝青筑路或養路，可以節約瀝青，具體瀝青節約量隨路面結構形式與施工方法而異，見表1。

從表1中可以看出，推廣使用乳化瀝青，一般可以節省瀝青用量10%～20%。

2.3 延長施工季節

陰雨和低溫季節，正是瀝青路面發生病害較多的季節，我國南方常因多雨，造成瀝青路面的路況急速下降。這時若出現病害，一般無法用熱瀝青混合料及時修補，在行車的不斷碾壓和沖擊下，可使病害急速蔓延與擴大。采用乳化瀝青混合料養路，幾乎不受陰濕或低溫季節影響，發現病害及時修補，做到“補早、補小、補徹底”，能及時改善路況，提高好路率和運輸效率。

表1 各種路面結構節約瀝青數量

2.4 改善施工條件，減少環境污染

高溫季節筑路時，施工操作條件比較差，勞動強度高，瀝青散發的熱氣會直接危害人體的健康。而用乳化瀝青筑路，可在常溫條件下使用，施工人員不受煙熏火烤，可以改善不利的施工條件。降低勞動強度，減少環境污染。

3 乳化瀝青在公路養護中的應用

3.1 路面裂縫處理

3.1.1 路面較小裂縫的處理

縱縫和橫縫一般都是不連續的，由于路基發生變化波及到面層而形成的裂縫，其破壞性較大，多出現為單個裂縫，采用下列辦法處理。1)5 mm以內的裂縫。用氣泵(其壓力為5 MPa左右)對著裂縫處從一端開始，慢慢吹至另一端，全部吹干凈后，清掃吹出的雜物，用扁嘴壺從一端灌注乳化瀝青，直到全部裂縫灌滿乳化瀝青，然后用細石屑或細砂撒到裂縫中，清掃路面即可開放交通。2)5 mm以上的裂縫。用氣泵吹出裂縫中雜物，裂縫中較大的雜物可用扁鐵片進行清除，然后用5 mm以下的細碎石或砂與乳化瀝青按比例攪拌均勻，填入裂縫中，再用扁鐵片進行夯實，如果裂縫較大可分層填補，填補應略高于原路面。拌制混合料時，骨料用細砂或細石粉，乳化瀝青用量為骨料的17%～21%，如果細石料中有少量石粉，可適當增加乳化瀝青的用量。采用以上乳化瀝青方法處理裂縫，能較大幅度減少人力、機械及材料的投入，與用熱瀝青灌縫相比，其優點是:乳化瀝青滲透力強，修補徹底，現場不須熱源加溫，施工方便、簡捷、節省了瀝青，相對延長了施工季節，效果較為明顯。

3.1.2 路面較大裂縫的處理

網裂和不規則裂縫初期對路面的損壞程度不大，但擴散速度快，易形成較大規模病害，以往都是等路面破壞后再進行修補，致使人力、機械及材料的投入增大，且效果不理想，如果在路面產生病害的初期用小型灑布機進行預防性維護，則既可減少投入，又可延長路面的使用壽命。

小型灑布機主要用于較大規模的裂縫處理，它具有的靈活性對于小面積或局部處理也有明顯效果。由于噴灑是人工操作，乳液用量易于控制。既能保證噴灑均勻到位，又能保證石屑的及時撒布，由于噴灑后立即撒上了石屑，所以石屑與路面粘結得較好。

較大規模裂縫處理施工的工藝要點:清掃路面雜物后即可噴灑乳化瀝青，隨即迅速將石屑均勻地撒在噴灑面上，乳化瀝青的用量控制在0.5 kg/m2左右，石屑用量為1.2 kg/m2～1.5 kg/m2，噴灑乳液及撒布石屑要均勻，乳液噴灑既不能流淌，也不能露出原路面，石屑撒布不能有漏撒的地方，要將乳化瀝青全部蓋住，且邊緣要整齊。

3.2 稀漿封層技術的應用

稀漿封層在使用乳化瀝青養護施工技術方面應注意的問題是:

1)稀漿封層使用的骨料是密級配材料，與乳化瀝青拌和后，提高了骨料與骨料之間的膠結力，但同時降低了混合料的低溫拉伸強度。由于混合料彈性變形很小，骨料在路面的凸出部分如果強度很大，很快會被輪胎磨平，形成光面。實踐中，在交通量大的路段，采用稀漿封層處理后，一般不超過兩年就會形成光面，降低了路面的抗滑性能。解決這一問題的方法是推廣使用改性稀漿封層技術。2)瀝青廠生產的乳化瀝青一般是用作新建路面基層與面層的連接材料，技術含量低，生產質量不穩定，給稀漿封層施工帶來一定的困難，嚴重影響稀漿封層的質量。3)稀漿封層是一種預防性養護技術，適合小型路面修補裂縫及磨耗層。稀漿封層對于路基變形較大、損壞嚴重的路面不宜使用。

4 結語

近幾年來，我國的乳化瀝青使用數量逐年增加，其經濟效益和社會效益日漸顯著。使用乳化瀝青對路面進行預防性養護，既可以降低總體養護成本，又具有靈活、及時、簡便等優勢，值得在公路養護中大力推廣和應用。

[1] 常魁和，高 群.公路瀝青路面養護新技術[M].北京:人民交通出版社，2001.

[2] JTJ 073-96，公路養護技術規范[S].