孫增雄
(大同市交通局 勘測設計所,山西 大同 037006)
乳化瀝青稀漿封層是以乳化瀝青為膠結材料與符合級配要求的骨料拌和的漿體混合物,鋪筑后通過一定時間的養護,成為具有一定強度的瀝青混合物殼體。而乳化瀝青是加熱的瀝青與加入一定數量的活性水溶液混合,通過機械剪切而生成的一種含有相當數量水的常溫筑路材料。用乳化瀝青稀漿封層作為水泥穩定基層的養生工藝,比用灑水、蓋砂或麻袋濕養等方法所形成的水穩基層與瀝青砼或水泥砼配伍組合的公路結構有諸多的優越之處。
山西既能保證“水穩”基層在適宜的溫度和濕度環境下完成水化反應過程,其次又能避免和“減輕”在水穩基層上鋪熱瀝青混凝土面層后,基層表面出現松散的破損病害現象。
對瀝青砼路面面層進行鉆芯取樣發現,有不少比例瀝青砼面層芯樣底面不平整,沾有水穩碎石顆粒,發現水穩基層頂部結構受損,存在不同程度疏松狀,是形成瀝青砼路面出現早期破損的一種重要原因。
用水泥做膠結材料將碎石混合料膠凝成整體結構,通過水化和凝聚硬化過程形成具有一定強度的結構整體。如在過程進行當中,水分、溫度和時間三個重要因素受到影響,其水穩基層強度會隨著水泥混合物整體結構的損害和破壞而降低或喪失。
水泥是水硬化材料。因而“水穩”強度的產生離不開水,適當的水分和潮濕的環境,是保證水穩強度形成,形成結構完整的基層整體的重要條件之一。
通常情況下,溫度20℃、濕度90度是水泥混合物水化作用發生的最佳環境。如果溫度升高且沒有足夠的濕度環境配合,造成混合物由表及里失水,水化反應因失水而破壞,不僅不產生強度,混合物的整體結構也會產生結構缺陷。
“水穩”基層受施工條件限制,應選用超過終凝時間較長的低標號水泥。據資料介紹,32.5#礦渣水泥制品R3和R7的標準養生的抗壓強度僅相當于R28標準強度的20%-40%和40%-60%。這說明7天后的水穩水化作用過程仍在繼續發生,還存在著結構強度和穩定性提高過程。在這過程中溫度、濕度環境驟變,必然影響和破壞水化作用過程,從而影響強度。如在7天左右齡期的養生期內的水穩基層上鋪筑攤鋪、碾壓超過130℃的瀝青砼時,使水穩頂部混合料經受高溫,而失去應有的溫度、濕度,破壞水化過程中的三大因素,造成水穩頂部強度不足和整體結構破壞。
現在較多公路施工中,工程進度較快,往往7天左右齡期上鋪筑瀝青砼,為克服和抑制基層上部出現松散、破損的病害。用常溫的乳化瀝青材料和乳化瀝青稀漿封層工藝,是克服上述病害的有效方法。具體方法:在合格水穩基層上噴灑瀝青含量35%左右的乳化瀝青透層油0.8kg左右;相繼做乳化瀝青稀漿封層期間,氣溫高低最多不超過1-2天。
第一,乳化瀝青稀漿封層混合料是含有相當數量水的常溫材料,鋪筑后,該材料在成型過程中不但能給水穩基層補充水化過程中所需水分,而且該材料成型后在水穩基層表面形成一個殼體,使其水穩材料在相對穩定的溫度和濕度環境下水化。在這種養生方式下的基層在7天齡期時鋪筑瀝青砼面層,由于乳化瀝青稀漿封層殼體作用,它能抑制和降低熱瀝青砼鋪筑時的高溫向水穩基層頂部的傳導,同時也防止基層水分在高溫下的散失,保護水穩水化過程中三大因素,從而避免和抑制水穩基層頂部破損和松散缺陷的產生。
第二,乳化瀝青稀漿封層成型后形成密實的殼體,它的透水系數幾乎是零。為此,能較好地預防瀝青砼路面工作縫和病害縫擠泥現象。
第三,用乳化瀝青稀漿封層養生,對水泥面板具有同樣的優越性。
總之,用乳化瀝青稀漿封層養生,不論是對水穩基層初期強度增長,還是基層和面層組合結構中的作用,都有不可低估的功能。