淺析改性乳化瀝青碎石封層技術

蔣 博

（酒泉公路總段 瓜州公路管理段，甘肅 酒泉736100）

改性乳化瀝青碎石封層技術的概念：是指將改性乳化瀝青和單一粒徑的石料依次灑布在路面上，在膠輪壓路機或自然行車碾壓下，使膠結料與石料之間產生充分的表面接觸后，形成保護原有路面的瀝青碎石磨耗層。作為行之有效的路面養護技術，改性乳化瀝青碎石封層

1 改性乳化瀝青碎石封層技術所用材料

1.1 改性乳化瀝青

在制作乳化瀝青的過程中同時加入聚合物膠乳，或將聚合物膠乳與乳化瀝青成品混合，或對聚合物改性瀝青進行乳化加工得到的乳化瀝青產品。

表1 SBR改性乳化瀝青的乳化效果及成品性能

1.2 石料的選擇和用量

硬度-石料必須要有足夠的硬度，確保罩面的使用壽命。

級配-近乎單一級配,幾乎不含粉料，從而確保瀝青對石料的裹附。

形狀-盡量使用立方體的骨料，避免針片結構，以保證骨料間的嵌鎖。

改性乳化瀝青碎石封層技術對石料種類無特殊要求，花崗巖、玄武巖、石灰巖等都可以。但碎石須是經過反擊破碎（或錘式破碎）得到的碎石，要滿足一定的磨耗值及壓碎值指標，幾何尺寸要好，不含雜質和石粉，并嚴格經過水洗風干，如表2所示。相關試驗有石料的洛杉磯磨耗值試驗、壓碎值試驗、篩分試驗，針片狀試驗、含塵量試驗。

表2

碎石普遍采用間斷級配結構，碎石封層所用石料粒徑范圍有嚴格要求，等粒徑石料最理想。考慮到石料加工的難易程度及路面防滑性能的要求不同，一般分為2～4mm、4～6mm、6～10mm、8～12mm和10～14mm等5檔，其中粒徑范圍4～6mm封層，行車噪音小，不容易脫落，適用于城市道路；6～10mm封層，適用于普通公路、高速公路；8～12mm、10～14mm封層，行車噪音較大，行車或者冬季機械除雪時容易脫落，適用于重交通公路或復合封層的下封層或中封層。

另外，合理的石料灑布量是形成有效嵌擠的必要條件，正確的石料撒布量應該是可以完全覆蓋舊路面，滿足100%石料覆蓋率的要求。

2 改性乳化瀝青碎石封層裹覆機理

1）SBR膠乳在碎石封層系統中的分散：膠乳顆粒連同水一起轉移石料周邊包裹上SBR膠乳。

2）碎石封層中乳化瀝青的破乳：乳化瀝青破乳產生的清水隨著石料表面毛細作用被帶走，水比瀝青球先轉移，轉移順序為水，膠乳顆粒，然后是瀝青球。

3）含有改性劑的瀝青將石料粘結在一起。

3 改性乳化瀝青碎石封層技術施工工藝流程

乳化瀝青碎石封層施工工藝流程：

備料→原路面修補→路面吹掃→乳化瀝青灑布→碎石撒布→補料與修邊→膠輪碾壓→浮石清掃→養護和修補

4 改性乳化瀝青碎石封層技術可以有效地處治路面病害

1）SBR改性乳化瀝青具有強嵌入性，能夠有效彌合裂縫、形成隔水層，非常有效地阻止地表水向路基的侵入，為原路面增加防水層。

2）SBR改性乳化瀝青強粘結力，使得撒布的碎石和原路面緊密粘結成一個整體而形成行車結構層，為原路面增加磨耗層、抗滑層。

3）瀝青灑布更易控制更加均勻，外觀不留碎石條痕，利用其較好的初期流動性，使低凹處瀝青密度增高而粘結更多的石子，能使路面外表極大改觀，適度改善平整度。

4）SBR改性乳化瀝青具有良好抗溫變能力和抗疲勞能力；選用洛杉磯磨耗值和壓碎值低的堿性石料，就能夠使得結構層的使用壽命延長，達到3-5年。

5）抑制原路面裂縫的反射與發展，作為裂縫反射的應力吸收層。

圖3 改性乳化瀝青與熱瀝青碎石封層比較

5 改性乳化瀝青碎石封層技術與熱瀝青碎石封層技術的比較

傳統石屑封層（單層及多層灑油封面）可以用于低等級瀝青路面面層、基層頂面下封層、低交通量老路面上封層等，但傳統的普通乳化瀝青由于粘結力不足，無法用于大交通量的瀝青路面養護。改性乳化瀝青碎石封層技術采用的是改性乳化瀝青和集料，提供封水的表面，改善抗滑性能，可用于中、重交通量路面。

通過對室內試驗和工程應用效果的大量調查發現，碎石封層使用改性乳化瀝青與熱瀝青相比較，在施工成本、作業效率，后期路用性能、外觀效果方面具有明顯優勢。

6 改性乳化瀝青碎石封層技術的優點

1）造價低，特別適合除高速公路外的其他公路的預防性養護及維修養護。

2）新建中、低交通量道路的罩面,可省去熱瀝青罩面。

3）農村公路的罩面，可省去熱瀝青罩面。

4）極佳的防水效果。

5）排列緊密的石料能夠阻擋紫外線，有效地降低路面溫度并減緩瀝青的老化速度。

6）可以有效解決路面的貧油或者泛油問題。

7）有效修補路面的細小裂縫。

8）中等交通量情況下，SBR改性乳化瀝青碎石封層使用壽命≥3年。

9）施工設備投入小,只需要瀝青灑布車和帶有石料灑布器的自卸卡車即可。

［1］JTGF40公路瀝青路面施工技術規范[S].2004

［2］楊林江.改性瀝青及其乳化技術[M].人民交通出版社.