乳化瀝青范文

時間:2023-03-31 07:30:47

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乳化瀝青

篇1

【關鍵詞】乳化瀝青;生產;技術

1、乳化瀝青的特點和用途

乳化瀝青是將瀝青微粒均勻分散在含有乳化劑的水溶液中所得到的穩定的瀝青乳液。有快裂、中裂、慢裂三種類型,分為陽離子乳化瀝青、陰離子乳化瀝青和非離子乳化瀝青。

按基質瀝青分為:改性乳化瀝青和普通乳化瀝青。

按用途分為:粘層乳化瀝青、透層乳化瀝青、稀漿封層微表處乳化瀝青、灌封膠類乳化瀝青、霧封層用乳化瀝青、冷再生乳化瀝青等。

1.1乳化瀝青的特點

乳化瀝青粘度很低、流動性很好,可以常溫使用,且可以和冷的、潮濕的石料一起使用,當乳化瀝青破乳凝固時還原為連續的瀝青并且水分完全排除掉,形成材料以及結構的強度。因乳化瀝青避免了高溫操作、加熱和有害排放,提供了一種比熱瀝青更為安全、節能和環保的施工工藝,故它在公路工程中得到了廣泛應用。

1.2乳化瀝青的用途

1.2.1在路面工程中,可當作透層油、粘層油使用,且容易撒布均勻,滲透和粘附性良好。

1.2.2在路面表面層,用于稀漿封層、微表處、霧封層、瀝青表面處治等路面磨耗層。

1.2.3可作為冷補材料修補路面坑槽。

1.2.4可作為填補材料填補路面裂縫。

1.2.5可作為瀝青乳液養護穩定基層。

G6劉白高速公路k1423+000~k1557+000于2005年建成通車,全線長134公里,該段路段交通量較大,超載超限車輛多,經過5年多的運行,全線路面產生了10~15mm不同程度的車轍,為消除路面車轍,提高行車的舒適性,白銀公路總段運用乳化瀝青微表處技術處治了全線路面,消除了路面車轍,并增強了路面的抗滲性和耐久性,極大地改善了路面狀況。現就對乳化瀝青生產技術作一簡要介紹。

2、乳化瀝青生產技術

2.1生產設備準備

采用ENH間歇式乳化瀝青設備,設立固定式乳化瀝青生產車間,安裝核心設備乳化瀝青膠體磨,膠體磨的主要性能參數為功率、轉速、流量、間隙、可以根據實際生產需要來選擇安裝膠體磨。

安裝其他主要設備:皂液配置罐、基質瀝青加熱罐、水加熱罐、換熱器、乳化瀝青儲存罐、儀表、控制電柜等。

2.2材料準備

2.2.1水

水是制備乳化瀝青的介質,水的硬度和離子性對乳化瀝青生產有較大影響,應選用純凈無污染的水,一般飲用水即可。

2.2.2乳化劑

采用MQK—1D、AA—63D、S—101等乳化劑,有離子型和非離子型,改性乳化瀝青就是添加了特殊高分子聚合物和添加劑的瀝青乳液。

2.2.3添加劑

穩定劑:cl—12聚乙烯醇、甲基纖維素等高分子材料;氯化銨、氯化鈣等無機材料;鹽酸:調整pH值,也是影響乳化瀝青的主要因素,尤其是用于稀漿封層、微表處的慢裂快凝乳化瀝青。

2.2.4基質瀝青

選用韓國skAH—90#瀝青作為制備乳化瀝青的基質瀝青,其各項技術指標應滿足要求。

2.3生產流程

乳化瀝青的生產流程可以分為以下四個過程:瀝青的準備、皂液配制、瀝青乳化、乳液儲存。

2.3.1瀝青的準備

瀝青的準備過程主要是將瀝青加熱并堅持在適宜溫度。溫度的控制十分重要,如果瀝青溫度過低,會造成瀝青粘度大、流動困難、從而乳化困難;如果瀝青溫度過高,一方面會造成瀝青老化,同時也會使乳化瀝青的出口溫度過高,影響乳化劑的穩定性和乳化瀝青質量。普通瀝青在進入乳化設備時的溫度一般在135℃—140℃。

2.3.2皂液配置

將皂液罐中注入欲配置皂液數量1/3數量的水,打開導熱油閥門開始加熱至20—30度。在配置皂液的地罐中注入已加熱至20—30度的水,開啟攪拌器,將一定量的穩定劑CL—12緩慢的均勻的摻入水中,待攪拌均勻且徹底溶解后,在其中加入定量的乳化劑MQK—1D攪拌至均勻后打回皂液罐繼續攪拌,并將皂液溫度加熱至55度,在加熱過程中,在皂液罐中加入定量的膠乳INPULIN1468。攪拌均勻且使其溫度達到55度時,開始在皂液中加入鹽酸,加酸時先一次性加入一部分,再逐次稱量加入,每加一次都要用酸度計檢測其PH值,最終使其PH值為2。

2.3.3瀝青的乳化

將合理配比的瀝青和皂液一起進入乳化機,經過增壓、剪切、研磨等機械作用,使瀝青形成均勻、細小的顆粒,穩定均勻地分散在皂液中,形成水包油的瀝青乳狀液。乳化瀝青出口溫度應在85℃左右。

2.3.4乳化瀝青的儲存

乳化瀝青從乳化機中出來,經過冷卻進入配置攪拌裝置、干凈的儲存罐,即有利于噴灑使用,又可以減緩乳化瀝青的離析。

2.3.5質量要求

以第一批固含量63%的乳化瀝青為例,基質瀝青63%,皂液37%,乳化劑MQK—1D2.2%,膠乳(INPULIN1468)3.97%,穩定劑CL—120.065,水30.765%,要求皂液PH為2,等成品乳化瀝青放置24小時后,進行各項試驗檢測。

2.4結束語

實踐證明乳化瀝青是一種節約、安全、環保、有效且通用的道路材料,不論是在新建的公路工程,還是在公路的日常養護,都有不可低估的作用,其經濟效益和社會效益顯著。但是單一的乳化瀝青存在粘結度低、柔韌性差、早期強度低等缺點,路用性能很難與熱拌混合料相比,因此只能用于瀝青路面的修補、低交通量路面、中重交通量路面的下面層、封層和基層。如何改善乳化瀝青的性能,使其具有更強的粘結力、高溫穩定性、優越的彈性恢復能力和較高的抗壓、抗變形能力等,以滿足在高等級瀝青路面使用要求,尚有待進一步的理論和試驗研究。

參考文獻

篇2

【關鍵詞】封層 乳化瀝青 熱瀝青 養護工程

1 引言

隨著我國城市經濟的飛速發展,城市對于基礎設施建設的投入日益增大,特別是基礎設施養護建設,國家更是采用多渠道加大了投資力度。養護部門不斷地將新技術、新工藝應用于市政養護工程中。作為基層和面層之間的瀝青封層,熱瀝青作為封層的主要材料應用廣泛,技術較為成熟。近年來,乳化瀝青作為封層材料的使用正在得到有力推廣,本文主要討論兩種封層材料的應用區別,為市政養護工程封層施工提供一定程度的指導和實踐意義。

2 正文

封層是為封閉瀝青面層的表面空隙,防止水分侵入面層或基層而鋪筑的瀝青混合料薄層。鋪筑在面層上面的為上封層,其下的為下封層。

上封層的應用范圍包括:瀝青面層的空隙率較大,透水嚴重;有裂縫或已修補的舊瀝青路面;需加鋪磨耗層改善抗滑性能的舊瀝青路面;需加鋪磨耗層或保護層的新建瀝青路面。

下封層的應用范圍:位于多雨地區,并且瀝青面層混合料空隙率較大;在鋪筑基層后,不能及時鋪筑面層,并需開放交通時;在半剛性基層上做乳化瀝青下封層。

瀝青封層施工在于在路基水化養生期間和最佳含水量時,提供一個瀝青密封保護膜,防止內部水化水蒸發,使路基水化作用充分進行,達到較高的承載強度;

防止雨、雪水下滲,開放臨時交通時保護基層表面不受損壞;粘結基層與瀝青面層,延緩反射裂縫。

封層施工主要取決于材料和施工工藝。熱瀝青是將固體的瀝青加熱融化而成,乳化瀝青是將熔化的瀝青微粒(1―6μm)分散在乳化劑的水介質中而成的乳狀液,毋需加 熱,就可拌成瀝青膠、瀝青砂漿、瀝青混凝土等。兩者的材料類型不一樣,也就決定了施作瀝青封層的工藝也不一樣。

一、施工工藝和流程

熱瀝青是將固體的瀝青加熱融化而成,可操作溫度是130~180℃,由于原路面為常溫,噴灑的熱瀝青迅速凝固,不再具有流動性,因此很難保證灑布的均勻性,并且由于灑布的瀝青用量很少,熱瀝青灑布機很難達到這一精度要求,瀝青過多,將帶來泛油,瀝青過少,灑布不均勻,粘結效果下降。

熱瀝青封層施工對材料的要求較高,瀝青一般選擇70號瀝青,加熱及噴灑溫度一般在160~170℃,如有改性瀝青可優先選用,溫度應根據改性瀝青的類型確定。

熱瀝青封層施工對天氣也有一定要求,氣溫一般應高于20℃,風力小于3級,三天之內無雨,以上條件都達到的話可以進行此項施工,以保證瀝青和基層的充分結合,達到封層施工的效果。

熱瀝青封層施工流程:一、加熱瀝青,瀝青的噴灑溫度必須達到可操作溫度;二、在路面上噴灑一層瀝青材料,緊接著散布砂子、石屑或適當級配的集料,三、緊跟進行碾壓。

乳化瀝青最早被用于噴灑以減少灰塵,通過改進乳化設備和乳化劑,使乳化瀝青的數量穩步上升。近年來通過對一些特定乳化劑的研究和實踐,乳化瀝青的類型和應用范圍得到了很大推廣,使用乳化瀝青施工時,不需加熱,常溫下進行噴灑或拌和攤鋪,可以鋪筑各種結構的路面,可做貫入式或透層表面處治。

乳化瀝青分為陰離子型和陽離子型兩種。陰離子乳化瀝青與礦料的粘糊性不太好,特別是與酸性礦料的粘糊性更不好。因為陰離子乳化瀝青的微粒表面有陰離子電荷,當乳液與礦料(濕潤的礦料表面也有陰離子電荷)接觸時,同性相斥,使瀝青微粒不能盡快的粘附在礦料表面,要待乳液中的水分蒸發后才能進行。

陰離子乳化瀝青與礦料的裹覆只是單純的粘附,瀝青與礦料之間粘附力很低。若在陰濕或低溫季節,乳液的水分蒸發緩慢,會影響路面的早期成型,延遲開放交通時間。

隨著近代界面化學和膠體化學發展,陽離子乳化瀝青迅速發展,其瀝青微粒帶陽離子電荷,與礦物表面接觸時,異性相吸,使瀝青微粒很快的吸附在礦物表面,因此即使在陰濕或低溫季節,陽離子乳化瀝青仍可施工。尤其在舊瀝青路面修復中更顯優越性。

由于施工現場條件的制約,從而使能在普通環境溫度下使用的乳化瀝青及伴隨它的應用而產生的許多施工技術得到發展,成為一種既節約資金、效果又良好的預防性養護手段。除了陰雨天氣及溫度低于10℃時應禁止施工,其他情況適用性較強。

乳化瀝青是一種在常溫下呈現為液態的瀝青水乳液,其發展始于20世紀初,經過近百年的發展,在理論及生產技術上已十分完善,其種類不斷增多,使用范圍也日益廣泛。現在,乳化瀝青普遍應用于道路施工中,作為粘層油、透層油和封層用油非常廣泛,已為許多道路設計施工所采用。

乳化瀝青封層的施工流程一般分為以下幾個方面。一是清掃基層表面,保持路面充分清潔;二是灑水預濕,保持一定的濕度;三是乳化瀝青灑布(國外在基層施工后1~2小時,基層表面略干稍余水分時澆灑乳化瀝青,由于乳化瀝青的親水性,瀝青微粒即能較好的滲入基層);四是集料灑布(破乳前);最后進行碾壓。

二、性能參數對比

1、施工條件

熱瀝青的可操作溫度要求高,而乳化瀝青不需要加熱,常溫下即可噴灑,應用范圍受外界條件制約較小。

2、經濟性

乳化瀝青的流動性使礦料表面形成均勻的瀝青膜,容易準確地控制,瀝青用量,既保證礦料之間有足夠的結構瀝青,又使混合料中的自由瀝青降低到適宜程度,因而提高路面的穩定性、防水性和耐磨性。高溫季節較少出現油包、推移、波浪,低溫季節較少尖刀開裂,而熱瀝青流動性較差,從而導致單位面積使用量較大,不利于材料的節約和能源優化使用。

3、適用范圍

乳化瀝青品種繁多,可根據生產施工需要生產不同種類的乳化瀝青,適用范圍非常廣泛。可用于稀漿封層、微表處、瀝青再生、土壤穩定、基層穩定、透層、粘層等等幾十種用途。

瀝青乳液良好的流動性,使得瀝青能更深的滲入道路基層中,加強了路面的抗裂及防水能力,良好的流動性還使得噴灑的均勻性提高。在貼土工布的施工中,能使土工布與路基粘合面更多、更牢固,增強了土工布的作用。乳化瀝青還可用于各種不嚴重裂縫的處理,處理過的路面對比未處理的路面抗損害能力有顯著提高。因此乳化瀝青用做封層材料是非常合適的。

熱瀝青流行性較差,大面積使用前首先必須通過試驗確定灑布時的單位用量,單一使用時使用范圍較小,近年來,研究人員通過對改性瀝青的外加劑的加入使得改性瀝青用作瀝青封層的條件大為降低,因此改性瀝青用作封層材料也是完全適合的。

4、使用效果

筆者通過對已完工幾個工程的對比情況來看,熱瀝青封層的防水性能好,抗滑能力較乳化瀝青來看有其優勢所在,但是施工完畢后容易泛油,單位用量需得到有效控制,其次兩者對于瀝青路面的壽命都能起到有效的延長作用,這在目前市政養護工程維修中都是可以接受的有效施工方案。

3 結語

總之,熱瀝青和乳化瀝青封層施工各有其局限性,但隨著乳化瀝青和熱瀝青用作封層材料的使用量的逐年增加,隨著市政道路建設與管理部門的思想的逐步轉變,合理使用乳化瀝青和熱瀝青封層施工,既可降低施工成本,又能對具體工程建設起到更有效的作用,同時取得經濟效益和社會效益的雙重效果。

參考文獻

[1] CJJ1-2008《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》

篇3

關鍵詞:乳化瀝青加工工藝;高速剪切機;膠體磨;乳化劑

中圖分類號:U415.52 文獻標志碼:B

Experimental Study on Emulsified Asphalt Produced by Highspeed Shearing Machine

GONG Rui, MI Haichen

(Xian Highway Institute, Xian 710065, Shaanxi, China)

Abstract: Given that emulsified asphalt produced by colloid mill and shearing machine varies in performance, three schemes were proposed to improve the processing of shearing machine, among which the optimum one was chosen. The scheme was verified by different content and types of emulsifiers and various asphalt brands. The following conclusion was drawn: emulsified asphalt produced by colloid mill is superior to that processed by shearing machine in performance, while the improvement measure can close the gap.

Key words: emulsified asphalt processing; highspeed shearing machine; colloid mill; emulsifier

0 引 言

近些年,乳化瀝青的市場需求量逐年加大,中國對乳化瀝青及其相關材料的試驗研究迅速展開。目前,各企業、學校及科研單位在進行乳化瀝青試驗時,都離不開乳化瀝青的室內小型加工設備[12]。本文就2種常見設備的加工原理及乳化瀝青質量進行比較,針對剪切機加工乳化瀝青時出現的問題提出改進措施,為提高室內乳化瀝青的質量提供參考。

1 乳化瀝青的室內加工工藝

1.1 膠體磨加工工藝

1.1.1 優點和缺點

膠體磨加工工藝的優點:生產出來的乳化瀝青顆粒小,乳化劑與瀝青充分反應,乳化瀝青的各項技術指標均能滿足要求。

膠體磨加工工藝的缺點:加工過程中,一般需要2~3人協同工作,生產工藝較復雜,并且加工設備體積較大,不易搬運和攜帶。

1.1.2 工作原理

目前,膠體磨是制備乳化瀝青使用最多的乳化設備,主要包括轉子和定子2部分。膠體磨的作用原理主要是通過定子和轉子之間的高速運轉所產生的剪切力對物料起到研磨、分散的作用[34]。轉子在定子中高速旋轉,兩者的間隙約為0.2~0.5 mm,可以調節,轉子每分鐘轉速可達數千轉甚至上萬轉。

首先將一定濃度的乳化劑水溶液加入膠體磨中,隨后緩慢加入熱融瀝青,瀝青液經高速剪切后成細小微粒,均勻的分散在溶液中,溶入溶液的乳化液分子會立即被瀝青微粒界面吸附[5],當吸附的乳化劑分子達到飽和狀態時,完成充分乳化,最終制成乳化瀝青。

1.1.3 試驗操作要點

首先,用90 ℃以上的熱水進行清洗,并將膠體磨預熱、保溫;再把瀝青鍋置于恒溫鼓風烘箱中加熱至140 ℃~145 ℃,準確稱取所需瀝青,溫度保持在130 ℃~140 ℃。

用500 ml的燒杯在電子天平上準確稱量所需乳化劑。稱好后在燒杯中加入60 ℃~70 ℃的熱水,用攪棒攪拌均勻,使乳化劑完全溶解,在60 ℃~70 ℃下保溫15~30 min。有些乳化劑需要用工業鹽酸將皂液調至所需pH值。

打開膠體磨電源開關,將設備中預熱時所用的熱水全部放出,之后依次加入乳化劑溶液和熱瀝青。隨著熱瀝青的逐漸加入,乳化劑和瀝青的混合物逐漸變稠,對該混合物進行循環操作,使其均勻。繼續剪切10 s后,將穩定的乳化瀝青收集。

最后,用熱水沖洗設備,并加入柴油對設備進行養護。

1.2 高速剪切機加工工藝

1.2.1 優點和缺點

高速剪切機加工工藝的優點:設備體積小,便于攜帶,一個人即可完成乳化瀝青的生產。

高速剪切機加工工藝的缺點:所生產的乳化瀝青顆粒較大,穩定性不佳;操作工序繁多,剪切機轉速不易控制,對操作人員的熟練程度要求較高,且乳化瀝青的合格率不高

[67]。

1.2.2 工作原理

高速剪切機由定子和轉子組合而成,轉子上有多把刀片,轉子高速運轉,定子固定不動,定子周圍開有很多孔槽,而轉子和定子間的間隙很小,大約為1 μm[8]。轉子高速運轉時底部產生負壓,形成負壓區,處于負壓區的物料被轉子吸入,并加速向轉子刀片的邊緣運動;物料在1 μm間隙中受到強力作用,被剪切、研磨、粉碎后,迫使它穿過定子孔槽噴射而出,碰到容器壁后返回到混合物中;再次受到轉子底部負壓的吸引,被吸入轉子和定子間受到強力作用,從而形成連續循環,使不相容的瀝青和水等溶液相溶在適宜的乳化劑作用下,瞬間均勻精細地分散乳化,最終得到穩定的乳化瀝青產品。

1.2.3 試驗操作要點

安裝并檢查、調整好剪切機。把瀝青鍋置于電熱恒溫鼓風干燥箱上,加熱至140 ℃~145 ℃;稱取的瀝青置于電熱恒溫鼓風干燥箱中,溫度保持在130 ℃~140 ℃。把漏斗用長柄鐵夾夾緊,置于電熱鼓風干燥箱中溫熱、保溫。在乳化杯中加90 ℃的水,把高速剪切機的剪切頭浸入熱水中,調整攪拌頭和升降架的高度,用手轉動機軸,轉動靈活后,打開電源試機,預熱并保溫[9]。

用500 ml燒杯在電子天平上準確稱量所需的乳化劑及穩定劑。稱好后在燒杯中加入60 ℃~ 70 ℃熱水,用攪棒攪拌均勻,使乳化劑溶解,置于電熱恒溫水浴中,在60 ℃~70 ℃下保溫15~30 min。有些乳化劑需要用工業鹽酸將皂液調至所需pH值。

把乳化杯從高速剪切機頭下取出,迅速倒去杯中水,再把皂液倒入乳化杯中,調整升降架高度,使剪切頭處于最佳位置。打開電源開關,調節并控制速度在3 000~ 4 000 r?min-1,以不起泡沫為準。在瀝青溫度達到130 ℃~140 ℃時,將瀝青通過漏斗加入到乳化杯內的皂液中,瀝青立即被高速剪切分散、乳化。隨著瀝青的加入,容器內乳液的粘度不斷升高,應逐漸提高攪拌速度,速度的大小以不起泡沫為準[10]。繼續加入瀝青,直至瀝青加完為止。攪拌速度在6 000~7 000 r?min-1時剪切1~2 min,然后逐漸減小剪切速度直至停機,關閉電源開關,取出乳化杯,即得到乳化瀝青成品。

最后用70 ℃~ 80 ℃皂液清洗剪切頭。清洗時打開高剪切機約1 min,然后用干布輕擦攪拌頭,再用溶劑(汽油等)浸泡擦洗至完全干凈。使用7~8次后應拆開剪切頭,進行徹底清洗。

2 乳化瀝青質量比較

分別用膠體磨和剪切機生產乳化瀝青,材料比例見表1,所生產的乳化瀝青檢測結果見表2。

通過以上試驗結果可知,使用剪切機生產的乳化瀝青的均勻性和穩定性不佳,主要表現在篩余量和穩定度值。

3 剪切機生產乳化瀝青的改善措施

3.1 試驗方案

針對以上問題,對剪切機的加工工藝進行改進,具體提出了3個方案。

方案1:將瀝青加熱到140 ℃~150 ℃,皂液加熱到65 ℃;先將皂液通過剪切機打出泡沫后,緩慢加入熱瀝青,并加大轉速至11 000 r?min-1,持續剪切10 min。

方案2:將瀝青加熱到140 ℃~150 ℃,皂液加熱到65 ℃;同時將皂液和瀝青緩慢混合,并加大轉速至11 000 r?min-1,持續剪切10 min。

方案3:將瀝青加熱到140 ℃~150 ℃,皂液加熱到65 ℃;先加入瀝青,之后將皂液緩慢加入到熱瀝青中,并加大剪切機的轉速至11 000 r?min-1,持續剪切10 min。

3.2 試驗結果

材料比例見表3,主要對乳化瀝青的篩余量和穩定性進行了檢測,結果見表4。

在不改變乳化劑用量、乳化劑溶液和瀝青溫度的條件下,變化乳化劑溶液和瀝青的添加工藝生產了3組乳化瀝青,通過檢測篩余量和穩定性,可知方案3的效果最佳。

4 結果驗證

在確定乳化劑和瀝青添加方式的基礎上,通過變化乳化劑用量、乳化劑類型和瀝青品牌,對試驗結果進行驗證。

4.1 試驗方案

分別變化乳化劑用量、乳化劑類型和瀝青品牌生產乳化瀝青,如表5所示,乳化工藝同方案3。

4.2 試驗結果

采用表5的材料生產出12組乳化瀝青,分別對這12組乳化瀝青的篩余量、標準粘度、蒸發殘留物3大指標及貯存穩定度值進行檢測,結果見表6。

由表6可知,使用經過改進后的剪切機加工工藝所生產的乳化瀝青性能均有明顯改善,乳化瀝青的各項指標均可與膠體磨所生產的乳化瀝青指標相媲美。

5 結 語

本文針對膠體磨和剪切機室內加工乳化瀝青性能的差異,對剪切機的加工工藝提出了3種改進方案,并從中選取了最佳方案。采用最佳的剪切機加工工藝方案,變化乳化劑用量、乳化劑類型和瀝青品牌,對乳化瀝青進行了驗證,得出以下結論。

(1)推薦采用的剪切機生產乳化瀝青的生產工藝為:將瀝青加熱到140 ℃~150 ℃,皂液加熱到65 ℃后;先將瀝青加入,之后將皂液緩慢加入到熱瀝青中并加大剪切機的轉速至11 000 r?min-1,持續剪切10 min。

(2)采用膠體磨生產的乳化瀝青比剪切機生產的乳化瀝青的性能更優。改進后的剪切機加工工藝使生產的乳化瀝青性能與膠體磨生產的乳化瀝青性能接近。今后對于只有剪切機的單位,可以按照文中提出的方案3進行生產,可保證質量。

(3)結合對剪切機加工工藝驗證部分的試驗內容可以得出,使用改進后的剪切機加工乳化瀝青,對于不同的乳化劑、不同的乳化劑用量和不同品牌的瀝青,生產乳化瀝青時都適用。

參考文獻:

[1] 楊士敏.瀝青設備技術及其市場[J].筑路機械與施工機械化,2009,26(7):47.

[2] 隴 偉,宋哲玉,陸忠義.高剪切機在乳化瀝青中的應用研究[J].公路與汽運,2009(3):204207.

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[4] 張海波,郭滕滕,鄭 晨.乳化瀝青再生混合料性能研究[J].筑路機械與施工機械化,2014,31(6):6971.

[5] 王 偉.改性乳化瀝青橋面防水粘結層材料研究[D].西安:長安大學,2013.

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[8] 邱 林.基于ANSYS的高速減切機機架的設計與研究[J].遼寧工業大學學報:自然科學版,2014,43(2):103106.

篇4

關鍵詞:道路工程;瀝青路面;改性乳化瀝青

一、改性劑

改性劑一般可分為非聚合物改性劑和聚合物改性劑兩大類:(1)非聚合物改性劑包括填充料類、天然瀝青、礦物纖維類等;(2)聚合物改性劑包括熱塑性樹脂類、熱塑性彈性體類和橡膠類三類。

(一)熱塑性樹脂

熱塑性樹脂,如乙烯一乙酸乙烯醋共聚物(EVA),聚乙烯(PE)、無規聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺、乙烯丙烯類共聚物(APAO)等;熱固性樹脂也有作為改性劑使用的,如環氧樹脂(EP)等。這類材料對瀝青的高溫性能的改善較為明顯,改性后瀝青的軟化點大幅度上升;但熱塑性樹脂的加入,并不能使瀝青混合料的彈性增加,改善瀝青的低溫性能,而且加熱后容易離析,再次冷卻時會產生眾多的彌散體。熱塑性樹脂共同的特點是加熱后軟化,冷卻時固化變硬。

(二)熱塑性彈性體

主要是苯乙烯類嵌段共聚物,如苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)、苯乙烯—異戊二烯—苯乙烯(SIS)、苯乙烯—聚乙烯/丁基—聚乙烯(SB)等嵌段共聚物及聚烯烴等,由于它兼具橡膠和樹脂兩類改性瀝青的性質,故也稱橡膠樹脂類。常用的熱塑性彈性體以SBS為代表。SBS改性劑最大的特點就是高溫下不軟化,低溫下不發脆,用它做改性劑,不僅改善瀝青的高溫性能,同時瀝青的低溫性能也得到改善。

(三)橡膠類

常用的橡膠改性劑有天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)、氯丁橡膠(CR)、丁二烯橡膠(BR)、異戊二烯(IR)、乙丙橡膠(EPDM)、丙烯睛丁二烯共聚物(ABR)等,其中SBR膠乳應用最為廣泛。橡膠改性道路瀝青的機理是,橡膠首先分散于瀝青中,然后瀝青中的飽和分和芳香分與橡膠結構單元中的烷烴結構和芳香結構發生物理化學作用,使橡膠的鏈結構在瀝青中溶脹、延展,從而使瀝青具有高分子物質的性質,最終改善了瀝青的路用性能。

(四)纖維類。如聚酯纖維、丙烯酸纖維等。

(五)熱固性環氧樹脂

水性環氧樹脂是把環氧樹脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續相的分散介質中而配得的穩定樹脂材料。環氧樹脂分子與瀝青分子構成的立體空間網狀結構,交聯的環氧樹脂網絡是比較牢固的,不僅能保持良好的耐久性,而且能保持良好的高溫穩定性和低溫抗裂性。

(六)納米SiO2

納米SiO2為無定型白色粉末,是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料,這種材料明顯呈現出絮狀和網狀的準顆粒結構,顆粒尺寸大小(3nm~15nm),比表面積大,表面存在大量不飽和殘鍵及不同鍵合狀態的羥基,具有很高的活性。納米SiO2小尺寸效應和宏觀量子隧道效應使其產生滲透作用,通過一定的分散手段,可以使其深入到高分子化合物 π 鍵附近,與其電子云發生重疊,形成空間網狀結構,從而大幅度提高高分子材料的力學強度、韌性、耐老化性和耐磨性等。

二、乳化劑

瀝青乳化劑的基本作用是降低表面張力,其分子帶有親水性的極性基團和憎水性的非極性基團。在瀝青-水體系中,乳化劑分子的憎水基團吸附于瀝青的表面,并使其帶有電荷,而親水基團則進入水相,從而將瀝青顆粒與水連結起來,降低了兩者之間的界面張力。同時,由于瀝青粒子帶有同樣電荷而互相排斥,阻止了它們之間的互相凝聚,使瀝青乳液一定時期內保持均勻和穩定。

乳化劑的分類有多種,按離子類型分有陰離子乳化瀝青、陽離子乳化瀝青、兩性離子乳化瀝青、非離子乳化瀝青等幾種。

(一)陰離子乳化劑

此類乳化劑原料便宜易得,工藝簡單,技術成熟,不必調節pH值就可直接使用,在乳化瀝青的發展初期受到了重視。主要包括羧酸鹽類、磺酸鹽類、硫酸脂鹽類、磷酸脂鹽類等。

(二)陽離子乳化劑

此類乳化劑發展較晚,但實踐發現它與各種礦料有更好的黏附性,用量也可以較少,因此得到了更廣泛的應用。陽離子乳化劑主要有烷基胺類、酰胺類、咪唑啉類、季銨鹽類、環氧乙烷雙胺、胺化木質素等。其中二烷基或三烷基胺類一般沒有乳化性,含有C12~C22 的單烷基胺類乳化劑效果較好。由于烷基單胺缺乏足夠的乳化能力,所以現在常用有 C12~C22烷基、2~4 個亞甲基的 N-烷基聚亞甲基二胺鹽類乳化劑。

(三)兩性離子乳化劑

它的分子結構與氨基酸相似,即分子中同時存在酸性基和堿性基,易形成“內鹽”。主要有甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型等,也有雜元素代替 N、P 的,如 S為陽離子基團活性中心的兩性表面活性劑。其耐硬水、鈣分散能力較強,與其他各類型的乳化劑有良好的配伍性,但價格較高。除甜菜堿型乳化劑外,表面活性劑的性質一般與溶液的pH 值有關。

(四)非離子乳化劑

非離子乳化劑大多是由環氧乙烷與帶活潑氫的化合物(如酚、醇、羧、酸、胺等)反應得到的,其活性不僅與疏水烷基有關,還與聚氧乙烯鏈的長短有關。它具有高表面活性、穩定性以及良好的乳化能力,與其他乳化劑及其助劑的配伍性較好,并對金屬離子有一定的螯合作用。它的活性與溶液的 pH 值無關,在轉相點形成的乳液最穩定。

(五)瀝青乳化劑的選擇

1)優先選用陽離子型乳化劑。2)選擇和瀝青具有類似結構的乳化劑,并且乳化劑分子和瀝青有很好的相容性,這樣可以獲得較好的乳化效果。3)將離子型乳化劑和非離子型乳化劑配合使用常常會取得良好的乳化效果,使得到的乳液更加穩定。

三、改性乳化瀝青的制備

實際制備改性乳化瀝青時,應該注意添加改性劑的方式和順序,以避免出現改性乳液破乳現象。改性乳化瀝青的制備工藝基本采用下面三種方法:

(一)先用改性材料將瀝青改性,再將改性瀝青進行乳化,如圖2.1。

圖2.1改性乳化瀝青制備工藝

這種工藝一般需要兩個工序,即改性瀝青制備和改性瀝青的乳化,因此改性乳化瀝青制備效率不高。

(二)先制出乳化瀝青,然后摻配膠乳。

該工藝首先將瀝青進行乳化,而后將瀝青乳液與橡膠乳液在強力攪拌下混合來制備改性乳化瀝青。此工藝條件下,由于膠乳和瀝青顆粒都在較大尺寸范圍內機械混合,加上膠乳中橡膠粒子和瀝青粒子的相對密度和沉降速度差別,影響改性瀝青的均勻性和穩定性,制得的改性乳化瀝青效果不好,因此現在一般以不采用該工藝。

(三)將改性材料參入乳化劑水溶液中,而后與瀝青同時加入乳化機進行乳化,如圖2.2。

圖2.2改性乳化瀝青制備工藝

此工藝只需要一個工序就能完成,具有制備效率高、過程易控制、操作方便的優點,而且制得的改性乳化瀝青還具有存儲穩定性好等優點,因此該工藝被較為普遍的采用。

四、改性乳化瀝青的應用

改性乳化瀝青在路面工程中應用較多,主要集中于透層、粘層、封層、微表處、超薄磨耗層及瀝青路面冷再生等方面。

(一)透層。適用于在瀝青路面的級配砂礫、級配碎石基層及水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料穩定土或粒料的半剛性基層上澆灑透層瀝青;在無機結合料穩定半剛性基層上澆灑透層瀝青后,宜立即撒布用量為2 m3/1 000 m2~3 m3/1 000 m2的石屑或粗砂。透層改性乳化瀝青灑布后應待其充分滲透、水分蒸發后方可鋪筑瀝青面層。

(二)粘層。雙層式或三層式熱拌熱鋪瀝青混合料路面在鋪筑上層前,其下面的瀝青層已被污染,所以應澆灑粘層;橋面混凝土鋪裝層與瀝青面層之間也要撒布粘結層。粘層SBR改性乳化瀝青灑布后應待其破乳、水分蒸發后方可鋪筑瀝青層。

(三)稀漿封層。鋪筑改性乳化瀝青稀漿封層作粘結層,目的在于防水和增加剛柔界面之間的粘結力,從而起到防止水的浸入和提高路面的整體性,達到路面使用壽命的功能。稀漿封層施工應在干燥情況下進行;稀漿封層施工應用稀漿封層機鋪筑。稀漿封層鋪筑后,須待乳液破乳、水分蒸發碾壓成型后方可開放交通。

(四)微表處。微表處是路面預防性養護的一個重要的技術手段,是一種高效的路面預防養護方法,可一次性解決路面麻面、脫皮、松散、裂縫、車轍等問題,延緩路面破壞,減少零碎修補次數。改性乳化瀝青性能的好壞直接影響微表處性能的發揮,是影響微表處鋪設成功的關鍵因素之一。

(五)超薄磨耗層。超薄磨耗層技術是一種新型的預防性養護技術,主要適應于交通量大、路面性能要求高的高等級路面的預防性養護,可改善平整度,抗滑,耐磨,降噪,耐久性好;同時施工簡單、快捷。為保證層與層之間的連續性,結,防止磨耗層發生脫層,在面層間需做好粘結層,使新舊面層牢固粘結,防止磨耗層發生脫層,在面層間需做好粘結層,就需用到改性乳化瀝青。

(六)瀝青路面冷再生。舊瀝青混合料的再生利用技術屬于道路維修的范疇,其分類很多。舊瀝青面層材料中含有一定量的瀝青結合料,而瀝青的耐久性是影響瀝青路面使用質量和壽命的最主要因素。路面鋪筑時受加熱作用,路面建成后受交通荷載和自然因素作用,瀝青的技術性能向著不理想的方向發生不可逆的變化及瀝青的老化。在瀝青路面冷再生過程中加入改性乳化瀝青是有效的解決措施之一。

五、結語

改性乳化瀝青以其優異的環保及路用性能,在路面工程中的應用日益增多。同時改性乳化瀝青的種類也在不斷地增加,每種改性乳化瀝青具有自身的優勢與不足,所以不能簡單地定義某種改性乳化瀝青的性能就具有絕對優勢,而是要根據使用的交通條件、氣候環境及經濟投資,綜合考慮選用適合的改性乳化瀝青。本文對改性乳化瀝青的種類及應用做了綜合分析,希望能夠為道路工作者在今后改性乳化瀝青的使用方面提供技術支持。

參考文獻

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關鍵詞:乳化 瀝青路面 施工技術

1、乳化瀝青路面的特點

1.1 乳化瀝清的含義

所謂乳化瀝青就是將瀝青加熱熔融,經過機械的剪切作用,使瀝青以細小的微滴狀態分散于含有乳化劑及助劑的水溶液中,形成水包油狀的瀝青乳液,這種乳狀液在常溫下呈液態。乳液包括油包水型和水包油型兩種。當連續相為水,不連續相為油時,即為水包油型,反之則為油包水型。

1.2 乳化瀝青路面的發展及特點

乳化瀝青的發展始于20世紀初,最早被用于噴灑以減少灰塵,20世紀20年代在道路建筑中得到應用。在前40余年的發展過程中,主要發展的是陰離子乳化瀝青。這種乳化瀝青雖然有節省能源、使用方便、乳化劑來源廣且價格便宜等優點,但是,這種乳液與礦料的黏附性不是很好,特別當采用酸性礦料時,陰離子電荷在乳液與礦料表面接觸,由于濕潤礦料表面普遍也帶有陰離子電荷,同性相斥的原因使瀝青微粒不能盡快的黏附到礦料表面上。若要使瀝青微粒裹附到礦料表面,必需帶乳液中水分蒸發后才能進行,兩者在有水膜的情況下,難以互相結合。

陰離子乳化瀝青與礦料的裹附只是單純的黏附,瀝青與礦料之間的粘附力降低。若在施工中遇到陰濕或低溫季節,乳液的水分蒸發緩慢,瀝青裹附礦料的時間拖長,這樣就影響了路面的早期成型,延遲開放交通時間。因而在這段時期,乳化瀝青雖有發展但很緩慢。

乳液中的瀝青微粒帶正電荷,濕礦料表面帶有負電荷,兩者在有水膜的情況下仍可以吸附結合。因此,即使在陰濕或低溫季節(5℃以上),陽離子乳化瀝青仍可以正常施工。陽離子乳化瀝青可以增強與礦料表面的粘附力,提高路面的早期強度,鋪后可以較快開放交通,同時它對酸性礦料和堿性礦料都有很好的黏附能力。因而,陽離子乳化瀝青即發揮了陰離子乳化瀝青的特點,又彌補了陰離子乳化瀝青的缺點,是乳化瀝青的發展進入了一個新的階段。

近年來,為適應高等級公路養護的需求,在改性乳化瀝青的研究和應用方面取得了可喜得成績。乳化瀝青的應用范圍不斷得到開拓發展,現有乳化瀝青不僅僅用于低等級公路瀝青路面的鋪筑和養護上,還用于高等級公路的透油層和黏油層,公路工程的上、下封層,舊瀝青路面材料的冷再生,乳化瀝青用于水泥混凝土路面的養護也已有應用實例。

2、乳化瀝青路面施工技術

2.1 關于瀝青混合料攤鋪

瀝青路面攤鋪前應先做好下承層準備。對下承層應徹底清掃,采用人工與空壓機相結合為宜。對下承層的平整度等技術指標進行復測,平整度代表值控制在規范允許范圍內,否則應采取補救措施,凸出基層用銑削機械銑刨處理,對凹陷基層挖坑回填。透(粘)層灑布主要是使各結構層緊密聯結形成整體承受行車荷載,但灑布量不宜過多否則易導致泛油。瀝青混凝土攤鋪機是將生產合格的瀝青混合料按一定的技術要求均勻地攤鋪在基層或下面層,并給以初步搗實的專用設備。攤鋪機主要構造包括傳動系,供料設備(受料斗,刮板輸送器,螺旋分料器),工作裝置(振搗梁,熨平裝置,自動找平裝置)。

2.2 關于瀝青路面壓實工藝及接縫處理

瀝青混凝土路面要具有優良的耐久性能,混合料的配合比設計與壓實是十分重要的兩個工序。最優配合比設計的混合料若不充分壓實,將會嚴重降低路面的使用性能。壓實過程是減少瀝青混合料中孔隙的過程,此過程為固體顆粒在一種粘彈性介質中的填實和定位,以形成一種更密實和有效的顆粒排列形式。

2.3 關于瀝青路面彎道攤鋪技術

彎道攤鋪是瀝青路面施工技術的重要組成部分,也是瀝青路面施工中的一個技術難點。提高變坡攤鋪的橫坡準確性和路面平整度的基本措施主要有:設置攤鋪基準時,采用一側掛線(或平衡梁基準)和手動控制橫坡輸入信號的方法,將變坡段沿著超高側曲線按等弧長分成若干份,然后根據所需變化的總橫坡值計算第份弧長所應改變的橫坡值。在每一弧度范圍內,手動旋轉橫坡調節器旋扭使攤鋪機每走過一份弧長時,正好完成一份橫坡值的調節;由于厚度調節誤信號而引起鋪層厚度變薄,采取事先適當加厚非超高側的鋪層厚度,并在變坡攤鋪的過程時時檢查非超高側的鋪層厚度,必要時可用連續地微調縱向傳感器以控制必要的厚度;鋪機轉向時,應平衡漸變地沒事先畫好的方向線進行,避免一次大幅度地轉向。

2.4 關于瀝青路面寬幅施工技術

隨著高速公路的發展,道路交通量日益增加,車輛軸載不斷提高,對道路交通的安全性、舒適性、快捷性、穩定性的要求也不斷嚴格,為保證通車的暢通快捷,大量寬路幅、超寬路幅的高標準道路列入規劃。目前國內使用的大多數攤鋪機最大寬度僅12米,而一些寬路幅道路的寬度都大于16米,無法一次成型地進行全幅攤鋪,拼縫及橫坡控制則成為攤鋪的重點。

3、結語

隨著瀝青道路在我國的進一步應用和推廣,乳化瀝清路面必將在我國的道路建設中起到重要作用,路面平整度要達到行車舒適這一基本要求,要從路基施工準備階段著手。所有參加公路建設工程的相關單位,都有相應的責任,必須進一步強化施工管理,完善施工工藝和施工藝術,不斷提高施工質量,達到社會效益和社會質量的有機統一。

參考文獻

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關鍵詞:乳化瀝青;稀漿封層;施工要點

Abstract: Slurry seal technology has its own properties. Through the research on construction technology, we summaries the problems about slurry seal technology adopted in construction that should be paid attention to and analyzes the economic and social benefits brought about by emulsified asphalt slurry seal in order to provide theoretical guidance for promoting slurry seal in preventive maintenance of the road.

Key words: emulsified asphalt;slurry seal;construction points

中圖分類號:TF526+.3 文獻標識碼:A 文章編號:

隨著乳化瀝青技術的不斷進步和公路養護需求的不斷變化,乳化瀝青稀漿封層路面維修施工技術逐漸在國內廣泛應用。乳化瀝青稀漿封層是用細粒式級配石料或粗砂做骨料,以乳化瀝青作為粘結料,加填料冷拌后攤鋪或用稀漿封層機攤鋪而成瀝青表處薄層。它具有施工快且易操作、粘附力較強、便于管理、經濟效益好等特點。為了進一步提高施工質量和效率,有必要對乳化瀝青稀漿封層路面施工工藝進一步探討,分析在施工中應該注意的問題,滿足稀漿封層工程之需。

1乳化瀝青稀漿封層的特性

乳化瀝青稀漿封層技術是乳化瀝青在路面工程中應用的新發展,具有其良好的流動性和滲透性等特點,在使用中充分發揮了乳化瀝青的優點。與熱拌瀝青混合料相比,稀漿封層混合料充分發揮了改性瀝青的優越性,具有強度高、耐久性好、粘結力強。在路面養護中,對于提高路面平整度、抗滑性與耐磨性、降低路面的透水率有很好的效果,是一種很好的預防性養護方法。

乳化瀝青稀漿封層施工技術在我國具有廣泛的實用性,主要應用于瀝青或者水泥混凝土路面表面處治、橋面的維修或者防水處理、路面下封防水處治、砂石路表面處治及其他應用,是很有發展前景的公路養護結構形式。在應用中,稀漿封層材料的選擇、混合料配合比的設計、施工過程是非常重要的,影響著工程質量。

2稀漿封層技術的應用

稀漿封層施工質量的好壞,將對道路的整體施工質量產生重要的影響。根據《路面稀漿封層施工規程》制定施工程序:維修舊路面-封閉管制交通-清掃路面-放樣-封層機就位-攤鋪-不平不齊處及時修補-早起養護-開放交通。在施工過程中應該嚴格按照以上程序操作。在實際施工中,要想做好稀漿封層,根據總結還需要注意一些問題。

2.1 材料的選擇

乳化瀝青稀漿封層所選用材料質量的高低,直接影響著稀漿封層的使用效果。因此,對各種材料要進行試驗,并進行配合比設計,確保各項指標都要達到質量要求,這是提高稀漿封層質量的關鍵。

1)瀝青乳化劑的選擇

乳化瀝青在稀漿封層混合料中主要起到粘合作用,它的質量好壞,是保證稀漿封層質量的主要因素之一。瀝青乳化劑的質量問題是目前存在的問題,所以應該引起高度的重視。稀漿封層所用的乳化瀝青,分為陽離子乳化瀝青和陰離子乳化瀝青兩種類型。稀漿封層施工中大多都要求使用陽離子乳化瀝青。國產陽離子慢裂型瀝青乳化劑大部分為木質胺類,但價格偏高。陰離子瀝青乳化劑價格比較便宜,但陰離子瀝青乳化劑多半屬于中裂或快裂型,慢裂型很少,目前很少在稀漿封層中應用。在進行稀漿封層前,必須要選擇技術性能穩定、經實踐證明乳化效果良好、質量高的瀝青乳化劑。

其次,還應嚴格控制乳化瀝青的油水比,這樣有利于施工過程中混合料含水量的控制。乳化瀝青的生產、利用、運輸和儲存都應嚴格按照規范進行。而且瀝青乳液中不能有離析現象和未經乳化的生油塊,會堵塞封層機瀝青管道,排除比較困難,耽誤生產。

2)正確選擇稀漿封層所用礦料

稀漿封層選擇的礦料主要由石屑和礦粉成分,礦粉要適當,最好是堿性的。石屑和礦粉數量應準確計算,使用前進行嚴格的篩選。通過篩分試驗,以防止大顆粒混入材料,級配要符合要求。各種粒徑的含量須符合《公路瀝青路面施工技術規范》(JTJ032-94)規范要求的級配標準,不符合級配標準的需要進行摻配。

3)填料和水

水泥用作稀漿封層技術填料,主要為了改善瀝青與集料的粘附性,加快破乳時間,改善該混合料的和易性。稀漿封層混合料中還需要含有大量的水,它主要是起調稀混合料的作用,其用量多少應該視骨料的干濕程度確定,要確保良好的攤鋪狀態,不能出現稀漿離析流淌現象,否則會影響封層質量。稀漿混合料在實驗室完成配合比設計后,在施工中嚴禁隨意改動,只有加水量可以根據施工環境、天氣氣溫等具體情況的變化進行小幅調整。

2.2 正確掌握施工時機

在了解稀漿封層技術屬于預防性養護這個功能特點的基礎上,正確掌握施工時機,不要等到道路已經損壞相當嚴重,我們才進行稀漿封層,這很可能導致失敗。稀漿封層技術在實際施工中,應該大力提倡。在施工過程中,首先要了解路面損壞的具體情況,先做處理,再進行修補,加鋪稀漿封層,選擇正確的施工時間。稀漿封層養護方法應根據實際路況,選擇不同的養護方法,并非所有的道路都可以使用同種方法,也可以采用乳化瀝青表面處治、貫入式、乳化瀝青加鋪罩面等,也可以借鑒國外同類效果更好的養護方法。

2.3 原路面的清理和初期養護

在整個稀漿封層施工工藝中,對原路面的清理和初期養護工序十分重要。為了保證稀漿封層混合料與原路面十分牢固地結合在一起,在進行稀漿封層作業之前,必須要對原路面進行徹底的清理和修補。具體要求是:對原路面存在的松散、脫皮、啃邊、坑槽等病害要預先處理完畢,須達到《公路養護技術規范》的要求;將路面擁包、隆起等突出部位鏟平;將路面上的牲畜糞便、泥土、石塊等雜物清掃干凈,以達到稀漿封層與原路面的牢固結合,避免松散、脫皮病害的產生;對路面灑水,保持路面濕潤。

2.4 優化交通管制

對于交通量大的公路上施工,交通管制工作顯得尤其重要。交通管制工作是提高施工質量的關鍵環節。在稀漿封層作業時,為了不使封層出現車轍,應該在工作面兩端設立護欄和標志,在路的中線拉繩或者豎小紅旗警示。一般施工路段很難做到完全禁絕交通,可以采用路障隔離封閉,并派專人來回巡視,晝夜值班。在稀漿封層固化前,禁止一切車輛駛入,做好交通管制工作,防止行車碾壓,以達到更好的質量效果。

2.5 攤鋪

稀漿封層的質量與攤鋪后成型期間的保護也有關系,在成型期間,必須封閉保護,禁止車輛的碾壓。因為被車輛碾壓后形成的松散、車轍輪跡不但影響路面質量,而且很難補救。交通繁忙路段不宜采用連續攤鋪,以免隔離管護段過長影響交通,必要時可以專人指揮交通設,設立單行道。因攤鋪接頭或機械故障等一次攤鋪不成功時,可以進行第二次攤鋪補救病害。但是攤鋪時需要待攤鋪的稀漿完全硬化成型后、攤鋪槽刮不動時進行開始,防止刮痕的產生,影響攤鋪質量。

2.6 注意天氣情況

在稀漿封層施工前,應及時關注天氣情況。嚴禁雨天施工,因為新鋪筑的封層如果被雨淋,將造成乳化瀝青的嚴重流失,小雨的沖刷會使封層松散脫落。對稀漿封層的質量極為不利,影響施工。所以,在施工時一定要與當地氣象部門經常聯系,掌握天氣變化,以免造成浪費和返工。在雨后施工行時,也要對路面上殘留的泥塊、雨水等徹底清除,使其稀漿能與路面更好的結合牢固,最后再做封層攤鋪。

2.7 機械設備

為了提高封層效率,可以采用配套完整的機械設施。一般的稀漿封層機攤鋪一車需要大概15分鐘左右,但在攤鋪后的清洗、加水、裝料、裝乳化瀝青等準備工作卻要花費掉很多的時間。節省時間、提高施工效率,可以配備瀝青車、灑水車、裝載機或拉料車,使水、瀝青、石料同時向封層機加裝,減少輔助工作時間,提高封層效率。

2.8 文明施工

在稀漿封層施工過程中,稀漿混合料和臨時料堆易造成路肩邊坡面和其它附屬設施的污染,所以施工時要將廢棄的稀漿混合料妥善處理,嚴禁將其丟棄在路肩和邊坡上。臨時堆料場要及時進行清掃,做到工完料清、干凈整潔。

3社會效益和經濟效益分析

通過乳化瀝青稀漿封層技術在公路養護中的應用,分析其帶來的社會效益和經濟效益。

1)節約能源。生產乳化瀝青時,瀝青只要加熱到130℃~140℃,之后可以常溫儲存,無需重復加熱,并且加熱溫度比熱瀝青降低50℃左右,比用熱瀝青修路可節約能源。

2)減少環境污染。稀漿封層施工是在常溫條件下工作,避免了熱瀝青的燙傷等危險,改善了施工條件;沒有繁重的體力勞動,基本由機械自動操作,降低了工人的勞動強度。大大減少有害氣體的排放,減少了環境的污染。

3)延長施工季節。乳化瀝青稀漿封層在常溫時就可以開始施工,與常用的熱瀝青施工相比,工期可延長2~4個月;在雨后也可馬上施工,節省資金,降低浪費。

4)節省材料,降低成本。由于乳化瀝青與礦料表面擁有很強的粘結性,并且瀝青膜形成均勻,更易準確的控制瀝青用量的多少,使其達到適宜程度。可以有效地節省材料,降低成本。摻入纖維后,每平方米單價雖然比普通乳化瀝青稀漿封層約增加5%,但提高了路面受力均勻性、耐久性,延長了使用壽命,具有較好的經濟效益和社會效益。

通過價格和使用年限計算比較,用乳化瀝青稀漿封層技術養護高等級公路比傳統的熱拌瀝青和普通的稀漿封層技術可以節約大量的養護資金。隨著公路建設的發展,養護工作量會越來越大,若采用乳化瀝青稀漿封層技術,會帶來更大的經濟效益和社會效益。

4結論

通過對乳化瀝青封層技術的特性和施工工藝的研究總結,進行了經濟效益和社會效益的分析。

1)在面臨目前大多數承受著超載和超擴展服務狀態,迫切需要大中修或維修保養的路面,又需要加快固化速度,提高維修質量,降低維修成本的情況下,稀漿封層是最適合的預防維護公路的施工方法,應該推廣改性乳化瀝青稀漿封層技術。

2)乳化瀝青封層技術有快捷、經濟、使用、方便特點,在使用過程中也要按照施工要求施工,以達到路面質量要求。

3)乳化瀝青的使用量和占用的比例將增長,乳化瀝青稀漿封層技術是快速發展和應用的,是一種性能好的路面材料。對國家的道路和橋梁的建設和維護,將發揮重要作用。因此,乳化瀝青稀漿封層技術的應用前景將十分廣闊。

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關鍵詞:乳化瀝青 公路工程 應用

1 前言

在眾多的公路工程建設應用中,乳化瀝青提供了一種比熱瀝青更為安全、節能和環保的系統,因為這種工藝避免了高溫操作、加熱和有害排放。乳化瀝青主要用于道路的升級與養護,如石屑封層,還有多種獨特的、其它瀝青材料不可替代的應用,如冷拌料、稀漿封層。所以乳化瀝青是將通常高溫使用的道路瀝青,經過機械攪拌和化學穩定的方法(乳化),擴散到水中而液化成常溫下粘度很低、流動性很好的一種工業建筑材料。可以常溫使用,且可以和冷的和潮濕的石料一起使用。當乳化瀝青破乳凝固時——還原為連續的瀝青并且水分完全排除掉,道路材料的最終強度才能形成。乳化瀝青可用于新建道路施工,如粘層油、透層油等。

2 乳化瀝青的優點和經濟性

2.1多用途性

乳化瀝青有許多種用途,應用時要選擇合適設方法,因為它們有一個非常廣設應用范圍。在房屋建筑得防水層施工中也有乳化瀝青的應用,同樣乳液既能夠作大面積的封層撤布,如房屋屋頂,也能夠用來進行小范圍設坑槽修補工作,如公路養護。因為它們能夠長期儲存在儲罐中,在偏遠地區應用時,利用滾筒灑布應用起來非常容易。

2.2節能

稀釋瀝青中的煤油或汽油含量可以達到50%,而乳化瀝青中則只含0-2%。所以,這是一項在白色燃料生產利用方面具有重要價值的節約行為,僅僅依靠增加輕制油溶劑來減少瀝青的粘度標準,瀝青就能夠被澆灌和撒布,并希望使用后的輕制油能夠揮發進入大氣中。但是在實際施工中,如果輕制油不能夠揮發,那么瀝青就太軟了,在交通荷載作用下,道路表面就可能泛油或變形。

2.3使用方便

乳液設專業化撒布,需要專業化設設備,如撒布機。然而,小面積設乳液應用可直接采用手工澆灌和手工撒布,如小面積設坑槽補工作、裂縫填縫料等,小數量設冷拌混合料只需要基本設備就行。例如,一只帶擋板的灑水壺和一個鐵鍬就能夠進行小面積的封層和裂縫修補,采用灌入式坑槽修補方法填充路面坑洞等應用簡單易行。所以,在具體施工時使用非常方便 。

3 乳化瀝青在公路工程中的應用

3.1路面損壞分類如下:

(1)變形或扭曲。路面的塑性變形是由于車輛超載造成的。包括車轍、擠漿和搓板現象及路面推擠。

(2)裂縫。路面裂縫是由許多因素產生的,其中有許多是結構上設原因。例如,疲勞裂縫是由于路面剛度喪失和交通車輛的反復碾壓引起的;縱裂縫、網裂縫和溫縮裂縫是由于材料和設計因素引起的,既有路面的原因,也有材料老化和環境方面的原因。反射裂縫是由于已存在的裂縫損壞或在水泥混凝土路面中連接起來引起的。

(3)破裂。隨著時間的推移,道路面層逐漸老化、瀝青的老化在不同程度上取決于環境和瀝青的化學性質,這些老化將導致路面斷裂、面層結構喪失和通常的裂縫和坑洞。坑洞是由于混合料中細料的喪失或路面粒料較小及路面下沉造成的。

(4)剝離。水分侵蝕由于一些瀝青對水的敏感性,特別是在車輛和孔隙水壓力的作用下,引起瀝青的粘附性喪失和路面坍陷。

3.2乳化瀝青的應用

(1)稀漿封層。稀漿封層是一種冷拌瀝青混合料,具有骨料和瀝青混合的優點,在通常情況下,相似的級配稀漿封層具有比熱拌瀝青混合料高的模量,所以常用它來填充路面車轍。比較高的穩定度具有較高的抗變形能力。混合料通常是由較硬設細骨料級配和耐磨的具有高砂當量的骨料組成,特別是微觀封層和聚合物改性封層這種情況極大地增加了路面的強度和完整性。這使路面具有高磨損阻力和極好的變形阻力。乳化瀝青乳液也容易在移動的稀漿封層攤鋪機上使用,在該機器上進行拌和及運用摻加劑進行化學控制來滿足養護的需要。

(2)車轍修補。采用微觀封層混合料進行路面車轍修補將使路面持續較長的時間,對熱拌瀝青混合料來講,將持續大約8-10年的時間。顯而易見,正確的混合料設計和鋪筑是非常重要的,采用微觀封層進行路面車轍修補的相對費用比熱拌瀝青混合料要少,這主要是不需要脫離拌和設備現場;對通常的車轍道路表面不需要研磨,這是因為乳化瀝青允許潮濕的道路表面和較好的粘附性,沒有粘結層;現場使用的材料基本費用比較少。

(3)面層修整。通常情況下,在居民住宅區、稀漿封層根據原有的道路表面使用壽命可以持續4-8年。在高速公路上應用微觀封層或者聚合物改性稀漿封層,其使用壽命將達到8年。

(4)石屑罩面。目前,世界上有各種各樣的道路表面處治方法,其中石屑罩面、撒布封層是最常用的路面養護方法。石屑罩面是在道路面層上使用一種標準的瀝青撒布機灑布一層粘結料,然后鋪一層同粒徑的比較好的骨料。這種方法可以根據交通類型進行調整,粘結料和石料兩者的撒布率必須符合設計要求,所采用的粘結料和石料必須經過嚴格的篩選(粘結料在粘度、附著力、模量和適當的彈性及石屑的形狀、結構、大小和干凈程度等方面都應嚴格要求)。石屑罩面的復合封層如果在比較好的道路基層上進行,處理后的道路表面可承受的交通量將達到40000輛/日,同時也能夠通行大型載重車。石屑罩面是一個高瀝青含量的薄表面處治層,但是這種處治層是柔性的和耐磨的。摻加聚合物能夠增加粘結力、粘附性、耐磨性和路面的抗裂性能。這使石屑罩面既能夠用于道路養護,又可以用于道路重建,尤其是在道路的抗裂方面有重要作用。另外,使用SBR或SBS改性能夠進行道路封層和橋梁裂縫修補,尤其重要的是可以減少路面的反射裂縫。由于乳液具有極好的潮濕性、化學粘附性和乳化劑系統及對路面的修補養護性質,所以乳液比較適合于路面撒布。根據天氣和交通情況,路面灑布時要求比較好的交通控制及比較好的封層條件。

篇8

關鍵詞:溫拌瀝青混合料;高溫穩定性;低溫抗裂性;水穩定性

中圖分類號:U414 文獻標志碼:B

Research on Pavement Performance of Warm Mix Emulsified Asphalt

SANG Yu

(Hangzhou Highway Administration, Hangzhou 310030, Zhejiang, China)

Abstract: The difference between warm mix emulsified asphalt and hot mix asphalt in pavement performance was studied. With a fixed gradation and asphaltaggregate ratio, the high temperature stability, crack resistance at low temperature and water stability were verified by running the rutting test, low temperature splitting test and Marshall immersion test, and the comparison with hot mix asphalt was conducted. The results show that warm mix emulsified asphalt has better high temperature stability and water stability, while the crack resistance at low temperature is not as good as hot mix asphalt.

Key words: warm mix asphalt; high temperature stability; crack resistance at low temperature; water stability

0 引 言

溫拌乳化瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的礦料級配和瀝青用量基本相同,只是通過改變原材料、工藝等降低熱拌瀝青混合料施工溫度[13]。較熱拌瀝青混合料而言,溫拌瀝青混合料施工過程中能減少CO2、SO2等有害氣體的排放,減輕對大氣的污染,降低能量消耗[46]。

本文通過對溫拌乳化瀝青混合料的壓實特性、高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性等方面進行試驗,分析溫拌乳化瀝青混合料的路用性能,并對溫拌乳化瀝青混合料的經濟效益和社會效益進行評價。

1 試驗原材料

本試驗乳化瀝青采用美國美德維實維克公司所生產的PC1606型乳化劑對克拉瑪依AH90#瀝青進行乳化生產,乳化后的瀝青放置于80 ℃的恒溫箱中。90#基質瀝青技術指標試驗結果見表1;試驗所采用的粗集料和細集料均為石灰巖,集料及礦粉的技術指標詳見表2、3。

2 溫拌瀝青混合料的合成級配設計

為了充分比較熱拌瀝青混合料與溫拌乳化瀝青混合料的性能,本試驗中熱拌瀝青混合料與溫拌瀝青混合料選擇相同的級配,即以中粒式密級配瀝青混合料AC16作為本項目的研究對象,具體級配如表4所示。

3 最佳油石比的確定及試件制備

溫拌乳化瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的試件均采用馬歇爾試驗儀進行制備,做成直徑為1016 mm、高為635 mm的圓柱體。溫拌乳化瀝青混合料拌和溫度不高于135 ℃,試件擊實溫度不高于120 ℃;而熱拌瀝青混合料拌和溫度與擊實溫度均與常規試驗方法相同。最終通過馬歇爾擊實試驗確定該目標級配的最佳油石比為4.8%。

溫拌乳化瀝青混合料與熱拌瀝青混合料馬歇爾試件各制備3組,每組共計10個,通過試驗對比溫拌與熱拌瀝青混合料之間的性能差異。

4 瀝青混合料的壓實特性

瀝青混合料的性能與空隙率的大小密切相關[7],本文進行變溫擊實馬歇爾試驗。當密級配瀝青混合料AC16的擊實溫度由100 ℃逐漸增高至180 ℃,馬歇爾試件的空隙率由5.5%降低至35%,也就是說馬歇爾試件擊實溫度與空隙率成反比關系。當溫度一定時,溫拌瀝青混合料具有較低的粘度,瀝青流動性變大,可充分完成對集料的包裹,瀝青混合料集料在反復擊實的作用下,實現彼此之間充分的嵌擠,降低空隙率,提供試件的密實度。通過試驗最終確定溫拌瀝青混合料的拌和溫度為130 ℃,試件擊實溫度為120 ℃。

5 溫拌瀝青混合料室內路用性能

本文選擇3組120 ℃溫拌瀝青混合料擊實試件與熱拌瀝青混合料馬歇爾試件作為試驗對象,分別對馬歇爾試件進行高溫穩定性、低溫抗裂性及水穩性試驗,并與普通熱拌瀝青混合料進行比較。

5.1 高溫穩定性

高溫穩定性是評價瀝青混合料路用性能的重要指標之一,直接影響路面的平整度及車輛行駛的舒適度[8]。瀝青混合料強度及高溫穩定性與粘結力、內摩擦角息息相關。瀝青的粘度越大,粘結力越大,瀝青混合料的強度就越高,高溫穩定性也越好。

通過車轍試驗測試了溫拌瀝青混合料AC16的高溫穩定性,其動穩定度平均值為2 811 次?mm-1,變異系數為77%;熱拌瀝青混合料標準馬歇爾試件的動穩定度為1 600 次?mm-1,變異系數為86%。試驗證明,在相同的集料級配下,溫拌瀝青混合料能有效提高瀝青混合料的高溫穩定性。

5.2 低溫抗裂性

低溫抗裂性是寒冷地區路面破壞的主要形式之一。隨著瀝青混合料內部應力的逐漸積累,并達到面層抗拉強度的極限時,瀝青混合料就會形成裂縫。水分順著裂縫侵入面層并在凍融變換、車輛荷載等的反復作用后,路面的承載力下降,同時導致病害發展,降低了車輛行駛的舒適度及路面的使用壽命[910]。通過對馬歇爾試件進行-10 ℃低溫劈裂試驗,驗證溫拌瀝青混合料的低溫抗裂性。試驗結果顯示,溫拌瀝青混合料劈裂強度為1.83 MPa,熱拌瀝青混合料劈裂強度為1.98 MPa,溫拌瀝青混合料低溫抗裂性降低,但劈裂強度均滿足相關規范的要求。

5.3 水穩定性

水穩定性是評價瀝青混合料抵抗水分對瀝青混合料侵蝕的能力。瀝青混合料路面中的水分以水膜或水汽的形式存在,在車輛動態荷載的作用下,瀝青與集料之間粘結力下降,繼而脫落,水分進一步侵蝕,集料就會慢慢出現松散等情況,形成坑槽、龜裂等病害[11]。本文通過54 h浸水馬歇爾試件的穩定度、流值等來評價溫拌瀝青混合料的水穩性,試驗結果見表5。

從試驗結果可以看出,溫拌乳化瀝青混合料較熱拌瀝青混合料具有更好的穩定度、流值及殘留穩定度比,這說明乳化劑能有效地增強瀝青與集料之間的粘結力,抗剝落,使溫拌瀝青混合料具有較好的水穩定性。

6 經濟效益和社會效益分析

溫拌瀝青混合料未能完全普及應用,主要是由于其成本較高。從節約加熱燃料、提高使用效率等方面對溫拌瀝青混合料的經濟性做全面的評價。假定每噸熱拌瀝青混合料價格為450元,而溫拌瀝青混合料添加劑增加費用約60元,燃料方面節約20元,混合料產出效率方面節約60元,降低施工溫度并延長施工時間方面節約20元,因此每噸溫拌瀝青混合料的價格約為410元,與熱拌瀝青混合料相比具有更好的經濟效益。

國外研究表明:添加沸石制備溫拌瀝青混合料能降低能耗30%;同時降低生產和攤鋪過程中所產生的CO2、SO2等有害氣體約20%~30%,并且能有效降低施工過程中所產生的苯并芘等有害物質,減少對公共環境及工人身體健康的影響。

7 結 語

(1)通過對試驗數據的整理、歸納、分析得出,溫拌瀝青混合料的路用特征基本符合且達到相同類型的熱拌瀝青混合料的規范,通過對鋪裝在道路上的溫拌瀝青的性能進行檢測,證明其路用性能良好。

(2)溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料路用性能基本相當,溫拌瀝青混合料的抗車轍能力和水穩定性有所提高,但低溫抗裂性相對降低。

(3)溫拌瀝青混合料較熱拌瀝青混合料具有更好的經濟效益和社會效益,符合中國節能減排的發展方向。

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篇9

農村公路是反應我國農村經濟發展的集中體現,是農村現代化的重要標志。但是農村公路一般等級比較低,在交通荷載和氣候因素的影響下,會逐漸失去其服務能力,通車使用一段時間后,路表面的粗糙度或構造深度將會衰減,直接危及到汽車的行車安全,影響農村公路的行車使用性能,為此必須對農村公路采取非常完善的養護措施。隨著科學技術的發展,乳化瀝青可應用于公路日常性養護、突發性應急養護及預防性養護作業。該技術能實現原路面材料100%循環利用,提高公路突發事件應急搶修能力,最大限度地節約資源及降低養護維修成本。本文具體探討了乳化瀝青在農村公路中養護中的應用效果,現報告如下。

1. 乳化瀝青的含義與應用機理

1.1乳化瀝青的含義

乳化瀝青是瀝青和乳化劑在一定工藝作用下,生成水包油或油包水的液態瀝青。 乳化瀝青是將通常高溫使用的公路瀝青,經過機械攪拌和化學穩定的方法,擴散到水中而液化成常溫下粘度很低、流動性很好的一種公路建筑材料。陽離子乳化瀝青的瀝青微粒帶正電荷,陰離子乳化瀝青微粒帶負電荷。當陽離子乳化瀝青與骨料表面接觸時,由于所帶電荷不同,產生異性相吸,兩者在有水膜的情況下能使瀝青微粒裹覆在骨料表面,仍能很好吸附結合。陰離子乳化瀝青正好相反,它與潮濕骨料表面都帶負電荷,使其產生同性相斥,瀝青微粒不能很快粘附在骨料表面上,若要使瀝青微粒裹覆在骨料表面,必須待乳化液中水分蒸發后才行。

1.2乳化瀝青的應用機理

當乳化瀝青破乳凝固時,還原為連續的瀝青并且水分完全排除掉,公路材料的最終強度才能形成。改性乳化瀝青是瀝青和乳化劑,在和膠乳在一定工藝作用下,產生的液態瀝青。改性乳化瀝青和乳化瀝青就區別于生成時加沒加加膠乳。 在眾多的公路建設應用中,乳化瀝青提供了一種比熱瀝青更為安全、節能和環保的系統,因為這種工藝避免了高溫操作、加熱和有害排放。

2. 乳化瀝青在農村公路中養護中的應用技術

2.1冷再生混合料筑路技術

乳化瀝青就地冷再生技術以乳化瀝青作為再生劑,適當添加水泥、新料等材料,采用專用就地冷再生設備對舊瀝青混合料進行再生利用的一項技術。通常施工準備、冷再生施工、攤鋪和碾壓能夠在1-2天內完成,再生路段經過4-7天養生后便可罩面開放交通。乳化瀝青冷再生混合料筑路技術可實現將廢舊瀝青路面材料100%循環利用,有效解決因舊料的堆放帶來占用土地問題,降低砂石料開采對環境的破壞,緩解了砂石料資源日趨緊張的矛盾。混合料生產過程無需加熱,既節約能源,又避免瀝青煙等有毒氣體排放。冷再生混合料筑路技術對實現公路行業低碳生產,發展循環經濟提供了重要的技術支持,具有顯著環保意義。比如當前北京市市政路橋綠色建材工程技術研究中心在乳化瀝青冷再生關鍵技術的研究取得了突破性進展。提出了基于混合料性能的乳化瀝青配方優選及調整方法以及乳化瀝青混合料施工的三階段壓實度控制方法,并開發出多種適合不同基質瀝青、不同應用條件的乳化瀝青產品。在具體應用中,就地冷再生技術采用就地銑刨,就地再生攤鋪的方法,充分利用舊瀝青混凝土,消除舊路的一些病害,如瀝青面層的車轍、擁包、裂縫和松散等,同時可以保持路面標高,重建公路輪廓,改善橫坡,從而提高公路等級。

2.2熱再生修補技術

與傳統乳化瀝青的作業相比,熱再生修補技術具有節約工時成本、降低施工污染、廢料再生利用等幾大優勢。在該設備系統中,其擁有大型加熱料倉,可全天候提供路面修補熱料,并且在行駛過程中就可對料倉進行加熱,在車輛抵達施工點時,瀝青料已達到施工溫度,能節約大量等候時間,特別是在部分突發性應急搶修方面具有明顯的速度優勢。此外,該設備自帶的加熱墻可直接對病害路面進行加熱,達到施工溫度后由液壓疏松耙將病害路面耙松,填充新料并噴灑適量的乳化瀝青,整平后直接用壓路機壓實路面。在整個演示過程中,不僅傳統小修保養作業中的開方、切槽、破碎等繁瑣工序都沒有了,大大縮短施工周期,而且實現了原路面材料的100%就地再生利用,有效減少了施工對周邊土地和環境的污染,降低了維修成本。此外,由于該設備采用熱再生無縫修補,可以有效避免雨水下滲,提高修補路面的使用壽命。

3. 乳化瀝青在農村公路中養護中的應用案例分析

篇10

【關鍵詞】乳化瀝青稀漿混合料;快凝添加劑;開放交通時間

Experimental study of emulsified asphalt slurry additive mixture with rapid solidification

Di Lin

(Pingdingshan Highway Administration Pingdingshan Henan 467000)

【Abstract】To shorten the emulsified asphalt slurry mixture opening time traffic, the use of orthogonal test pilot study, presented emulsified asphalt slurry mixes with the development of rapidly solidified additive method, the results show that the use of additives by rapid solidification, emulsified asphalt slurry mix open transport time can be shortened 3h ~ 5h.

【Key words】Emulsified asphalt slurry mixture;Rapid solidification additives;Open travel time

1. 前言

當稀漿混合料攤鋪厚度較大時,單位面積的用水量也大,水分消耗慢,成型慢,開放交通時間長。試驗和工程實踐表明,在不使用快凝添加劑時,2cm厚的稀漿混合料即使在30℃以上的晴好天氣,成型一般也需要6h以上,開放交通時間太長。為此,開發快凝添加劑,對于攤鋪厚度較大的稀漿混合料的成型是亟待要解決的問題。

2. 攤鋪時每平方米稀漿混合料的總用水量

(1)稀漿混合料中水分的消化有兩種方式。一種是自然揮發,稱為物理耗水;另一種是發生化學反應而消耗掉,化學耗水。

(2)表1是攤鋪時每平方米不同稀漿混合料的總用水量,表2是在不使用添加劑時不同型號的稀漿混合料自然狀況下的耗水速度。

(3)由表1可以看出,攤鋪時每平方米稀漿混合料的總用水量相比:MS-7型稀漿混合料比ES-1型稀漿混合料多2130g,總用水量的倍數為4.0;MS-7型稀漿混合料比ES-2或MS-2型稀漿混合料多1500g,總用水量的倍數為2.1;MS-7型稀漿混合料比ES-3或MS-3型稀漿混合料多930g,總用水量的倍數為1.5;MS-7型稀漿混合料比MS-4型稀漿混合料多900g,總用水量的倍數為1.5。由此可見,即使單位時間面積的水分揮發或蒸發量(即物理耗水速度)一樣,MS-7型稀漿混合料中的水分耗干所需的時間也要比其它型號的稀漿混合料長得多。況且不同厚度的稀漿混合料的物理耗水速度是不一樣的,厚度越厚則物理耗水速度越慢。

(4)由表2可知,MS-7型微表處的物理耗水速度比其它型號稀漿混合料都要慢。

(5)在單位面積用水量大和物理耗水速度慢的雙重作用下,造成MS-7型微表處的成型緩慢,盡而導致開放交通時間也很長。如表3所示。

3. 快凝添加劑的試制方法

3.1 稀漿混合料體系是十分復雜而又脆弱的體系,在添加劑方面其主要表現在:相同的添加劑(包括種類和數量)在不同稀漿混合料體系中對成型速度的影響是不同的;相同的稀漿混合料在不同的環境中其性質有可能會不同。因此,添加劑的使用并沒有固定不變的規律可以遵循,必須“一事一試”。關于這一點需要著重強調,對于快凝添加劑也是如此。但是我們還是可以運用正確的方法――正交試驗法,快捷地探尋出適合特定稀漿混合料體系的快凝添加劑,進而確定最優工藝方案。快凝劑的效果主要是通過開放交通時間來體現的。

3.2 下邊是研究MS-7型微表處成型速度時的一次試驗,以之為例來簡介正交試驗法。

(1)根據我們的經驗,選擇水泥用量(水泥質量和集料質量的百分比)、速凝劑用量(速凝劑質量和水泥質量的百分比)和溫度(環境因素的代表)三個因素(其它因素保持不變)作為試驗對象,每個因素選定三個水平,選用L9(34)正交表安排試驗方案,不考慮交互作用。

(2)按照正交試驗計劃表的安排,分別稱取水泥、速凝劑和其它材料(用水量6%;油石比6%;集料級配用pi=100 diDn計算,其中n=0.45等),在計劃的溫度環境里進行試驗,用粘聚力試驗測定其開放交通時間。

(3)試驗用水泥的強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥;集料為玄武巖碎石,填料為石灰巖礦粉;水為飲用水;乳化瀝青為SBR改性乳化瀝青。

(4)正交試驗結果及分析表如表4所示;因素與試驗指標的關系如圖1所示。

(5)在此次試驗中,水泥和速凝劑的使用都是為了加快成型速度,但其對開放交通時間的影響程度(或者叫影響靈敏度)不如溫度。我們在許多其它試驗中也得出同樣的結論,這就促使我們還要更深入更廣泛地進行研究,探索加快MS-7型微表處成型速度的途徑,以減小成型速度對溫度的依賴程度。

(6)試驗結果表明,當水泥質量與集料質量的百分比為3%、速凝劑質量與水泥質量的百分比為20%和溫度為25℃時為最優方案。因此,快凝添加劑用3份水泥與0.6份速凝劑配合而成。

4. 小結

雖然MS-7型稀漿混合料攤鋪厚度達到31.5mm左右,單位面積用水量也較大,但通過使用快凝添加劑,完全可以把開放交通時間控制在3h以內,比MS-3型微表處開放交通時間略微有所延長,完全可以接受。

參考文獻

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