乳化瀝青透層油施工中若干問題的探討

1、乳化瀝青透油層施工中若干問題的探討楊熙專摘要：在乳化瀝青透層油施工時，由于諸多因數(shù)的影響，往往造成透層油滲透深度不夠、起皮、高溫軟化等等后果。本文將對乳化瀝青透層油施工中的若干問題進(jìn)行探討，提出相關(guān)的解決方案。關(guān)鍵詞：乳化瀝青 透層油 施工1. 前言在瀝青路面的級配沙礫、級配碎石基層及水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定土或粒料的半剛性基層上進(jìn)行透層油施工時，往往由于施工原料的選擇不當(dāng)、施工機具的掌握不精、施工工藝的控制不嚴(yán)等諸多原因，造成透層油滲透深度不夠、起皮、高溫軟化等后果。本文將依據(jù)作者多年瀝青路面施工的經(jīng)驗，對乳化瀝青透層施工中的若干問題進(jìn)行探討，謹(jǐn)起拋磚引玉之效。2. 施工原料的選擇

2、2.1. 施工規(guī)范對透層油施工的相關(guān)規(guī)定根據(jù)交通部2005年1月1日開始實施的公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）的規(guī)定：瀝青路面各類基層都必須噴灑透層油?；鶎由显O(shè)置上下封層時，透層油不宜省略。根據(jù)基層類型選擇滲透性好的液體瀝青、乳化瀝青、煤瀝青作透層油，噴灑后通過鉆孔或挖掘確認(rèn)透層油滲透入基層的深度宜不小于5mm（無機結(jié)合料集料基層）10mm（無結(jié)合料基層），并能與基層聯(lián)結(jié)成為一體。在實際應(yīng)用中，因液體石油瀝青在使用過程中會有溶劑的揮發(fā)，造成環(huán)境的污染，且殘留的溶劑會對透層瀝青的品質(zhì)造成極大的傷害，現(xiàn)在已很少使用；煤瀝青因其主要用于碳素材料的制取，加之其儲存的溫度要求在709

3、0之間且不宜長期儲存，現(xiàn)在已很少路用?，F(xiàn)在的透層油施工，基本上使用慢裂灑布型乳化瀝青（PC2 PA2 PN2），若條件不具備，對施工機具及施工工藝適當(dāng)調(diào)整，亦可使用中、快裂灑布型乳化瀝青（PC1 PC3 PA1 PA3）甚至中、慢裂拌合型乳化瀝青(BC1 BA1 BN1)。表一為道路用乳化瀝青技術(shù)要求表一 道路用乳化瀝青技術(shù)要求試驗項目單位品種及代號試驗方法陽離子陰離子非離子噴灑用拌合用噴灑用拌合用噴灑用拌合用PC-1PC-2PC-3BC-1PA-1PA-2PA-3BA-1PN-2BN-1破乳速度快裂慢裂快裂或中裂慢裂或中裂快裂慢裂快裂或中裂慢裂或中裂慢裂慢裂T0658離子電荷陽離子(+)陰離

4、子(-)非離子T0653篩上殘留物（1.18mm篩），不大于%0.10.10.1T0652粘度恩格拉粘度計E252101616230210161623016230T0622道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計C25.3s102582082010601025820820106082010-60T0621蒸發(fā)殘留物殘留物含量,不小于%50505055505050555055T0651溶解度,不小于%97.597.597.5T0607針入度（25）0.1mm5020050300451505020050300451505030060300T0604延度（15）, 不小于cm404040T0605與粗集料的粘附性，裹附面積,

5、不小于2/3-2/3-2/3-T0654與粗、細(xì)粒式集料拌合試驗-均勻-均勻-T0659水泥拌合試驗的篩上剩余,不大于%-3T0657常溫貯存穩(wěn)定性1d,不大于%111T06555d,不大于%555注：1.P為噴灑型，B為拌合型，C、D、N分別表示陽離子、陰離子、非離子乳化瀝青。2.粘度可選用恩格拉粘度計或瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計之一測定。3.表中的破乳速度與集料的粘附性、拌合試驗的要求、所使用的石料品種有關(guān)，質(zhì)量檢驗時應(yīng)采用工程上實際的石料進(jìn)行試驗，僅進(jìn)行乳化瀝青產(chǎn)品質(zhì)量評定時可不要求此三項指標(biāo)。4.貯存穩(wěn)定性根據(jù)施工實際情況選用試驗時間，通常采用5d，乳業(yè)生產(chǎn)后能在當(dāng)天使用時也可采用1d的穩(wěn)定性。5

6、.當(dāng)乳化瀝青需要在冰凍條件下貯存或使用時，尚須按T0656進(jìn)行-5低溫貯存穩(wěn)定性試驗，要求沒有粗顆粒、不結(jié)塊。6.如果乳化瀝青是將高濃度產(chǎn)品運到現(xiàn)場經(jīng)稀釋后使用，表中的蒸發(fā)殘留物等各項指標(biāo)指稀釋前乳化瀝青的要求。2.2.乳化瀝青的分類 那么，乳化瀝青又是如何分類的呢？交通部2005年1月1日開始實施的公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）（表二）對此做出了規(guī)定： 分類品種及代號使用范圍陽離子乳化瀝青PC-1表處、貫入式路面及下封層用PC-2透層油及基層養(yǎng)生用PC-3粘層油用BC-1稀漿封層或冷拌瀝青混合料用陰離子乳化瀝青PA-1表處、貫入式路面及下封層用PA-2透層油及基層養(yǎng)生用

7、PA-3粘層油用BA-1稀漿封層或冷拌瀝青混合料用非離子乳化瀝青PN-1透層油用BN-1與水泥穩(wěn)定集料同時使用（基層路拌和再生） 表二 乳化瀝青品種及適用范圍2.3乳化瀝青與礦料結(jié)合的原理從表二中我們看出，適用作透層油施工的既有陽離子型乳化瀝青，又有陰離子型乳化瀝青，還有非離子型乳化瀝青，我們?nèi)绾伟凑諏嶋H的施工情況選擇呢？要解決這個問題，我們首先要弄清楚各種乳化瀝青與物料裹附的原理：一般情況下，在乳化瀝青溶液里，因所使用乳化劑的不同，瀝青微粒會帶有（+）（-）電荷。對于陰離子型乳化瀝青而言，其瀝青微粒帶有（-）電荷，濕潤礦料也帶有（-）電荷，由于同性電荷相斥的原因，二者之間在有水膜的情況下，難

8、以相互結(jié)合，必須待乳液中的水分蒸發(fā)后，瀝青微粒才能裹附到礦料表面。所以陰離子瀝青乳液與礦料的裹附只是靠單純的粘附作用，乳液與礦料的粘結(jié)力比較低，若在施工中遇上陰濕季節(jié)，乳液中的水分蒸發(fā)緩慢，瀝青裹附礦料的時間延長，會延緩開放交通的時間。但是，堿性礦料表面與瀝青微粒的粘附性很強，當(dāng)乳液中的水分蒸發(fā)后，乳液的技術(shù)性能是由瀝青決定的，所以陰離子瀝青乳液與堿性礦料結(jié)合，路用性能會很好。而酸性礦料同陰離子瀝青乳液接觸時，由于乳液和礦料表面都帶（-)電荷，因而其與酸性石料的粘附性會很差，直接影響瀝青路面的使用性能。陰離子乳化瀝青與礦料的粘附過程示意圖如圖一所示。圖一 陰離子乳化瀝青與礦料的粘附過程示意圖。

9、對于陽離子型乳化瀝青而言，其瀝青微粒帶有（+）電荷，濕潤礦料表面帶有（-）電荷，由于異性電荷相吸的原因，盡管二者之間有水膜，仍會使瀝青微粒很快的吸附在礦料表面。即使在陰濕季節(jié)或低溫季節(jié)（5以上），陽離子瀝青乳液仍可以照常施工。從化學(xué)反應(yīng)角度看，陽離子乳化瀝青對于堿性礦料有著良好的粘附性。這是因為陽離子乳化瀝青有一定的游離酸，PH值小，游離酸與堿性石料起作用后，生成氯化鈣和帶負(fù)電荷的碳酸離子，恰好它與裹附在瀝青周圍的陽離子中和，所以瀝青微粒能與礦料表面緊密相連，形成牢固的瀝青膜，同時將乳液中的水份很快地分離出來，分解破乳。而對于酸性礦料，由于其表面帶有（-）電荷，與陽離子乳化瀝青自然就有著良好的

10、粘附性。陽離子乳化瀝青與礦料的粘附過程示意圖如圖二所示。圖二 陽離子乳化瀝青與礦料的粘附過程示意圖對于兩性離子型乳化瀝青而言，其所帶電荷極性是隨溶液的PH值變化而變化的，所以這類瀝青乳液兼具陰、陽離子型乳化瀝青的特點。此類型乳化瀝青成本較高，國內(nèi)目前僅是研究試驗階段。對于非離子型乳化瀝青而言，其乳液中的乳化劑在水中不電離，但有親水基，也有親油基。這類表面活性劑在無水狀態(tài)時是鋸齒形的長鏈分子，但溶于水后則成為曲折形，親水性的氧原子被水分子拉出來處于鏈的外側(cè)，親油性的CH2基處于里面（如圖3所示），因而鏈周圍就變得容易與水結(jié)合，從總體看，就像是親水性基團，顯示出相當(dāng)大的親水性。正是由于這樣的原因，

11、非離子型乳化瀝青較離子型乳化瀝青有更強的乳化能力。非離子型乳化瀝青中的瀝青微粒不是離子狀態(tài)，所以穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)無機鹽類的影響，也不易受酸、堿的影響，因而可以延緩瀝青乳業(yè)與石料混合的破乳速度。同時也由于溶液中沒有電離現(xiàn)象，瀝青微粒在一般固體表面上不發(fā)生強烈吸附，故而易和性大大提高。 圖三2.4.乳化瀝青的選擇原則弄清了各類離子型乳化瀝青與礦料的裹附原理，我們可以得出乳化瀝青選擇的原則：在瀝青路面的透層油施工中，陽離子型乳化瀝青能夠增強與礦料表面的粘結(jié)能力，提高路面的早期強度，故陽離子型乳化瀝青為首選品種。當(dāng)然，陰離子型乳化瀝青也有其價格便宜、與堿性材料有著良好的粘附性的特點，而瀝青路面

12、的基層多為堿性材料，為了降低施工成本，也可使用陰離子型乳化瀝青。非離子型乳化瀝青，因其乳化力強，價格較低，正在被越來越多的乳化瀝青廠家采用。在用于透層油施工時，其長處是價格低，滲透深度較大，缺點是貯存穩(wěn)定相較差，粘附性能亦較差。有時，在高速公路的透層油施工中，業(yè)主會對透層油的高溫性能提出要求，比如透層油殘留物的軟化點要求不低于60，這時普通的乳化瀝青滿足不了要求，必須選擇改性乳化瀝青。 3. 施工機具的掌握3.1. 施工機具的分類透層油施工機具可分為：全自動瀝青灑布車，半自動瀝青灑布車，手工瀝青灑布車。3.2.全自動瀝青灑布車的特點.可灑布各種乳化瀝青.乳化瀝青灑布量可調(diào)范圍大；.灑布寬度大并

13、可自由調(diào)節(jié)，每個噴嘴可單獨控制；.乳化瀝青灑布均勻；.灑布精度高，噴灑過程由計算機適時全程控制，噴灑量不受車速變化影響；.安全、可靠的導(dǎo)熱油全自動加熱系統(tǒng)；.導(dǎo)熱油對瀝青泵和噴嘴實施全方位保溫，噴灑結(jié)束后，瀝青泵和噴嘴不需用柴油清洗。用高壓空氣吹掃或用全方位的導(dǎo)熱油循環(huán)保溫，確保管道和噴嘴暢通無阻；.控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。故障率低，維修快捷、簡便；.整機控制程序和驅(qū)動裝置設(shè)有備用系統(tǒng)，確保主控出現(xiàn)故障時，啟動備用系統(tǒng)，仍可實施自動噴灑；.各種灑布要求可在駕駛室完成；.靈活的手持噴槍，可對邊角部位補灑瀝青；.優(yōu)良的保溫性能，平均降溫1/h；.方便的裝卸功能，除從罐口加注乳化瀝青外，乳化瀝青可自

14、行吸入泵出，亦可對外部乳化瀝青進(jìn)行泵送轉(zhuǎn)移。3.3.半自動瀝青灑布車的特點3.3.1.可灑布各種乳化瀝青3.3.2.乳化瀝青灑布量可調(diào)范圍大；3.3.3.灑布寬度大并可自由調(diào)節(jié)；3.3.4.乳化瀝青灑布均勻；3.3.5.灑布精度較高，噴灑量受車速變化影響；3.3.6.噴灑結(jié)束后，瀝青泵和噴嘴需用柴油清洗、用高壓空氣吹掃，確保管道和噴嘴暢通無阻；3.3.7.靈活的手持噴槍，可對邊角部位補灑瀝青；3.3.8.優(yōu)良的保溫性能，平均降溫1/h；3.3.9.方便的裝卸功能，除從罐口加注乳化瀝青外，乳化瀝青可自行吸入泵出，亦可對外部乳化瀝青進(jìn)行泵送轉(zhuǎn)移。3.4. 手工瀝青灑布車的特點.可灑布各種乳化瀝青.

15、乳化瀝青灑布量由人工控制，精度較低；.灑布寬度小；.乳化瀝青灑布均勻度較差；.噴灑結(jié)束后，瀝青泵和噴嘴需用柴油清洗確保管道和噴嘴暢通無阻；.靈活的手持噴槍，可對邊角部位補灑瀝青；.優(yōu)良的保溫性能，平均降溫1/h；.方便的裝卸功能，除從罐口加注乳化瀝青外，乳化瀝青可自行吸入泵出，亦可對外部乳化瀝青進(jìn)行泵送轉(zhuǎn)移3.5.瀝青灑布車的選擇原則 當(dāng)我們進(jìn)行高速公路或高等級公路的透層油施工時，瀝青灑布車應(yīng)該選擇全自動、自少是半自動型的；一般國道、省道的透層油施工，瀝青灑布車選擇半自動型的即可；縣、鄉(xiāng)道路的透層油施工，瀝青灑布車選擇手動類型的即可。4. 施工工藝的控制4.1. 施工要求4.1.1. 透層乳化

16、瀝青要緊接在基層施工結(jié)束表面稍干后噴灑。當(dāng)基層完工后時間較長，表面過分干燥時，應(yīng)對基層進(jìn)行清掃，在基層表面少量灑水，等表面稍干后噴灑透層乳化瀝青。4.1.2. 高速公路和一級公路的透層乳化瀝青應(yīng)采用瀝青灑布車噴灑，二級或二級以下公路也可以采用手工瀝青灑布車噴灑。4.2.施工程序.噴灑透層油前，基層表面應(yīng)清掃干凈，表面不能有雜物、浮土，對路緣石及人工構(gòu)造物應(yīng)適當(dāng)防護(hù)，以防污染。.透層乳化瀝青灑布后，應(yīng)滲入基層一定深度（無機結(jié)合料穩(wěn)定集料基層應(yīng)不小于5mm，無結(jié)合料基層應(yīng)不小于10mm），并能與基層連結(jié)為一體。.如遇大風(fēng)或即將下雨，不能噴灑透層乳化瀝青。.氣溫低于10時，不宜噴灑透層乳化瀝青。.噴

17、灑透層乳化瀝青后，嚴(yán)禁車輛行人通行。4.3.早期養(yǎng)護(hù).在無機結(jié)合料穩(wěn)定半剛性基層上噴灑透層乳化瀝青后，應(yīng)立即撒布用量為23M3/1000M2的石屑或粗砂。在無機結(jié)合料粒料基層上噴灑透層乳化瀝青后，不能及時鋪筑面層并需開放施工車輛通行時，也應(yīng)撒鋪適量的石屑或粗砂。這種情況下，透層乳化瀝青用量應(yīng)增加10%，撒鋪石屑或粗砂后，應(yīng)用68噸鋼輪壓路機穩(wěn)壓一遍。當(dāng)車輛通行時，應(yīng)控制車速。在鋪筑瀝青面層前，如發(fā)現(xiàn)局部地方透層瀝青剝落，應(yīng)加以修補。有多余的浮動石屑、沙時，要掃除干凈。乳化瀝青透層油灑布后，應(yīng)待其充分滲透、水分蒸發(fā)后才能鋪筑瀝青面層。4.4.透層油使用量透層油的用量一般通過試噴確定，不宜超過表三

18、所要求的范圍。用途液體瀝青乳化瀝青煤瀝青規(guī)格用量（L/m2）規(guī)格用量（L/m2）規(guī)格用量（L/m2）無結(jié)合料粒料基層AL(M)-1、2或3AL(S)-1、2或31.02.3PC-1PA-11.02.0T-1T-21.01.5半剛性基層AL(M)-1、2或3AL(S)-1、2或30.61.5PC-1PA-10.71.5T-1T-20.71.04.5.透層油施工中的常見問題及處理方式.透層瀝青剝落。.1.原因：基層保面過于干燥。處理方式：在干燥的基層表面撒少量的水，等表面稍干后再噴灑乳化瀝青.2.原因：基層表面沒有清掃干凈。處理方式：使用風(fēng)機吹掃基層表面。.3. 原因：使用的乳化瀝青裹附性指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。處理方式：使用裹附性達(dá)標(biāo)的乳化瀝青。.透層瀝青滲入深度不夠4.5.2.1.原因：使用乳化瀝青濃度過高。按照表一所示的標(biāo)準(zhǔn)，市面上購買的合格的做透層油使用的乳化瀝青，其蒸發(fā)殘留物含量應(yīng)不小于50%，而這種乳化瀝青，在實際的透層油施工中是