乳化沥青稀浆封层技术在公路工程中的应用浅析

乳化沥青稀浆封层技术在公路工程中的应用浅析

摘要：乳化沥青稀浆封层广泛应用于修补沥青路面的坑槽、松散、龟裂、网裂、裂缝灌缝；适用于沥青路面的上封层，对提高路面的防水性能、抗滑性能、平整陛能、耐磨性能、提高路况质量，延长路面的使用周期都具有十分重要的作用。本文对乳化沥青稀浆封层在公路沥青路面工程中的应用进行了论述。

关键词：公路工程；乳化沥青；稀浆封层；施工工艺

1 稀浆封层的特性及应用

1.1 稀浆封层的特性

稀浆封层的特性主要取决于稀浆混合料的性能，具有如下特性：

1.1.1乳化沥青与矿料的吸附性

当选用阳离子乳化沥青时，由于沥青乳液中的沥青微粒表面带有正电荷，湿矿料表面带负电荷，乳化沥青微粒与矿料接触时，由于异性电荷相吸的原因，沥青微粒可透过矿料水膜牢固地吸附在矿料表面，将矿料表面及沥青乳液中的水离析出来，稀浆固化主要靠离子电荷的吸附作用。当选用阴离子乳化沥青时，在拌和稀浆前，先在矿料中加入水泥或石灰粉，再加水拌和后，矿料表面附有钙、镁离子，表面带有正电荷，可与沥青微粒表面的负电荷产生异性吸附作用，沥青与矿料的粘附力提高很大。

1.1.2乳化沥青与矿料的裹覆性

沥青乳液同矿料拌和时，沥青乳液的粘度越低其流动性越好，沥青对矿料的裹覆性也越好。沥青稀浆加水拌和时，加入的水降低了沥青乳液的黏度，使之有更好的流动分散性，加之沥青微粒与矿料表面的离子吸附作用，能使沥青微粒完全裹覆在所有矿料的表面上，形成一定厚度的沥青薄膜，使沥青在骨料表面均匀分布，形成既有足够的结构沥青粘附矿料，又无过多的自由沥青降低稀浆封层的热稳性。

1.1.3稀浆封层与原路面的粘结性

稀浆混合料中含有较多水分，具有良好的流动性，稀浆中沥青微粒与矿料又有牢固的粘附力。沥青稀浆摊铺时，只要原路面扫净润湿，稀浆中沥青微粒能与原路面上露出的矿料很好粘结，稀浆并能渗透到路面缝隙中去，加强了与原路面的结合。

1.1.4稀浆封层具有良好的防水性

由于稀浆混合料使用密级配细集料和沥青用量增多，稀浆封层混合料的密实度高、空隙率小。铺筑稀浆封层后，对路面或桥面具有良好的防水作用，地表雨水不能渗透，地下水不能迁移。由于稀浆有良好的流动性，能灌满原路面的裂隙，可起到封闭路面裂缝作用。

1.2 稀浆封层技术的应用

将稀浆封层铺筑在旧路面上，能明显改善或恢复原路面的使用性能，起到沥青表面处治结构层的作用；铺筑在新路面的基层上可起到防水封层和施工养生的作用。我国在拓宽稀浆封层应用范围方面做了大量的试验研究工作，目前主要用于以下几个方面。

1.2.1沥青路面表面处治

在旧沥青路面上加铺稀浆封层，可以治理裂缝，提高路面耐久性和使用性能；在新铺沥青贯入式路面或粗粒式沥青混凝土面层上加铺稀浆封层，可以提高路面防水性，延长使用寿命，降低养护费用。

1.2.2 水泥混凝土路面表面处治

在旧水泥混凝土路面上加铺稀浆封层能处治脱皮、麻面、磨光、微裂缝等病害；在新铺的水泥混凝土路面上，尤其在碾压混凝土路面上加铺稀浆封层，可以改善行车条件，降低行驶噪声，增加乘客舒适感。

1.2.3 桥面维修或防水处理

在旧桥面上加铺稀浆封层，对桥面病害进行有效处治，除明显改善行车条件外，还相对减小桥面自重；在新建水泥混凝土桥面上加铺稀浆封层，可显著提高桥面铺装层的防水性(尤其对城市高架桥)和桥面耐久性，延长桥梁寿命。

1.2.4 路面下封防水处治

在高等级公路的路面基层上或隧道路面排水基层下加铺稀浆封层，能显著提高路面的防水性能，可起到延长高等级路面耐久性的作用。

1.2.5 砂石路面表面处治

在低等级道路的砂石路面上加筑稀浆封层，可使砂石路面的外观具有沥青路面的特征，可提高砂石路面的耐久性能，防止扬尘，改善行车条件，明显降低砂石路面的日常养护经费。

1.2.6其它应用

稀浆封层技术还可以用于城市道路、厂区道路、停车场、运动场以及飞机场

等场所。

2 稀浆封层材料组成和基本要求

2.1 稀浆封层混合料基本组成

稀浆封层混合料由乳化沥青、外加剂、填料、集料和水等基本材料组成，常用工程材料配比如表1。混合料的施工配合比应通过试验来确定。

表1稀浆封层混合料基本组成配比

2.2稀浆封层原材料基本要求

2.2.1 乳化沥青

这里既包括聚合物改性乳化沥青，又包含常规普通乳化沥青。在高等级公路或桥隧结构上应用稀浆封层，应选用改性乳化沥青材料，在低等级道路上加铺稀浆封层，可选用普通乳化沥青。乳化剂、改性剂、沥青三者各自的性能和相互匹配是决定稀浆封层路用性能的关键，改性剂掺配工艺将影响稀浆混合料路用性能。用改性稀浆封层技术进行高等级公路养护维修，选用的沥青材料要满足重交通道路和技术指标要求。

2.2.2 外加剂

外加剂的主要功能是改善稀浆混合料的施工和易性和调节破乳时间。外加剂的选择应与乳化沥青材料相匹配，掺量和掺配工艺应根据施工现场具体条件通过试验确定。

2.2.3 填料

稀浆封层中的填料，不仅填充混合料的空隙，还可以调节混合料稠度，提高封层强度与耐久性。因此，稀浆封层的填料最好选用普通硅酸盐水泥，也可用磨细粉煤灰代替。

2.2.4 集料

集料的级配、坚固性、抗压碎能力和清洁度是选择集料的重要参数。采用符合级配要求的集料，才能形成密实的稀浆混合料，稀浆封层厚度超过10mm时，

建议采用特粗级配或双层摊铺工艺。

2.2.5 水

水的作用是用控制加水量来保证混合料的稠度、摊铺效果以及破乳时间。

3稀浆封层的类型和选择

3.1 稀浆封层的类型

稀浆封层的分类是以稀浆混合料中集料的最大粒径及级配为依据，各国有不同的分类标准。我国稀浆封层的稀浆混合料中矿料的级配和材料用量详见表2。

表2沥青稀浆封层类型及其矿料的级配和材料用量表

3.2稀浆封层类型选择

选择稀浆封层类型，应根据道路交通量、原有路面状况、当地气候条件和要求封层的使用寿命予以论证。

(1)Ⅰ型为细粒式封层，厚度为2～3mm。这类封层沥青用量较大，因而混合料具有较好的渗透性，有利于治愈裂缝，表面纹理清晰。它可用于基层的保护层或下封层以及气候温暖、交通量低的乡村地方道路面层，对于外观要求高的停车场、机场跑道、住宅区道路等更为适宜，造价也较低，也可以用于桥面防水层，更多地用于高等级公路的路面下封层，对于基层稳定的路面，可用作磨耗层，但不适用于冰冻或冻融交替地区。

(2)Ⅱ型为中粒式封层，厚度6～8mm。这类稀浆封层的特点是混合料有足够的细粒料，易于渗入裂缝，表面纹理清晰，用途广泛，适用于交通量较大的公路与城市道路，并可用作热拌粗级配沥青混合料或贯入式路面上的罩面。这种封层既可作为下封层或桥面防水层，又可以作为新旧路面的上封层或低等级公路的表面磨耗层。

(3)Ⅲ型为粗粒式封层，厚度为9～11mm。这类封层的表面粗糙，适用于大交通量路段，对于温度变化较大、重交通量的路段更为适宜。如在这种粗粒式封层上再加铺一层中粒或细粒式封层，采有双层结构则效果更好。

4 稀浆封层施工工艺

稀浆封层能否应用成功的关键在于结构组合方案选择、原材料质量控制、混合料配比设计、施工机具性能和正确的工艺。稀浆封层施工工艺流程如图1所示。

一般稀浆封层不需碾压，可由行车进行压实。但在某种特定条件下或在低交通量的路段，要用小吨位压路机碾压，也可以采用轮胎压路机碾压。对于大面积的施工宜在常温状态下进行。一般气温在10℃以下，并有逐渐下降的趋势时，不能进行稀浆封层的施工；气温在7℃以上，并有上升趋势时，可以进行稀浆封层的施工。但在上述低温情况下施工时，需要特别注意封层的初期养护。

5 结语

工程实践证明，稀浆封层技术无论是对旧路面或新建路面，无论是对低等级道路或高等级公路，无论是对城市道路或乡村地方公路，都可以适用，并具有显著的经济社会效益。因此，稀浆封层技术在道路工程中有着广阔的发展前景。

注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开