改性乳化瀝青同步碎石磨耗層在高速公路上的應用

陳清建

（河南瑞航公路養護技術有限公司，河南 開封 475000）

瀝青路面在交通載荷和氣候條件等因素的影響下，會逐步失去其服務能力。為了不使路面狀況繼續惡化，保持路面的使用性能，延長路面服務周期，采用預防性養護技術可以防止路面病害的進一步擴展，并減緩路面使用性能的惡化進程。

改性乳化瀝青同步碎石磨耗層通常用于尚沒有發生損壞或只有輕微病害的路面，在已有路面上敷設一層防護層來保護原有的路面的方法是預防性養護的主要手段之一。由于預防性養護具有巨大的經濟效益和社會效益，人們越來越重視對這種技術的研究與應用。

改性乳化瀝青同步碎石磨耗層作為一種最重要的預防性養護手段，相對于包括微表處和熱瀝青罩面等養護手段而言，對設備和材料要求相對較低，施工程序也相對簡單，造價上也更為低廉，同時具有較好的路用效果，綜合性價比也較高。

1 改性乳化瀝青同步碎石磨耗層簡介

改性乳化瀝青同步碎石磨耗層技術是指用專用設備即同步封層車在噴灑改性乳化瀝青后立即撤布一定粒徑的粗集料，經碾壓而形成薄封層的技術。其核心技術主要有3方面：路用材料的選用、施工設備、施工工藝。

改性乳化瀝青同步碎石磨耗層的工作原理是利用專門的施工設備-同步碎石封層機，將改性乳化瀝青與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時噴灑在瀝青路面上，保證改性乳化瀝青與石料在最短的時間內完成結合，并在外荷載作用下不斷形成強度。同步碎石磨耗層要求石料被改性乳化瀝青裹覆的面積應達到70%以上，并且具有足夠的結合強度。為此，提高改性乳化瀝青與集料的粘附性是這項技術的關鍵。

2 改性乳化瀝青同步碎石磨耗層的材料選擇

2.1 石料

硬度：必須有足夠的硬度以抵擋車輛的磨損，在相對重載車較多，車流量較大的情況下，石料的硬度尤其重要。

級配：近乎是單一級配，幾乎不含粉料。

形狀：盡量使用立方體的石料，避免針片結構，以保證石料在瀝青中達到合適的嵌入深度。

表1 改性乳化瀝青同步磨耗層用石料的指標要求

本次試驗路選用石料的技術指標并做了相應的試驗，結果見表1。

改性乳化瀝青同步碎石磨耗層所用石料粒徑范圍有嚴格要求，必須經過反擊破碎（或錘式破碎）得到碎石，針片狀石料嚴格控制在15%以內，幾何尺寸要好，不含雜質和石粉(＜1%)，壓碎值小于26%，對石料酸堿性無特殊要求。考慮到石料加工的難易程度及路面防滑性能的要求不同，石料可分為2～4mm、4～6mm、6～10mm、8～12mm、10～14mm等五檔。本次試驗路選用石料的粒徑范圍為2～4mm、6～10mm兩種。

2.2 膠結料的選擇

從同步碎石磨耗層的原理可知，同步碎石磨耗層用膠結料使用的改性乳化瀝青必須具有足夠的粘結性，以保證一定的粘結強度，要具有足夠的爬升高度，以保證一定的裹覆面積，要具有較寬的適用性，以保證與石料的配伍性。

根據國內外施工的實際經驗，以及ASTM（美國實驗與材料協會）規范的要求，改性乳化瀝青同步碎石磨耗層應使用快裂型陽離子乳化瀝青(CRS-2)，對乳化瀝青的粘度有較高的要求，CRS-2型乳化瀝青的賽波特粘度指標應為100-400，遠遠高于其他用途的乳化瀝青。

利用我公司具有的美國VSS公司生產的小型乳化瀝青試驗設備，進行了多次的快裂型陽離子乳化瀝青(CRS-2)的配方篩選，從而得出最優化的改性乳化瀝青配方。

為了保證高品質高濃度的改性乳化瀝青的生產，采用我公司的全自動乳化瀝青生產線設備（美國VSS公司生產）。該設備采用具有100多年歷史的世界著名的德國BWS公司的Supration（蘇泊雷頓）牌膠體磨，定子和轉子均為超硬質不銹鋼材質，間隙可調。剪切細度≤3微米，膠體磨采用雙機械密封。整機全自動控制，計量精確，產品均勻一致，性能穩定，可生產各種改性乳化瀝青，包括SBS改性乳化瀝青。

3 改性乳化瀝青同步碎石磨耗層施工工藝

先進的施工機械和良好的施工技術是保證改性乳化瀝青同步碎石磨耗層改性乳化瀝青同步碎石磨耗層成功的關鍵。施工的關鍵技術主要包括施工機械、原路面處理和施工工藝三方面。

改性乳化瀝青同步碎石磨耗層技術的主要設備是一臺同步碎石封層車。配套的主要機械設備有石料裝載車，膠輪壓路機，灑水車，路面清掃設備，乳化瀝青運輸車等。同步碎石磨耗層的施工，要求對同步碎石封層車同步碎石封層車的操作比較熟練，同時對材料噴灑量和攤鋪速度有良好的控制。否則，就難以攤鋪出良好的同步碎石磨耗層路面。

3.1 原路面處理

由于同步碎石磨耗層的厚度很薄，只有一層石料的厚度。因此，在施工前應對原路面進行處理。較寬的裂縫需要預先填充，擁包應鏟平，坑槽應填平，較深的車轍應預先填平，應保持整個路面的平整。試驗路段的原路面狀況較好，只呈現輕微的松散和老化，行車道上只有幾處0.5cm深的車轍，基本沒有裂縫，因而施工前沒有對原路面進行處理。

3.2 施工工藝

施工路段清掃：封閉施工路段交通后，用吹風機將路面的灰塵和雜質吹掉，使路面干凈。

施工放樣：施工路段設專人控制交通，并順路緣石一側準確順直的施工，計算好攤鋪寬度。施工過程：同步碎石磨耗層分兩步施工。首先，同步碎石封層車行至施工起點處，同步噴灑改性乳化瀝青和6～10mm的石料，石料灑布率為85%，待改性乳化瀝青破乳后，迅速用膠輪壓路機碾壓，即為第一層。壓實后同步碎石封層車返回施工起點處，再同步灑改性乳化瀝青和2～4mm的石料，石料灑布率為15%，待改性乳化瀝青破乳后，迅速用膠輪壓路機碾壓，即為第二層。開放交通：待碾壓數次后，掃去少量多余的自由石料，即可開發交通。但在開放交通初期，為了保證行車安全，應限制車速至40km/h以內。施工后路面變得平整、粗糙、密實。

結語

通過改性乳化瀝青同步碎石磨耗層試驗段的施工應用，可以得到以下幾條結論：

1）改性乳化瀝青同步碎石磨耗層可以大大改善路面狀況，對原路面的輕微病害，如細微裂縫、輕微車轍等具有良好的修復作用。

2）改性乳化瀝青同步碎石磨耗層表面粗糙，構造深度較大，可大大提高原路面的抗滑性能。

3）改性乳化瀝青同步碎石磨耗層可以密封原路面，具有良好的防滲水功能。

4）改性乳化瀝青同步碎石磨耗層對原路面外觀具有良好的改善效果。

總之，改性乳化瀝青同步碎石磨耗層對高速公路瀝青路面具有優良的預防性養護性能，可以在高速公路瀝青路面的預防性養護工作中推廣應用。

[1]張宗輝.同步碎石封層技術在我國快速發展及應用 [J].筑路機械與施工機械化，2004（11）.

[2]劉賢惠，武澤鋒，李巍.同步碎石封層技術[J].東北公路，2003（01）.