微表處設計使用壽命較短的機理研究

【摘 要】.本文通過試驗揭示了乳化對基質瀝青延度、軟化點、針入度、粘度以及抗老化性能的影響，分析了水對瀝青和集料結合力的影響，找出了微表處設計使用壽命較短的原因。.

【關鍵詞】.微表處；設計使用壽命；稀漿工藝

Tiny form design the service life is shorter mechanism research

Zhong Yu-xin

(The unimpeded highway of the Pingdingshan protect engineering limited company Pingdingshan Henan 467000).

【Abstract】.This revealed by experiments on emulsified asphalt ductility， softening point， penetration， viscosity， and the anti-aging properties， analysis of the water on the asphalt and aggregate binding force of the impact， identify the micro-surfacing design life short reasons..

【Key words】.Micro-surfacing;Design life;Slurry process

1. 前言.

熱拌熱鋪瀝青路面的設計使用壽命為10～15年，而微表處的設計使用壽命為2～3年，相比要短得多。在對熱拌熱鋪瀝青路面和微表處的施工過程進行對比后發現，它們的根本區別在于施工工藝不同，進而導致使用的結合料不同。熱拌熱鋪瀝青路面使用的是熱瀝青，而微表處使用的是改性乳化瀝青，稀漿混合料攤鋪后改性乳化瀝青破乳還原成瀝青，準確的講變成改性乳化瀝青殘留物。那么，微表處使用壽命較短的原因可能是改性乳化瀝青殘留物和基質瀝青性質的不同所致。另外，熱拌熱鋪瀝青路面是在無水狀態下施工的，而微表處是在有水狀態下施工的。這也可能是影響微表處使用壽命的因素。.

2. 乳化對瀝青性能的影響.

在生產乳化瀝青時乳化劑的選擇十分關鍵。乳化劑和基質瀝青存在配伍性問題，必須通過試驗合格才能使用。瀝青乳液的形成是一個物理過程，乳化劑作為瀝青乳化技術中的關鍵材料之所以能對瀝青起到乳化作用是因為其分子中具有極性的親水基和非極性的親油基；能顯著降低表面張力而使（油）液（水）液之間有較好的相溶性。很明顯，乳化劑的這種作用完全是物理作用。這就是說在瀝青乳化過程中不應該發生化學反應而引起瀝青性質的變化。然而，在瀝青被乳化的過程中，存在的突出問題是許多乳化劑對基質瀝青的技術性能會造成損害。

2.1 瀝青乳化對延度的影響。

如表1所示，是我國目前經常使用的一些乳化劑對瀝青延度影響的試驗結果。

2.2 瀝青乳化對軟化點的影響。

表2是我國目前經常使用的一些乳化劑對瀝青軟化點影響的試驗結果。

從表2中可以看出，目前我國所使用的瀝青乳化劑絕大多數會造成瀝青的軟化點升高。

2.3 瀝青乳化對針入度的影響。

表3是我國目前經常使用的一些乳化劑對瀝青針入度影響的試驗結果。

表3顯示，目前我國所使用的瀝青乳化劑都會造成瀝青的針入度降低。

2.4 瀝青乳化對粘度的影響。

表4是我國目前經常使用的一些乳化劑對瀝青粘度影響的試驗結果。

從表4中可以看出，目前我國所使用的瀝青乳化劑都會造成瀝青的粘度升高。

2.5 瀝青乳化對粘附性的影響。

表5是我國目前經常使用的一些乳化劑對瀝青粘附性影響的試驗結果。

表5顯示，目前我國所使用的瀝青乳化劑都會造成瀝青的粘附性降低。

綜合表1～5可知，基質瀝青乳化后乳化瀝青蒸發殘留物和基質瀝青相比普遍存在延度減小、軟化點升高、針入度降低、粘度升高、粘結性和粘附性降低的現象，這是瀝青老化的表現，乳化劑對基質瀝青的性能造成全面的很大的損害。.

3. 改性乳化瀝青的耐老化性能.

為了提高乳化瀝青殘留物的性能，現行規范規定微表處必須使用經過改性的乳化瀝青。

為了考察改性乳化瀝青的耐老化性能，分別用基質瀝青（130℃）及其改性乳化瀝青和相同的集料拌和，待稀漿混合料水分風干后分別做瀝青混合料加速老化實驗。實驗結果如表6所示。

由表6可以看出，雖然乳化瀝青改性后延度、針入度、粘度和粘附性等級指標得到了改善，但改性乳化瀝青蒸發殘留物比沒有改性的基質瀝青的老化速度快得多，粘附性等級也低得多。.

4. 稀漿工藝中水對瀝青混合料性能的影響.

稀漿工藝是在有水的常溫狀態下施工的，而熱拌熱鋪工藝是在無水的高溫狀態下施工的。

水是一種極性液體，礦物中各種礦物成分雖多且很復雜，但總體上來看也都是極性的，極性吸附劑容易吸附極性吸附質，因為礦料與水的接觸角比較小，導致水比瀝青先吸附在礦物的表面形成水膜，影響瀝青和礦物的吸附。由于礦物的成分不同、結構有異，因此水在礦物表面的鋪展程度也是不同的。

水與礦物都屬于無機物的范疇，因而可以用離子極化理論對水在礦料上的鋪展程度作如下解釋：水是極性分子，在電場作用下將會發生變形。礦料中由于晶體結構的存在，致使礦料表面具有很大的極性。再加上水分子的極性比瀝青的極性大得多，因而水與礦料表面的極性差就小于瀝青與礦料表面的極性差。由物理化學可知，極性差越小的兩種物質，越容易發生各種物理化學作用。因此，水與礦料表面的吸附作用就比瀝青與礦料表面的吸附作用要強，即水分子易于從礦料表面擠走瀝青分子而與礦料表面發生吸附。

在稀漿混合料體系中水與礦料首先發生吸附，而后乳化瀝青破乳逐步在裹滿水膜的礦料的外圍形成瀝青膜，把水分裹在其中并且長期不能揮發。因此，由于水分的存在降低了瀝青與礦料的吸附，進而降低微表處的使用壽命。.

5. 結語.

微表處設計使用壽命較短的原因有：

（1）基質瀝青通過乳化對其性能損害很大。

（2）對乳化瀝青進行改性雖然提高了改性乳化瀝青蒸發殘留物的某些性能指標值，但老化速度仍然比較快，其耐老化性能不如基質瀝青。

（3）稀漿工藝由于水的存在，降低了瀝青與礦料的粘附性，進而大幅度縮短了微表處的使用壽命。

通過對微表處設計使用壽命較短的機理研究，為改進微表處的施工工藝，延長使用壽命打下良好的基礎。

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參考文獻.

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［2］ 虎增富，等.乳化瀝青及稀漿封層技術［M］.北京∶人民交通出版社，2001.

［3］ 姜云煥，等.改性稀漿封層施工技術［M］河北：石油工業出版社，2001

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［文章編號］.1619-2737（2012）11-07-322.

［作者簡介］. .鐘玉新（1969-），男，籍貫：安徽池州人，學歷：本科，職稱：高級工程師，長期從事公路工程技術與管理工作。