高滲透乳化瀝青性能研究

【摘 要】 本文對高滲透乳化瀝青的研制配方、在半剛性基層上的滲透深度以及層間粘結力等進行了大量試驗研究，并與煤油稀釋瀝青和普通乳化瀝青的性能進行了對比.試驗證明高滲透乳化瀝青比其他種類透層油層間粘結效果好，值得推廣應用。

【關鍵詞】 高滲透乳化瀝青 配方 滲透深度 層間粘結力

1 前言

近年來在公路建設中，層間處理越來越受到重視，我國規范規定瀝青路面各類基層都必須噴灑透層油。基層上設置下封層時，透層油不宜省略。指出透層應用的范圍是各類基層以及在各類基層上應達到滲透深度并規定了稀釋瀝青和乳化瀝青用作透層油的技術標準。目前乳化瀝青用作半剛性基層透層油滲透效果仍有很大爭議。對半剛性基層材料來講，目前正確途徑是在透層材料選擇上，從加強滲透性入手，從根本上解決透入基層，解決基層表面的固結與穩定問題，同時充分考慮層間結合達到透層功能要求。

2 配方研制

室內大量試驗，確了高滲透乳化瀝青初步配方：乳化劑選用沈陽某生產廠生產SX-Ⅱ型乳化劑，摻量1.8%；稀釋劑采用質量較好的航空煤油，摻量20%；基質瀝青采用遼河90#A級瀝青，加量45%.實際施工可根據具體情況進行相應調整（如表1）。

從上表可以看出高滲透乳化瀝青性能基本符合《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2004中對于PC-2型乳化瀝青技術要求。

3 室內試驗及結果分析

3.1 灑布量及滲透深度對比試驗

室內對三種透層材料進行滲透深度的對比試驗，自制高滲透乳瀝青；煤油稀釋瀝青；普通陽離子乳化瀝青（如表2）。

將4：6比例稀釋遼河90#瀝青制得煤油稀釋瀝青均勻噴灑在水泥穩定砂礫基層上，灑布量分別為0.5kg/m2、0.7kg/m2、0.9kg/m2、1.1kg/m2。從試件表面各剖面可以看出，4：6比例稀釋遼河90#瀝青制得煤油稀釋瀝青在水泥砂礫基層上灑布3天后用量為0.9 kg/m2時開始出現少許油膜；將用量0.9 kg/m2及以上的試件切開，發現透層油滲入基層深度為2-6mm，平均滲透深度為4.9mm，顏色發黑。

采用同樣方法將5：5比例稀釋遼河90#瀝青和6：4比例稀釋遼河90#瀝青制得的煤油稀釋瀝青以及SX-Ⅱ型普通陽離子乳化瀝青和自制高滲透乳化瀝青均勻噴灑在水泥穩定砂礫基層上，所得到的試驗結果如下表所示：

通過上述試驗可以看出煤油稀釋瀝青能很好地滲入水泥穩定砂礫基層，但剖面顏色發黃，滲入煤油成分較大，有效滲透深度在2-3mm左右，達不到有效滲透深度；高滲透浮化瀝青具有一定滲透深度，一般有效滲透深度在6-7mm左右；普通陽離子乳化瀝青基本滲不下去，僅在表面形成一層瀝青膜。

3.2 層間粘結力對比試驗

透層油滲透作用可以填充基層表面空際，減少水分滲入對基層的破壞，增加基層及面層間聯結作用。良好滲透雖然是先決條件，但透層功能好壞最終要看面層與基層間結合效果。基層及面層間聯結好后可以減少面層底層由行車荷載和溫度變化引起拉應力和拉應變，減小薄瀝青面層產生滑動、推移等破壞可能性。所以透層瀝青選用除了滲透性外，還要把其層間結合效果作為一個重要評價指標。對于一定透層材料，當層間抗剪強度最大時對應的灑布量也是該種透層材料在特定基、面層上最佳灑布量。在基層、面層一定時，不同透層材料在滲透深度滿足要求時，層間抗剪強度越大，透層功能發揮越好。室內在比較三種不同透層材料滲透深度后，由于普通乳化瀝青的滲透深度很小，排除普通乳化瀝青作為路面透層材料。重點比較煤油稀釋瀝青和高滲透乳化瀝青兩種透層材料層間結合效果。

3.2.1 試驗方法

在灑布透層油基層上成型面層，模擬現場施工方法，室內采用層鋪法成型。用基層標準試模成型基層試件，用馬歇爾模子成型試件。先在模具中放入已灑布透層油3天基層試件，其上倒入拌好的熱瀝青混合料，在壓力機上靜壓成型。冷卻后脫模待用。

將試件在30℃條件下放置3h后，用JHY-A結構層材料剪切儀進行剪切試驗。對一種透層材料，抗剪強度最大值對應的就是透層材料的最佳用量；對不同的透層材料在滿足滲透深度要求的情況下，抗剪強度大的層間結合效果好。

3.2.2 試驗材料的性質及組成

由于普通乳化瀝青滲透效果不好，故在此只比較煤油稀釋瀝青和高滲透乳化瀝青。稀釋比為5：5遼河90#A級瀝青，記作煤油稀釋瀝青Ⅰ；稀釋比4：6遼河110#和稀釋比5：5遼河110#基質瀝青分別記作煤油稀釋瀝青Ⅱ-①及Ⅱ-②；室內自高滲透乳化瀝青記作高滲透乳化瀝青Ⅲ。

基層材料采用水泥穩定砂礫。

3.2.3 不同透層材料的基面層間剪切試驗（如表4）

3.2.4 剪切試驗現象及結果分析

從試驗數據可以看出，采用自制高滲透乳化瀝青作為透層材料，試件破壞時剪切力最大，說明材料層間粘結效果最好。從擬合曲線上最大剪切力對應最佳灑布量來看，用量也相對比較節省。采用煤油稀釋瀝青作為透層油試件破壞時，大多數都是從基面層層間斷開，斷面較整齊，少數是從基層頂面斷開。而采用高滲透乳化瀝青作為透層油的試件破壞時，90%以上試件都是從基層頂面斷開，只有極少數從基面層間斷開，見圖2、圖3。說明自制高滲透乳化瀝青這種透層材料層間粘結效果顯著好于普通煤油稀釋瀝青。

4 結論

試驗研究表明各種透層材料對應最大剪力最佳灑布量基本出現試件表面出現油膜時，說明對于某一種透層材料用量，只要能透下去，用量越多越好。高滲透乳化瀝青與其他透層材料相比，具有優異滲透能力和良好粘結性。從經濟及社會環境保護角度來看，高滲透乳化瀝青具有更好環保功能，是一種比較適合用做路面透層材料。

參考文獻

[1] 袁超，半剛性基層瀝青路面透層材料應用研究，長沙理工大學學位論文

[2] 張新天，半剛性基層瀝青路面透層材料的合理選擇與應用，北京建筑工學院學報

[3] JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范，北京：人民交通出版社