乳化瀝青在公路工程中的應用研究

劉飛

（石家莊市公路橋梁建設集團有限公司，石家莊 050000）

1 引言

乳化瀝青是公路工程中的常用瀝青，其制備工藝主要是通過乳化劑在機械攪拌的條件下對普通瀝青進行乳化改性，得到的具有一定流動性的液態瀝青。以此方式制備而成的乳化瀝青在多方面性能上得到改善，常常用于道路工程中的封層、透層和冷拌冷鋪混合料中。以往的應用研究表明，當乳化瀝青用于封層時，能夠極大地提高封層的防水性能，避免基層免受水侵蝕[1]。此外，當它用作透層油時則滲透效率高，有效提高了基層和面層之間的黏結性能，當用于冷拌冷鋪施工作業時，則能夠極大地節約工程成本。由此可見，乳化瀝青在公路工程應用中占據著重要地位。本文主要依托某項目工程實例，介紹乳化瀝青在透層油中的實際應用。

2 透層常用乳化瀝青種類及特點

目前，我國透層中常用的乳化瀝青主要有3種，普通乳化瀝青、改性乳化瀝青和高滲透乳化瀝青。普通乳化瀝青的主要特點是成本較低，但流動性和滲透性不足，且對溫度十分敏感，需要在特定的環境條件下進行施工。改性乳化瀝青的優點主要體現在黏結能力的提升方面，能夠充分保證基層與面層之間的黏結，更好地實現層間連續。高滲透乳化瀝青是目前透層施工中最新采用的瀝青，其高滲透能力能夠加速乳化瀝青的滲透速度，極大地縮短施工工期[2]。此外，高滲透乳化瀝青在提高滲透能力的同時，還保留良好的黏結能力。

3 工程概況

某高速公路工程全線長23.75 km，通車運行至今已有10年，在本季度公路全線養護檢測中發現，K5+100～K10+420和K14+100～K16+420路段路面普遍存在推移、脫層和擁包病害，通過激光平整度儀對道路進行檢測發現路面平整度等級較差，嚴重影響行車安全和舒適性。根據現場調查發現，該路段主要為車輛高速進出口，重載車輛居多，路面情況造成交通事故的概率較高。考慮到病害產生的最主要原因是層間黏結不足，為了提高道路安全品質，當地高速管理部門決定對兩個路段進行養護處理。

4 高滲透乳化瀝青施工工藝

4.1 原材料

根據對該高速公路檢測報告分析可知，K5+100～K10+420和K14+100～K16+420路段病害成因主要是層間黏結不足，項目擬對原道路面層進行銑刨處理，保留原路面基層，選擇高滲透乳化瀝青作為工程原料來提高基層與面層的黏結能力。雖然高滲透乳化瀝青在性能上具有多方面提升，但不同型號的瀝青在性能上具有差異，為了保證工程質量，本項目對選用的高滲透乳化瀝青破乳速度、黏度等多方面性能進行檢測，具體檢測結果見表1。

表1 乳化瀝青技術指標試驗結果

4.2 施工準備

本項目為高速公路改造工程，鑒于該公路為兩省份連接主要道路，在進行施工時全路段封閉交通可能會造成交通擁堵，擬通過半幅施工半通行方式進行作業。根據公路現場車流量情況，首先從K5+100～K10+420路段進行施工作業。由于本項目主要對基層與面層層間進行施工，故在進行高滲透乳化瀝青施工前需要對面層混合料進行銑刨處理，本項目首先通過英格索蘭100銑刨機對該路段東幅進行銑刨作業。為了充分保證層間黏結性能，進行透層油灑布前應對基層表面多余殘留混合料進行清理。

4.3 灑布量的確定

根據瀝青路面施工技術規范要求，透層施工時乳化瀝青最佳灑布量應控制在0.7～1.5 L/m2，但是在大多數施工中乳化瀝青用量往往控制不夠精確，引起施工質量問題。以往透層施工經驗表明，過高的灑布量會導致多余的乳化瀝青流于半剛性基層表面，流動在基層表面的乳化瀝青由于潤滑作用反而降低了層間黏結效果，同時由于高滲透乳化瀝青成本較高，還增加了工程成本。灑布量較低時，半剛性基層滲透深度不足或部分基層表面未灑布到位，無法充分保證層間黏結。因此，確定乳化瀝青的灑布量是透層施工中至關重要的一個步驟。為了精確控制高滲透乳化瀝青的用量，保證工程質量，節約工程成本，項目施工前通過在試驗路段上進行不同乳化瀝青灑布量試驗，鉆取多個基層芯樣對滲透深度和抗剪強度檢測，最終確定乳化瀝青灑布量為1.2 L/m2。

4.4 灑布施工

為了精確控制高滲透乳化瀝青的灑布量，在進行灑布時應采用智能型瀝青灑布車來進行作業。作業前根據路幅寬度、路線長度提前估算乳化瀝青灑布總量，然后分路段設置好瀝青灑布量。同時，安排施工員步行跟隨瀝青灑布車行作業，若發現存在透層油灑布過多引起瀝青流動區域，應及時安排人員進行處理。

4.5 施工注意事項

高滲透乳化瀝青施工過程中應著重注意以下方面：首先，最佳灑布時機。由于乳化瀝青破乳的特性使其受溫度影響較大，灑布過程中要確保證施工環境溫度不宜過低，同時避免雨天施工，防止雨水影響乳化瀝青對基層表面的滲透。其次，灑布精度。雖然采用瀝青灑布車進行施工，但施工過程中難免出現人為失誤，因此，灑布完后需要通過牛皮紙和天平反算灑布量[3]。

5 試驗路段性能檢驗

5.1 滲透深度檢測

乳化瀝青的滲透深度是影響半剛性基層和瀝青面層黏結至關重要的因素。透層施工技術要求的透層油滲透深度為5 mm，本項目采用高滲透乳化瀝青施工后，通過隨機選取樁號進行鉆芯取樣的方式來檢測乳化瀝青滲透深度，具體檢測結果見表2。

表2 滲透深度測量結果

本項目在K6+000～K9+000路段共鉆取18個芯樣進行檢測發現，所有芯樣的乳化瀝青滲透深度均超過5 mm，滿足透層油施工要求。

5.2 防水性能檢測

根據研究表明，透層油瀝青不僅能對層間黏結起到重要作用，還能保護半剛性基層免受水侵蝕。本項目通過對比高滲透乳化瀝青施工前后的滲水系數來評價其防水性能，滲水系數檢測結果如表3所示。

表3 滲水系數檢測結果

本項目在K7+000～K8+000路段選取3個點位對比透層施工前后滲水系數，其中施工前滲水系數均值為90.6 mL/min，進行高滲透乳化瀝青灑布后，基層表面的滲水系數下降至56.5 mL/min，下降幅度高達37.6%，說明高滲透乳化瀝青防水性能良好。

6 結語

隨著道路施工技術的不斷進步，高滲透乳化瀝青以其高黏結性能、高滲透性被廣泛應用于基層與面層結合部位。基于高滲透乳化瀝青的技術原理，依托某高速公路實際工程，詳細介紹了高滲透乳化瀝青的施工工藝及技術，通過滲透深度和防水性能試驗對試驗路段性能進行檢驗得出以下結論：

1）通過在施工完畢的路段鉆取18個芯樣檢測乳化瀝青滲透深度發現，所有芯樣的乳化瀝青滲透深度均超過5 mm，滿足透層油施工要求。

2）對比施工前后同一點位的滲水系數，施工后滲水系數大幅度下降，施工前滲水系數均值為90.6 mL/min，進行高滲透乳化瀝青灑布后，基層表面的滲水系數下降至56.5 mL/min，下降幅度高達37.6%。