稀漿封層,由適當(dāng)級配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)、乳化瀝青、外摻劑和水為材料,按一定比例拌和成稀漿狀,攤鋪、硬化、成型后起到封層作用的一種路面結(jié)構(gòu)。由于該種稀漿混合料的稠度較稀,形態(tài)似漿狀,鋪筑厚度一般在3-10mm之間,主要起防水或改善恢復(fù)路面功能的作用。隨著聚合物改性乳化瀝青的迅猛發(fā)展,以及施工技術(shù)的改進(jìn),又出現(xiàn)了聚合物改性乳化瀝青稀漿封層。
稀漿封層起源于德國,至今己有90多年的歷史。我國乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是國家在上世紀(jì)80年代中期從國外引進(jìn)的一種道路養(yǎng)護(hù)新技術(shù),稀漿封層的應(yīng)用范圍非常廣,亦可用于公路的養(yǎng)護(hù)。因?yàn)樗哂泄?jié)約能源、減少環(huán)境污染及延長施工季節(jié)等優(yōu)點(diǎn),越來越贏得公路技術(shù)人員和養(yǎng)護(hù)工人的青睞。
稀漿封層優(yōu)點(diǎn):
1、具有更好的抗磨性、防水性能,與下層粘附力更強(qiáng);
2、可延長道路壽命,降低養(yǎng)護(hù)綜合成本;
3、施工速度更快,對交通的影響更??;
4、常溫作業(yè),清潔環(huán)保。
乳化瀝青稀漿封層不足之處
1、瀝青稀漿封層只是一種破損不嚴(yán)重,有龜裂道路的養(yǎng)護(hù)方式,而對于路面損壞嚴(yán)重只能采用維修的方式。即刨除破損路面后,在處理好基層的條件下,重新攤鋪瀝青混凝土的方法。因此瀝青稀漿封層適用范圍具有一定的局限性。
2、為了提高生產(chǎn)效率,瀝青稀漿封層施工要求的機(jī)械化程度高。施工機(jī)械應(yīng)配套使用。要求施工單位有充足的機(jī)械設(shè)備做保障,其中包括瀝青稀漿封層機(jī)、灑水車、灑油車、運(yùn)石屑的裝載機(jī)等。
3、 瀝青稀漿封層施工時(shí),由于干硬時(shí)間較長,封閉交通的時(shí)間亦長,所需維持交通的人員較多。
4、乳化瀝青破乳時(shí)間及配比需要在作用過程中不斷調(diào)整、改進(jìn),瀝青乳化劑的來源較少,有時(shí)乳化劑質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),選用時(shí)亦需注意。
我國的稀漿封層應(yīng)用范圍主要在以下幾個(gè)方面:
(1)瀝青路面稀漿封層罩面;
(2)水泥混凝土路面稀漿封層罩面;
(3)橋面維修或防水處理;
(4)高速公路下封層;
(5)砂石路面稀漿封層罩面。
稀漿封層具有以下幾個(gè)作用:
1.防水作用
稀漿混合料的集料粒徑較細(xì),并且具有一定的級配,乳化瀝青稀漿混合料在路面鋪筑成型后.它能與路面牢問地粘附在一起,形成一層密實(shí)的表層,可防止雨水和雪水滲入基層,保持基層和土基的穩(wěn)定:
2.防滑作用
由于乳化瀝青稀漿混合料攤鋪厚度薄,并且其級配中的粗料分布均勻,瀝青用量適當(dāng),不會產(chǎn)生路面泛油的現(xiàn)象.路面具有良好的粗糙面.摩擦系數(shù)明顯增加,抗滑性能顯著提高。
3.耐磨耗作用
陽離子乳化瀝青對酸、堿性礦料都具有良好的粘附性,因此稀漿混合料可選用堅(jiān)硬創(chuàng)磨的優(yōu)質(zhì)礦料,因而可得到很好的耐磨性能,延長路面的使用壽命。
4.填充作用
乳化瀝青稀漿混合料中含較多的水分,拌和后呈稀漿狀態(tài),具有良好的流動性。這種稀漿有填充和調(diào)平作用,對路面止的細(xì)小裂縫和路面松散脫落造成的路面不平,可用稀漿封閉裂縫和填平淺坑來改善路面的平整度。
稀漿封層施工關(guān)鍵技術(shù)
1 、材料符合技術(shù)要求。骨材堅(jiān)硬、級配合理,乳化劑品種適宜,稀漿稠度適中。
2 、封層機(jī)設(shè)備先進(jìn),性能穩(wěn)定。
3 、舊路要求舊路整體強(qiáng)度符合要求,強(qiáng)度不足之處進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理,坑槽及嚴(yán)重龜裂處要挖補(bǔ),擁包、搓板處要銑刨,大于 3 mm 的裂縫要提前灌縫,路面必須清掃干凈。
4 、交通管治。嚴(yán)格斷絕交通,防止車輛在稀漿封層凝固前在其上行駛。
乳化瀝青的選擇
作為用于稀漿封層的乳化瀝青,還要滿足稀漿封層級配礦料的拌和要求,也就是乳液和礦料在拌和、攤鋪過程中,稀漿混合料必須均勻、不破乳、不離析、處于良好流動狀態(tài)。選用陽離子慢、中、快裂和陰離子慢、中裂乳化瀝青,均能作為稀漿封層的結(jié)合料。一般是陰離子乳化瀝青對礦料的粘附件較差,只適用于石灰?guī)r等堿性礦料,并且其成型時(shí)間較長。而陽離子乳化瀝青,由于它對酸、堿性礦料均有良好的粘附性,所以,它對稀漿封層的礦料選擇范圍較廣。
慢、中裂乳化瀝青稀漿封層鋪后成型時(shí)間都在4-5h以慢裂快凝稀漿封層鋪后成型時(shí)間可以控制在1h左右,達(dá)到國際稀漿封層協(xié)會 ( ISSA) 快凝-快開放交通的要求。
由于普通慢裂慢凝乳化瀝青稀漿封層鋪筑后成型時(shí)間長,早期強(qiáng)度低,粘結(jié)性、耐用性較差,使用范圍受到限制,隨著現(xiàn)代交通量的增長以及軸載增加,慢裂快凝乳化瀝青特別是慢裂快凝改性乳化瀝青得到了廣泛應(yīng)用。
快凝稀漿封層的優(yōu)勢
快速成型、快速修復(fù);減少占用道路交通的時(shí)間;延長施工季節(jié)、時(shí)間;提高施工工作效率;保障施工工程質(zhì)量。
根據(jù) ISSA 的分類方法,稀漿混合料按其自身粘結(jié)力的形成過程分為5 種類型, 即 ① SS-ST型,慢凝-慢開放交通; ② QS-ST型,快凝-慢開放交通; ③ FS-ST型,假凝-慢開放交通; ④ QS-QT型,快凝-快開放交通; ⑤QS - LQT型,快凝-直接開放交通。
ISSA的規(guī)范認(rèn)為:粘結(jié)力達(dá)到12 kg· cm時(shí),稀漿混合料已達(dá)到凝固狀態(tài),要達(dá)到開放交通的要求,其粘結(jié)力應(yīng)達(dá)到 20 kg· cm以上。快硬型稀漿封層應(yīng)該是符合QS - QT型,即30 min粘結(jié)力達(dá)到12 kg· cm以上,1 h 粘結(jié)力達(dá)到 20 kg· cm 以上。
快凝稀漿封層乳化瀝青
有了合格的石料,要使稀漿封層達(dá)到快硬的效果,關(guān)鍵在于乳化瀝青的性能。從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上考慮,此類乳化瀝青具有以下一些特點(diǎn)。
(1) 滿足 ISSA快凝要求
ISSA要求稀漿封層用快凝乳化瀝青,除了一些常規(guī)的指標(biāo)外,還需通過一些特別的檢驗(yàn),這些檢驗(yàn)首先是利用工程用石料與乳化瀝青拌和制成試件養(yǎng)生30 min,檢測項(xiàng)目有三項(xiàng): ① 吸水紙測試,無棕色;②粘結(jié)力測試,小 12 kg·cm; ③水沖刷測試,沒有明顯的變色。
(2) 對石料有較廣泛的適應(yīng)性
石料作為稀漿混合料的組成部分,其物化性質(zhì)如砂當(dāng)量、化學(xué)成分和表面風(fēng)化程度等都會影響稀漿混合料的拌和成型效果,同一乳化瀝青對于不同的石料可能會表現(xiàn)出截然不同的效果。目前,我國的石料場一般規(guī)模較小,技術(shù)水平低, 石料質(zhì)量不穩(wěn)定。這就要求乳化瀝青有較好的適應(yīng)性,對不同的石料表現(xiàn)出基本相同的效果或通過簡單的外加劑調(diào)節(jié)達(dá)到施工要求,從而保證工程質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益,使快硬型稀漿封層真正具有推廣使用價(jià)值。
快凝稀漿混合料系統(tǒng)快凝稀漿混合料系統(tǒng)靠自身體系可脫水,快凝的微表處系統(tǒng)中:乳化瀝青中瀝青的聚結(jié)依靠骨料與乳化瀝青之間的表面電位的相互關(guān)系,使瀝青微粒聚結(jié)。
慢凝稀漿混合料系統(tǒng)需要適宜的氣溫下靠蒸發(fā)而凝固。慢凝的微表處系統(tǒng)中:乳化瀝青中瀝青的聚結(jié)依靠水分的蒸發(fā),瀝青微粒的濃集,PH 值的升高,終發(fā)生乳化瀝青的聚結(jié)而產(chǎn)生粘結(jié)力。