改性乳化沥青同步碎石封层在沥青路面预防性养护中的应用研究.docVIP

改性乳化沥青同步碎石封层在沥青路面预防性养护中的应用研究 　　【摘要】改性乳化沥青同步碎石封层是一种新型沥青路面预防性养护技术，本文在对改性剂、乳化剂试验研究的基础上，进行了配合比设计方法的试验研究，在养护工程中对配合比设计进行验证，提出了施工工艺和质量控制方法。通过试验检测，改性乳化沥青同步碎石封层的各项路用性能指标达到规范要求，能够有效地恢复路面的使用性能，延长路面的使用寿命。 　　【关键词】改性乳化沥青；同步碎石封层；配合比设计；路用性能。 　　1.材料制备和技术要求 　　1.1 矿料技术要求 　　用于同步碎石封层的石料应清洁、干燥、不含风化颗粒、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。集料粒径在4.75mm～9.50mm之间的集料，应接近立方体颗粒。 　　1.2 .1改性乳化沥青的制备 　　沥青乳化剂分为阳离子型、阴离子型、两性离子型、非离子型和矿物型五大类，用于生产同步碎石封层用乳化沥青的乳化剂应选用快（中）裂快凝型阳离子乳化剂。 　　本文选择了三种乳化剂进行试验优选，分别为美德维什伟克AA63D、阿克苏E4819、镇江金阳JY-R1（表2）。乳化剂的优选以制得分散均匀、稳定性好、粘度适中的乳化沥青为原则。 　　根据乳化剂厂家的推荐掺量，对三种乳化剂选用0.3%和0.4%两种水平进行了试验，得出：三种乳化剂在掺量为0.3%时，配制的乳化沥青非常粘稠、储存稳定性差，易结皮；而掺0.4%的AA63D乳化剂和E4819乳化剂的乳化沥青稳定性较好，JY-R1乳化剂的乳化沥青稳定性较差（有待进一步研究采取改进措施，或添加稳定剂等）。因此，选择AA63D乳化剂和E4819乳化剂进行下一步试验，并将乳化剂用量初步确定为0.4%。 　　将AA63D和E4819分别与70#A级沥青和90#B级沥青制得的乳化沥青与集料进行粘附性试验，均与集料具有良好的粘附性，集料沥青裹附量远大于规范2/3的要求。外掺胶乳后制得的改性乳化沥青性能指标见下表。 　　由试验结果可知，对于70#A级基质沥青，采用AA63D乳化剂配制的乳化沥青，不掺加胶乳时，其蒸发残留物5℃延度很低，接近脆断，掺加3% SBR胶乳后能降低针入度，提高软化点，大幅增加延度，证明SBR胶乳的加入对其高低温性能均有明显改善；但是继续增加胶乳掺量至4%，各性能提高不明显，在实际生产中，SBR胶乳掺量可确定为3%。同样，采用E4819乳化剂配制的乳化沥青，掺胶乳会在一定范围内增加乳化沥青的粘度，明显提高延度，降低针入度，提高软化点，其胶乳掺量也可初步确定为3%。 　　对于两种乳化剂与90#B级沥青配制的乳化沥青，增加胶乳掺量对AA63D和E4819配制的乳化沥青，各种性能变化与70#A级沥青配制的乳化沥青变化基本一致，不同之处在于，胶乳掺量从3%增加至4%时，乳化沥青延度依旧增长明显。 　　1.2.2 改性乳化沥青的制备 　　（1）乳化剂皂液pH值的确定 　　通过室内反复配制比较，得出以下结论：当乳化剂皂液pH值在1.6～2.0范围内时配制的乳化沥青粘度和稳定性较好；当pH值过大或过小时，乳化沥青很容易在短时间内（3～4小时）破乳，结皮。 　　（2）基质沥青温度的控制 　　基质沥青温度宜控制在130～140℃范围内，当温度过高（超过145℃）时，配制的乳化沥青会结团，短时间内破乳；沥青温度过低则不易于乳化。 　　（3）胶体磨的剪切时间 　　胶体磨剪切时间不宜太长，如果剪切时间过长（超过5分钟）配制的乳化沥青稳定性很差，剪切时间宜控制在3分钟以内。 　　（4）配制的乳化沥青储存方式 　　通过对比烧杯和密封广口瓶两种容器储存方式，得出使用密封的广口瓶储存的乳化沥青更稳定，因此推荐配制乳化沥青应密封保存。在实际生产过程中，应采用大密封罐保存，尽量减少乳化沥青与空气的接触面积，同时刚生产出来的乳化沥青温度在80～90℃，在其降温的过程中应每间隔半小时左右适当搅拌几分钟，即可有效防止快裂快凝型乳化沥青出现结皮现象。 　　在完成室内制备工艺研究后，通过工厂化生产调试，确定了以下几个生产参数：基质沥青加热温度约为140℃，皂液温度约在55～60℃，皂液ph值取1.9，皂液泵转速400r/min，沥青泵转速为420r/min。 　　2. 改性乳化沥青同步碎石封层配合比设计 　　改性乳化沥青同步碎石封层的配合比设计主要是确定乳化沥青及碎石的撒布量。目前，国内外主要有三种配合比设计方法：室内试验确定法、经验法和理论计算法。 　　2.1 Mcleod理论计算方法 　　碎石封层中碎石和沥青用量的理论计算方法最初由Norman McLeod提出，后来被美国SHRP（Strategy Highway Research Program）采纳，用于碎石封层的设计，在