乳化沥青在道路养护中的应用
2014-03-30 01:00
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【摘 要】该文详细论述
【摘 要】该文详细论述了乳化沥青进行路面养护及情况，举例说明了乳液的生产情况、乳液的配方、乳液的各种撒布和乳液在道路养护中的应用情况。【关键词】乳化沥青 道路养护 应用１ 乳化沥青 乳化沥青是由两种互不相溶的物质——沥青和水组成的混合物。其主要特性表现为它的储存稳定性、在混合过程中设稳定性、表面处治和粘度特性及养护速度。在这些特性中有许多是随着微粒尺寸和微粒在乳液中的分布情况而起作用的。该变化是一种随沥青型号、级配乳液生产所使用的设备和化学试剂的使用稳定性而变化设。 乳液的颗粒尺寸大小是比较重要的参数，因为粒径变得越单一、分散，乳液的粘度越好，破乳率和粘结性能也越合适。然而这也限制了乳液中的沥青含量，并且能够养护速度，在一般情况下，通过VSS发现颗粒直径在1～５μｍ范围内时具有最好的总体特性。 沥青的组成和化学特性都很复杂。具有较高的极性（偏光性）和较高的芳香族沥青，通常较容易乳化。使用添加剂可以用来提高乳化作用，一般来讲，高针入度的沥青比低针入度的沥青容易乳化。 乳化沥青中化学制品的选择依赖于道路的撒布情况，阴离子乳化剂和阳离子乳化剂两者都依赖于盐的碳氢化合物的长链，这可能是石油中发现的合成脂肪酸类的转生物、多脂肪酸或木材纸浆中的木质素的混合物。 一般乳液是通过设备和配方来控制掺量。采用合适的乳化剂、正确的控制乳化剂效果的乳液配方，对于生产出满足需要设乳液是至关重要的。 ２ 乳化沥青的优点和性 ２．1 节能 稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到５０％，而乳化沥青中则只含０～２％。所以，这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为，仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准，沥青就能够被浇灌和撒布，并希望使用后的轻制油能够挥发进入大气中。事实上，如果轻制油不能够挥发，那么沥青就太软了，在荷载作用下，道路表面就可能泛油或变形。 现将乳液和具有同样固体的轻制油进行比较，结果如下。 轻制油（轻制沥青）： 加工1L摊铺用的轻制沥青大约需要能量700KJ，再加上切削器等增加的能量，即40000KJ/L，生产这样１Ｌ６０％的轻制沥青乳液设整个能量需求是： 700+4.4x40000=16700(KN) 乳化沥青：生产1Ｌ乳化沥青需要能量５７６KJ，生产１Ｌ乳化沥青的设乳化剂能量为５８４KJ，这样生产1Ｌ乳化沥青的总能量为１１６０KJ。 由此可以看出，大部分能量是被燃料消耗掉了。２．２ 多用途性 乳化沥青有许多种应用，应用时要选择合适设方法，因为它们有一个非常广设应用范围。同样设乳液既能够作大面积的封层撤布，也能够用来进行小范围设坑槽修补工作。因为它们能够长期储存在储罐中，在偏远地区应用时，利用滚筒洒布应用起来非常容易。２．３ 使用方便 乳液设专业化撒布，需要专业化设设备，如撒布机。然而，小面积设乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布，如小面积设坑槽补工作、裂缝填缝料等，小数量设冷拌混合料只需要基本设备就行。例如，一只带挡板的洒水壶和一个铁锹就能够进行小面积的封层和裂缝修补，采用灌入式坑槽修补方法填充路面坑洞等应用简单易行。３ 乳液的养护方法和应用 在ＳＨＲＰ计划中，美国和加拿大已经将路面设预防性养护计划进行了试验，效果比较好。持续时间较长设养护方法是稀浆封层、石屑罩面和灌入式坑洞修补方法。 路面损坏设分类如下： a）变形或扭曲 路面的塑性变形是由于车辆超载造成的。包括车辙、挤浆和搓板现象及路面推挤。ｂ）裂缝 路面裂缝是由许多因素产生的，其中有许多是结构上设原因。例如，疲劳裂缝是由于路面刚度丧失和交通车辆的反复碾压引起的；纵裂缝、网裂缝和温缩裂缝是由于材料和设计因素引起的，既有路面的原因，也有材料老化和环境方面的原因。反射裂缝是由于已存在的裂缝损坏或在水泥混凝土路面中连接起来引起的。 c）破裂 随着时间的推移，道路面层逐渐老化、沥青的老化在不同程度上取决于环境和沥青的化学性质，这些老化将导致路面断裂、面层结构丧失和通常的裂缝和坑洞。坑洞是由于混合料中细料的丧失或路面粒料较小及路面下沉造成的。 d)剥离——水分侵蚀 由于一些沥青对水的敏感性，特别是在车辆和孔隙水压力的作用下，引起沥青的粘附性丧失和路面坍陷。 为了发挥乳化沥青养护的优点，正在几种重要的养护方法，其中ＳＨＲＰ计划已经确认裂缝填缝料、稀浆封层、石屑罩面和喷射坑洞修补等四种方法是比较好的乳液养护方法。３.１ 稀浆封层 稀浆封层是一种冷拌沥青混合料，具有骨料和沥青混合的优点，在通常情况下，相似的级配稀浆封层具有比热拌沥青混合料高的模量，所以常用它来填充路面车辙。比较高的稳定度具有较高的抗变形能力。 混合料通常是由较硬设细骨料级配和耐磨的具有高砂当量的骨料组成，特别是微观封层和聚合物改性封层这种情况极大地增加了路面的强度和完整性。这使路面具有高磨损阻力和极好的变形阻力。 乳化沥青乳液也容易在移动的稀浆封层摊铺机上使用，在该机器上进行拌和及运用掺加剂进行化学控制来满足养护的需要。３．１．１ 经济性ａ）车辙修补 采用微观封层混合料进行路面车辙修补将使路面持续较长的时间，对热拌沥青混合料来讲，将持续大约８～１０年的时间。显而易见，正确的混合料设计和铺筑是非常重要的，采用微观封层进行路面车辙修补的相对费用比热拌沥青混合料要少，这主要是不需要脱离拌和设备现场；对通常的车辙道路表面不需要研磨，这是因为乳化沥青允许潮湿的道路表面和较好的粘附性，没有粘结层；现场使用的材料基本费用比较少。 b)面层修整 通常情况下，在居民住宅区、稀浆封层根据原有的道路表面使用寿命可以持续4～8年。在高速公路上应用微观封层或者聚合物改性稀浆封层，其使用寿命将达到8年。 3．1．2 投资成本 建设一座乳液生产车间大约需要联邦政府30万美元、这样才能提供撒布用的各种各样的乳液；一套微观封层机械需要16万美元。另外，承包商还需要罐车来运水和乳液，还需要1台压路机及辅助设备用于修补路面车辙。复合式机械工作效率高，运用2台机器每天可比较容易地完成501676．2m2，使用连续工作的机器需要专业化的管理机构，所以这些只适合于高速公路工程。
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