路面工程稀浆封层技术培训讲义.doc

稀浆封层技术培训讲义辽宁省交通厅公路管理局2007年12月内容提纲w 概述w 材料选择w 结构类型w 配合比设计w 施工工艺w 工程质量检查验收一、 概述●基本概念 以乳化沥青为结合料，级配良好的矿料、填料、水和添加剂等按一定比例拌和而成的稀浆混合料，并及时均匀地摊铺在路面上，成型后形成的沥青混合料薄层 ●优点1、稀浆封层后的路面具有良好的抗滑和防水性能 2、稀浆封层后的路面与原路面结合良好 3、稀浆封层施工减少了环境污染 4、稀浆封层可恢复路面外观形象5、稀浆封层降低了工程造价6、稀浆封层延长了路面使用寿命●应用范围1、沥青路面预防性养护 2、高速公路稀浆封层技术（微表处）3、新建沥青碎石路面的上封层4、半刚性基层上进行罩面5、水泥混凝土路面的养护6、高速公路下封层●国内外发展应用情况w 稀浆封层用于路面工程始于20世纪20年代末期的德国w 稀浆封层作为一种经济、快速、高效的路面表处方法，在西方发达国家早已被广泛采用w 60年代后在欧、美得到迅速推广w 80年代后又出现改性沥青稀浆封层，并在世界范围内迅速推广w 在美国，改性沥青稀浆封层的应用范围占全国黑色路面的60%w 80年代后期，稀浆封层技术传到我国，各地开始乳化沥青及稀浆封层技术的研究。

w “八五”期间得到迅速发展并取得了一系列成果随着国内外乳化沥青技术及设备的不断更新换代，“九五”期间，我国开始改性乳化沥青稀浆封层的研究工作w 近几年来，这项技术也越来越受到重视，在公路维修、养护实践中，得到了普遍的认同，它对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害，能够起到预防和维修的作用，使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高，还可以用于砂石路的防尘处理，桥面铺装等方面二、 材料选择●乳化剂根据用乳化剂所制备的乳液与矿料拌和时破乳速度的快慢,乳化剂可分为慢裂、中裂、快裂在稀浆封层施工中，为保证混合料能够有充分拌合时间，且不迅速破乳，便于施工通常选用慢裂型乳化剂在稀浆封层技术出现的初期，全部采用慢裂的乳化剂和乳化沥青，在美国划归为SS（Slow Set）和CSS（Cationic Slow Set）由于这种乳化沥青稀浆封层需要4～5h的固化时间，影响了稀浆封层的使用和推广，故而开始在快速成型方面下功夫，形成QS(Quick Set)和CQS(Cationic Quick Set)稀浆封层系统，我国习惯上称之为“慢裂快凝” “慢裂快凝”技术实际就是要求在稀浆封层施工过程中，有一定慢裂时间，而施工后又要使封层快速成型。

这种施工技术首先要求有合格的乳化沥青，同时施工工艺也是十分重要的应该说，该技术是乳化剂、乳化沥青、骨料、添加剂、施工机械等各种因素综合作用的结果，但合格的乳化剂是主要条件 ● 改性剂目前常用于沥青改性的聚合物有:CR(氯丁胶)、SBR（丁苯胶）、SBS、EVA、SIS等目前常用于乳化沥青改性的聚合物是SBR胶乳，它是橡胶类改性剂，掺入SBR胶乳后沥青延度显著增加，软化点也相应提高，粘附性明显增强，显著提高混合料的粘结力、耐久性和粘韧性，通常根据对路面使用性能的要求确定适宜的使用剂量改性剂是改性乳化沥青的最重要组成部分，是改性乳化沥青区别于普通乳化沥青的最主要特点之一改性剂固胶含量一般仅占到乳化沥青中沥青重量的3%～6%，但它却在很大程度上决定了乳化沥青的路用性能的优劣因此，改性剂的选择十分重要我国制作改性乳化沥青时，绝大多数是采用SBR胶乳，也有少数单位尝试采用SBS改性沥青制作改性乳化沥青，日本某公司生产的SBS胶乳也在我国得到了初步应用我国现有的SBR产品都是阴离子的SBR胶乳，pH值一般在7～9之间，总固体物含量很低，一般在30%～45%之间国内很多单位在进行乳化沥青改性时，采用的就是国内厂家生产的这种阴离子的非乳化沥青改性专用的SBR胶乳。

随着稀浆封层技术在我国的广泛应用，特别是近几年微表处技术在高速公路上的推广应用，迫切需要符合使用要求的质优价廉的国产SBR胶乳，但是由于目前乳化沥青改性技术在我国还刚刚起步，SBR胶乳的需求量过小，致使胶乳生产单位不愿意投入过多的精力进行研制开发，在客观上造成了目前国产SBR胶乳产品的改性效果不够理想的现状在此，建议国内的胶乳生产厂家着眼未来，加大乳化沥青改性专用SBR胶乳的研发力度，抢占这一巨大的潜在市场 ● 乳化沥青稀浆封层乳化沥青通常应用阳离子BC-3型，生产中应采用胶体磨制备，并对基质沥青、乳化剂的剂量 、温度等参数进行设定并制定产品的检验标准和规范，按照生产工艺、操作规范进行生产，并制定产品的检验标准和规范，按照生产工艺、操作规程进行生产，保证乳化沥青的高质量产出防止乳化沥青成品提前破乳，应先储存在密封罐内，待使用时通过密封罐车运至施工现场，存储期乳化沥青不得降低使用效果，存储时间不宜超过两周成品的乳化沥青出厂时必须有详细的质量检验报告，且各项性能指标均符合技术要求，且没有破乳离析现象，方可运至施工现场使用改性乳化沥青是在乳化沥青中掺入聚合物胶乳进行改性，以提高乳化沥青的弹性、粘附性、减小感温性，提高沥青品质和使用性能，以满足大交通量或重交通量的路面技术要求，它应用于中高等级道路的改性稀浆封层的施工。

● 集料粗集料阳离子乳化沥青稀浆封层中所用的粗集料在路面中起着骨架作用，一般应采用符合《公路工程石料技术标准》中三级以上的石料，具有足够的强度与耐磨性，同时石料应是表面干净、粗糙、无风化、无杂质，稀浆封层施工中通常选用洁净的玄武岩或石灰岩，在高速公路及重交通量路段的微表处施工中，为提高石料的抗磨耗性能，应选用玄武岩材质，保证封层的防滑和抗磨耗性能细集料应选用棱角较多，石质表面粗糙的轧制石屑，使稀浆封层混合料具有良好的粘聚力和嵌挤力，提高稀浆封层混合料的抗滑性和抗磨耗性能● 填料为提高乳化沥青稀浆封层的稳定性，混合料中要加入一定数量的填料通常采用水泥作为填料，可提高封层路面的早期强度，同时改善施工和易性● 水 可用饮用水，绝不能使用受到周围工业污染或环境污染，含有可溶性盐等有害物质的废水，否则极大影响稀浆封层的施工生产和路用效果●添加剂乳化沥青稀浆封层混合料中的添加剂视需要而定添加剂可调节沥青混合料的破乳时间，使用后不应影响封层的整体强度和使用寿命三、 结构类型●类型一般按封层的厚度不同分为细封层（ Ⅰ型）、中封层（Ⅱ型）、粗封层（Ⅲ型）、加粗封层（Ⅳ型）按材料不同进行分类，可分为乳化沥青稀浆封层、改性乳化沥青稀浆封层及微表处。

●适用范围（1）Ⅰ型适用于高等级公路路面下封层及轻型交通量道路的表面封层,碎石基层的透层和保护层,对于基层稳定的路面,可用做磨耗层；（2）Ⅱ型适用于中型交通量,路面平整度较好,路面贫油及轻微网裂路面,中封层不但可以粘合裂缝,还可以通过粗骨料形成骨架结构修补面层的松散、开裂和老化，改善中等交通量道路和重交通道路的耐磨，抗滑性能此结构还可以用于沥青路面或水泥混凝土路面的磨耗层或稳定类基层的封层； (3)  Ⅲ型适用于高速公路预防性封层及重交通量普通道路的路面上，也可在半刚性基层和旧有街道上做双层铺设，即先做一层粗封层后，再加铺细封层； (4)  Ⅳ型适用于在轻交通量的半刚性基层的乡道上封层及低等级公路路面，在交通量大的干线公路及高速公路上做表处层代替中修罩面；(5)  改性乳化沥青稀浆封层具有很强的粘附性与胀缩能力，能很好的起到防止水损害、延缓反向裂缝、延长使用寿命的作用当强调路面防滑性，需铺筑粗糙度大的路面时，必须使用改性乳化沥青； (6)  微表处在常规的稀浆混合料配方中加入特殊的高分子聚合物和添加剂，制成聚合物改性沥青稀浆混合料，集料级配根据使用的不同要求专门设计，达到摊铺厚度较大（5-15mm），固化时间加快，粘附性更强的封层。

●原路面的技术要求↍达到设计要求的刚度和强度；↍保证符合设计要求的整体稳定性；↍表面平整，无严重病害↍原路面病害的处理：对裂缝、龟裂及网裂、沉陷、坑槽、车辙、油包、光面、贫油等病害进行处理四、 配合比设计●乳化沥青及稀浆封层试验1、混合料施工性能指标混合料可拌和时间试验试验　在拌和锅内放入一定量的矿料（通常为100g）、填料并拌匀，再将水、添加剂等倒入锅中拌匀，然后倒入一定量的改性乳化沥青搅拌并记时在改性乳化沥青倒入后的最初5～10s内用力快速拌和，然后用拌和匙沿杯壁顺时针均匀拌和，一般每分钟60～70转，注意观察混合料的拌和状态当稀浆混合料变稠，手感到有力时，表明混合料开始有破乳的迹象，记录此刻的时间，称为可拌和时间继续拌和，当混合料完全抱团，无法拌和时，记录此刻的时间，称为不可施工时间重新调整混合料的配方，重复进行上述试验步骤，并记录试验时的气温和湿度 施工过程中，微表处混合料从开始拌和到摊铺到路面上一般需要30s～50s时间，但是为了确保混合料的正常施工，ISSA中要求微表处稀浆混合料在25℃温度下的可拌和时间不得小于120s，并要求在可能遇到的最高施工温度下进行检验初凝时间试验初凝时间试验是取刚拌匀的微表处混合料立即摊在油毛毡上铺平并开始计时。

把试件放在室温下，隔 3 min ，用一张滤纸或餐巾纸轻轻地压混合料表面，如果在纸上没有见到褐色的斑点，就认为稀浆已经初凝如果有褐色斑点出现就再隔 3 min 重复测试如 15min后仍未初凝，就每隔10 min 测试，直至达到初凝为止记录初凝时间和试验时的气温和湿度初凝时间试验中滤纸表面不再看到褐色斑点，表明沥青微粒已经与水相分离并粘结到了石料表面，只有经过了这一过程，混合料才可能进一步固化成型，才能形成初期强度同时，待试样完全成型后的观测，可以定性得判断混合料的性能因此，初凝时间是一项十分重要的指标微表处混合料的粘结力是一项十分重要的指标，它反映了混合料的成型速度和开放交通时间在相同的时间内，混合料的粘结力数值越大，说明混合料的成型速度越快，早期强度越高国际稀浆封层协会将粘结力1.2N.m定义为混合料的凝固时间，将2.0N.m定义为开放交通时间 混合料的粘结力试验粘结力试验　称取 200g集料放入拌锅拌匀，然后加入适量的水拌匀，再加入定量的改性乳化沥青拌和均匀，时间不超过1min将环型试模放在油毛毡上，将达到要求配比的稀浆混合料拌匀后立即倒入试模并刮平，将脱模后的试样在25±6℃的环境中养生并记时。

30 min后，将试件置于粘结力试验仪的气动橡胶压头下面，当仪器压力表达到200 kPa时，保持此压力，将测扭距板手测力表归零并套住气缸杆上端，在0.7～1.0 s内平稳、坚定、水平地扭转 90～120°并读取扭距仪读数升起橡胶压头，并擦干净底部待下次测试60min时，重复上述步骤 2、混合料路用性能指标湿轮磨耗试验（WTAT）湿轮磨耗试验（WTAT）按照拌和试验和粘结力试验确定的混合料各组分的比例（集料为4.75mm筛过筛后的部分），制作成厚度6.4mm、内径280mm的湿轮磨耗试样，烘干至恒重并冷却至室温后称重G1，然后将试样放在25℃±3℃的水中养生1h或6天后取出，在湿轮磨耗试验仪上磨5min，然后将试样取出、冲洗、烘干后称重G2试样磨耗前后的质量差与磨耗面积的比值称为磨耗值湿轮磨耗试验的目的有：①用于控制混合料的最小沥青用量混合料中沥青用量越少，试样的WTAT值就越大，当超过了规定的最大WTAT值时的沥青用量就是容许的最小沥青用量②用于评价混合料。