微表处可快速修复车辙,以聚合物改性乳化沥青为粘结料、借助专用的摊铺设备进行施工,具有施工速度快、成本低、开放交通快、效果好等特点,可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度,提高防水性和抗滑性。本文对微表处的拌和进行试验研究,旨在为微表处施工提供参考,为公路养护尽绵薄之力。
改性乳化沥青的生产
所谓乳化沥青是将沥青热融至流动状态(不同标号的沥青加热温度不同),再经剪切、研磨等机械作用,使沥青以细小的微粒分散于乳化剂水溶液中,形成水包油状的常温可流动的多项分散体系,也称为沥青乳液。国内常见的分散设备有胶体磨、剪切机、装有桨叶的搅拌器、带喷嘴的齿轮泵等。
乳化沥青与集料的拌和实验
1.实验步骤
将沥青加热到135℃,加入ENH胶体磨沥青罐中,分别配制1%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%乳化剂含量的乳化液,加入SBR胶乳(4.5%掺量),调酸使乳化液PH值在2.0-2.5,将配制好的乳化液加入ENH胶体磨乳化液罐中,加热使乳化液温度保持在50℃。分别设置沥青、乳化液流量数值,开启磨机,生产乳化沥青。经检测,各指标符合微表处用乳化沥青规定要求。
乳化沥青冷却至室温,称取100g级配石料,搅拌均匀,再加入添加剂继续搅拌均匀,加水润湿、搅匀,然后加入乳化沥青开始搅拌,同时开始计。在乳化沥青倒入的最初3-8s内用力快速拌和,然后用拌和棒沿容器壁顺时针均匀拌和,一般为60-70r/min,同时观察混合料的拌和状态;当稀浆混合料变稠,手感有一定阻力时,表明混合料有破乳的迹象,记录此刻的时间即为拌和时间。
2. 实验数据与讨论
2.1级配对拌和时间的影响
由图1可以看出,矿料级配越粗其中的粉料越少比表面积越小,沥青乳液之间的碰撞相对减少很难形成结团,因此拌和时间也会相对延长。矿料级配越细,粉料相对增多,黏土即相对增多,相应缩短可拌合时间。
2.2乳化剂用量对拌和时间的影响
从图2中可以看出,乳化剂用量越大,在沥青微粒表面聚集的乳化剂分子越多,从而形成的油水界面膜的强度越大,扩散层就会越厚,电位就越大,与矿料接触后双电层的破坏就越慢,成浆时间就越长即拌和时间越长。
2.3总用水量对的拌和时间
集料、乳化沥青温度都与环境温度(20℃)一致。改性乳化沥青(2.0%乳化剂含量),集料级配选用微表处Ⅲ型级配,取其中值。
从图3中可以看出,外加水量愈大,拌和时间愈长,但是由于外加水量的大小会直接影响稀浆混合料的稠度,其次外加水量要适宜,不宜过大也不宜过小,要有使用范围
2.4添加剂对拌和时间的影响
集料、乳化沥青温度都与环境温度(20℃)一致。改性乳化沥青(2.0%乳化剂含量),集料级配选用微表处Ⅲ型级配,取其中值。用水量为6%。
同等用量的生石灰吸水性大于水泥(普通硅酸盐水泥),且同等条件下与水反应放热量大于水泥水化热 ,固对可拌和时间的影响作用大于水泥。
2.5试验环境对可拌和时间的影响
实验室环境为湿度20%,可控温空调,分别设置15℃、18℃、21℃、24℃、27℃为试验温度,集料、乳化沥青温度都与环境温度一致。改性乳化沥青(2.0%乳化剂含量),集料级配选用微表处Ⅲ型级配,取其中值。
从表5中可以看出,拌和温度越高,可拌合时间越短。因为温度越高布朗运动越剧烈,扩散层与吸附层的分子脱离吸附的趋势就越激烈,电位降低,乳液趋于不稳定,并且沥青颗粒相互碰撞的机率会增大,相互融合的机会也增大,乳化沥青的拌和时间就越短。
3.结语
A)试验所得结论
影响阳离子乳化沥青微表处拌和时间的因素诸多,从该试验可得出如下结论:矿料级配越粗,拌和时间越长;在一定范围内(1.0%-3.0%)增大乳化剂用量,可以增加拌和时间;外加水量越大可拌和时间越长,但外加水量不宜过大也不宜过小,需根据实际应用调整;无机添加剂水泥、生石灰的用量(0%-3.0%)增加可缩短可拌和时间;拌和环境温度升高,可拌和时间缩短。
B) 从施工实际出发,总结影响拌和因素
从实验室可得出上述结论,但在施工现场影响微表处拌和因素就变得异常复杂,不仅限于施工环境温度、空气湿度、风速大小等的影响,光照强度、紫外线强度都会影响拌和时间。其次微表处摊铺机械性能优劣也直接影响摊铺效果。故在实际施工中需要综合考虑各种影响因素,确定最佳配方,并随影响拌和因素改变及时调整施工工艺,确保摊铺出理想的微表处路面封层。
(文章来自网络)