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阅读:163ci日qi:2016-07-21
1 乳化沥青
 
乳化沥青是由羓iezhiu相溶的物zhi——沥青he水zu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hezhandu特衴ue把に賒u。在这些特性中有许多是随着微粒尺寸he微粒在乳液中的fen瞛i榭鰁r起作用的。该变化是一种随沥青xing号、jipei乳液生chan所使用的设beihe化学蕐ue恋氖褂梦榷ㄐ詄r变化设。
 
乳液祄u帕3叽绱笮∈潜冉现匾牟问蛭>侗鋎e越单一、fen散,乳液的zhandu越hao,po乳率hezhan结性nengye越合适。然er这ye限制liao乳液中的沥青hanliang,并且nenggou影xiang养护速du,在一般情况下,通过VSS发现颗粒謆en对?~5μm范围内蔮en哂凶頷ao的总ti特性。
 
沥青的zu成he化学特性都很复杂。具有较高的极性(pian光性)he较高的芳香族沥青,通常较容易乳化。使用tianjia糽iang梢杂美磘i高乳化作用,一般来讲,高zhen入du的沥青比低zhen入du的沥青容易乳化。
 
乳化沥青中化学謕o返难≡褚览祔u道lu的撒瞛i榭觯瑈in离子乳化剂he阳离子乳化剂两者都依赖yuyan的蘪i饣衔锏某ian,这可neng是石油中发现的合成脂肪酸lei的转生物、多脂肪酸或mu材纸jiang中的muzhi素的混合物。
 
一般乳液是通过设beihepeifang纁hun刂撇鬺iang。采觤ei鲜实娜榛痢⒄返mu刂迫榛列Ч娜橐簆eifang,对yu生chan出满足需要设乳液是至关重要的。 
 
2 乳化沥青的优点hejingji性 
 
2.1 节neng
 
稀释沥青中的mei油或汽油hanliang可以达到50%,er乳化沥青中则zhihan0~2%。所以,这是一项在白se燃料生chan利用fang面具有重要价值的节yue衳ing琷injin依靠增jiaqing制油溶剂来减shao沥青的zhandu标准,沥青jiunenggoubei浇灌he撒布,并希望使觤ei蟮膓ing制油nenggou挥发进入大气中。事实shang,如果qing制油bunenggou挥发,那么沥青jiu太软liao,在jiao通荷载作用下,道lu表面jiu可neng泛油或变xing。
 
现将乳液he具觴ing蘴i的qing制油进行比较,结果如下。
 
qing制油(qing制沥青):
 
jia工1L摊铺用的qing制沥青大yue需要nengliang700KJ,再jiashang切削器deng增jia的nengliang,即40000KJ/L,生chan这样1L60%的qing制沥青乳液设整个nengliang需求是:
 
700+4.4x40000=16700(KN)
 
乳化沥青:生chan1L乳化沥青需要nengliang576KJ,生chan1L乳化沥青的设乳化剂nengliang为584KJ,这样生chan1L乳化沥青的总nengliang为1160KJ。
 
由ci可以看出,大bufennengliang是bei燃料消耗掉liao。
 
2.2 多用tu性
 
乳化沥青有许多种应用fang法,应用时要选择合适设fang法,因为它们有一个非常广设应用范围。同样设乳液既nenggou作大面ji的封层撤布,yenenggou用来进行小范围设縴ing踴iu补工作。因为它们nenggou长qi储存在储罐中,在pian远地区应用时,利用滚tong洒瞛iaτ闷鹄捶浅H菀住Ⅻ/span>
 
2.3 使用fang便
 
乳液设专业化撒布,需要专业化设设bei,如撒布机。然er,小面ji设乳液应觤ei芍苯ying捎檬止そ焦鄅e手工撒布,如小面ji设縴ing鄄构ぷ鳌⒘逊焯罘炝蟙eng,小数liang设ling拌混合料zhi需要基ben设beijiu行。例如,一zhi带挡板的洒水壶he一个铁锹jiunenggou进行小面ji的封层he裂缝xiu补,采用灌入式縴ing踴iu补fang法填充lu面坑dongdeng应用简单易行。
 
3 乳液的养护fang法he应用
 
在SHRP计划中,美国hejia拿大已jing将lu面设yu防性养护计划进行liao试验,效果比较hao。持续时间较长设养护fang法是稀jiang封层、石屑罩面he灌入式坑dongxiu补fang法。
 
lu面sun坏设fenlei如下:
 
a)变xing或扭qu
 
lu面的塑性变xing是由yuche辆chao载造成的。包kuoche辙、糵ang琱e搓板现象及lu面推挤。
 
b)裂缝
 
lu面裂缝是由许多因素chan生的,其中有许多是结构shang设原因。例如,疲劳裂缝是由yulu面刚du丧失hejiao通che辆的反复nian压引起的;纵裂缝、网裂缝he温缩裂缝是由yu材料he设计因素引起的,既有lu面的原因,ye有材料老化hehuanjingfang面的原因。反射裂缝是由yu已存在的裂缝sun坏或在水泥混凝土lu面中lian接起来引起的。
 
c)po裂
 
随着时间的推yi,道lu面层逐渐老化、沥青的老化在bu同程dushang取决yuhuanjinghe沥青的化学性zhi,这些老化将导致lu面断裂、面层结构丧失he通常的裂缝he坑dong。坑dong是由yu混合料中细料的丧失或lu面粒料较小及lu面下chen造成的。
 
d)剥离——水fen莦hi滁/span>
 
由yu一些沥青对水的敏感性,特别是在che辆he孔xi水压li的作用下,引起沥青的zhan附性丧失helu面坍陷。
 
为liao发挥乳化沥青养护的优点,mu前正在研究ji种重要的养护fang法,其中SHRP计划已jing确认裂缝填缝料、稀jiang封层、石屑罩面he喷射坑dongxiu补deng四种fang法是比较hao的乳液养护fang法。
 
3.1 稀jiang封层
 
稀jiang封层是一种ling拌沥青混合料,具有骨料he沥青混合的优点,在通常情况下,相似的jipei稀jiang封层具有比热拌沥青混合料高的模liang,所以常用它来填充lu面che辙。比较高的稳定du具有较高祄u贡鋢ingnengli。
 
混合料通常是由较ying设细骨料jipeihe耐磨祄u哂懈遱ha当liang的骨料zu成,特别是微观封层he聚合物改性封层这种情况极大地增jialiaolu面的强duhe完整性。这使lu面具有高磨sun阻lihe极hao的变xing阻li。
 
乳化沥青乳液ye容襷i趛idong的稀jiang封层摊铺机shang使用,在该机器shang进行拌he及运用掺jia剂进行化学控制来满足养护的需要。
 
3.1.1 jingji性
 
a)che辙xiu补
 
采用微观封层混合料进行lu面che辙xiu补将使lu面持续较长的时间,对热拌沥青混合料来讲,将持续大yue8~10年的时间。显er易见,正确的混合料设计he铺筑是非常重要的,采用微观封层进行lu面che辙xiu补的相对费用比热拌沥青混合料要shao,这主要是bu需要脱离拌he设bei现场;对通常的che辙道lu表面bu需要褁inィ馐且蛭榛で鄖un许潮湿的道lu表面he较hao的zhan附性,没有zhan结层;现场使用的材料基ben费用比较shao。
 
b)面层xiu整
 
通常情况下,在居民住宅区、稀jiang封层根据原有的道lu表面使用shouming可以持续4~8年。在高速公lushang应用微观封层或者聚合物改性稀jiang封层,其使用shouming将达到8年。
 
3.1.2 投资成ben
 
建设一座乳液生chanche间大yue需要联邦zhengfu30wan美元、这样才nengti供撒瞛ia玫母髦指餮娜橐海灰惶孜⒐鄯獠慊敌枰?6wan美元。ling外,承包商还需要罐che来运水he乳液,还需要1台压lu机及fu助设bei用yuxiu补lu面che辙。复合蔶iao倒ぷ餍矢撸擞?台机器meitian可比较容易地完成501676.2m2,使用lian续工作的机器需要专业化的管理机构,所以这些zhi适合yu高速公lu工程。
 
 
 
 
 
 
 
3.2 石屑罩面
 
mu前,世jieshang有各种各样的道lu表面处治fang法,其中石屑罩面、撒布封层是最常用的lu面养护fang法。
 
石屑罩面是在道lu面层shang使用一种标准的沥青撒布机洒布一层zhan结料,然后铺一层同粒径的比较hao的骨料。这种fang法可以根据jiao通leixing进行调整,zhan结料he石料两者的撒布率必xufu合设计要求,所采用的zhan结料he石料必xujing过严格的筛选(zhan结料在zhandu、附着li、模lianghe适当的弹衴ue笆嫉膞ing状、结构、大小he干jing程dudengfang面秊iaρ细褚螅Ⅻ/span>
 
石屑罩面的复簒i獠闳绻诒冉蟞ao的道lu基层shang进行,处理后的道lu表面可承受的jiao通liang将达到40000辆/日,同时yenenggou通行大xing载重che。
 
石屑罩面是一个高沥青hanliang的薄表面处治层,但是这种处治层是柔性的he耐磨的。掺jia聚合物nenggou增jiazhan结li、zhan附性、耐磨性helu面祄u沽研詎eng。这使石屑罩面既nenggou用yu道lu养护,又可以用yu道lu重建,尤其是在道lu祄u沽裦ang面有重要作用。ling外,使用SBR或SBS改性nenggou进行道lu封层he桥梁裂缝xiu补,尤其重要的是可襶ue鮯haolu面的反射裂缝。
 
由yu乳液具有极hao的潮湿性、化学zhan附性he乳化剂系统及对lu面的xiu补养护性zhi,所以乳液比较适合yulu面撒布。根据tian气hejiao通情况,lu面洒布时要求比较hao的jiao通控制及比较hao的封层tiao件。
 
3.2.1 jingji性
 
a)lu面养护应用
 
石屑罩面的mu的是要增jialu面的使用shouming。lu面养护应用石屑罩面,在现场bu需要限制沥青拌he设bei,同时采用石屑封层的lu面bu会出现反射裂缝he微裂缝,防止liaolu面的进一步老化he水jinpo坏。在美国,据ji载在基层shang进行石屑罩面养护,可襶un筶u面的使用shouming增jia到10年以shang。
 
b)填充裂缝he桥梁xiu补
 
对yu乳化沥青来讲,掺jia聚合物增jialiaozhan结料的成ben(shen謑ian锏絣iao两倍以shang),但是它可以明显地延长lu面shouming,澳大利亚有关机构研究发现eü庵謋ang法设计重建的乡村道lu,可襶un箂un坏比较严重的道lushouming增jia10~15年。对lu面的反射裂缝进行处理,ye可襶un筶u面的使用shouming增jia5~8年。
 
c)zhan层油
 
zhan层油是指在封层之间或者是在具有裂缝的lu面层he其他lu面层之间的涂刷层,这种fang法可襶un筶u面使用shouming延长5~8年。er且它yenenggou消除反射裂缝(尤其是水泥处治或再生lu面),运用这种完整的养护ti系,nenggou减shao重建费用一ban以shang。采用这种fang法可以对新的lu面进行有效的处治。
 
d)高浓du乳液
 
对yu城乡道lu来讲,采用高浓du乳液对lu面进行处治是一种非常快的养护fang法,一tian可以处治16~25 km的道lu,zhi需1台乳化沥青洒布机he装水的罐che,成ben相应地比较低。在低jiao通liang的道lushang,使用shouming可以延长3~5年(主要sun坏leixing是lu面老化)。
 
3.2.2投资成ben
 
在现场进行石屑封层处理,需要1台洒布机(大yue300 000美元/台)、1台zidong化的摊铺机(大yue:150000美元/台)、或1台简单的滚tong式拌he机(大yue15000美元/台)、两台碎石压lu机he装载其他设bei的fu助设bei糲hun伞Ⅻ/span>
 
3.3 Cape封层
 
Cape封层是石屑罩面的稀jiang封层的zu合(附图)。这种封层具有表面光滑的特点,在一层耐磨的稀jiang封层下面有一层柔性的石屑罩面。这jiu为具有一个稀jiang封层面层的同时,为减缓zu合裂缝的ji续发展chuang造liao有利tiao件。
 
附图cape封层
 
采用Cape封层进行lu面处治的fang法在膞i莌e美国jing常使用。在膞i牵庵謋ang法shou先在道耭angㄉ枋庇τ茫衷谝裫ing应用礿ie饕踉说纋u养护、重建shang。mu前,在美国的住宅区jie道he主竤hang叩纋ushangye在应用这种fang法。
 
3.3.1 jingji性
 
Cape封层比单独使用稀jiang封层或石屑罩面成ben高de多,然er这种封层非常耐磨。石屑罩面中的大骨料具有比较hao祄ugou詇e承载性neng,稀jiang封层具有平整du簃ei捅冉系偷腸he辆营运费,Cape封层具有两者的优点:
 
a)应用yu住宅区jie道
 
Cape封层在基层shang应用nenggou使道lu的使用shouming延长5~8年。
 
b)公lu及主干道公lu
 
膞i巧po鋔iao通liang为10000辆/日的道lu使用shouming为10~15年,使用shouming的延长薲e鞯纋u正确的设计he建设,er并非单chun养护造成的。
 
3.3.2 投资成ben
 
参看稀jiang封层he石屑罩面。
 
3.4 喷射xiu补坑dong
 
喷射xiu补坑dong是采用一种特殊的机器对lu面坑dongheao地及po裂地带进行xiu补。
 
shou先,xiu瞘ou械难顾蹩掌佣chuang蹈蒵ing,除去坑donglirenhe松散的材料,de到一个干jing的表面。然后,将坑dong的内表面涂shang一层乳液。再利用xiu瞘ou鷖hang的操作装置,向坑dongli填shang骨料,cong喷嘴中喷出的热乳液he骨料混合,坑dong填充料,采用该fang法xiu补祄u觗ong既防水又具有比较hao的强du。xiu补坑dong的骨料要求单个尺寸为7mm、10mm或14mm的石料,这ye是进行封层时常使用的骨料jipei。最后在坑dongshang面铺一层干骨料,使它具有一个表面封层,这样jiu完成liao封层工作,但是ye有再铺一层细sha的情况。
 
采用这种fang法ji乎bu需要进行renhe压实工作。
 
如果jing常使觤ei炷齲ing乳液he改性聚合物乳液,jiunenggou使xiu补祄u觗ong具有比较高的强du,或者在冬季tiao件下,比较快地xiu补lu面坑dong。DURAPATCHER设bei是用来xiu补lu面坑dong的,该设beiyenenggouxiu补lu面裂缝。
 
3.4.1 jingji性
 
  喷射坑dongxiu补的主要特点是生chanheshu出比较容襷hu琺eitianxiu补坑dong需要2300L乳液he20t的其他材料,需要两个人he1台机器。应用这种fang法具有显著祄u璲i效益。对lu面xiu补来讲,要保证道lu的畅通,在很大程dushang依赖yu所xiu补祄u觗ong范围he坑dong在多快的时间内xiu补完成。如果道lu已jing特别潮湿,这时坑dong的xiu补可以说是一种浪费。
 
延长lu面的使用shouming在yu坑dong的及时xiu补,即在坑dong謆en禸uchao过15cmjiu需jia以xiu补,坑dong的使用shoumingdengyu整个lu面的剩余使用shouming。
 
3.4.2 投资成ben
 
喷射坑dongxiu补zhi需要1台合适的xiu瞘ouchun桑没髖ue是50000美元/台,整个养护程序的完成zhi需1个人糲hun伞ing外,需要1台大xing的载重che,但是它bu是xiu瞘ou档囊籦ufen。ci外还可neng将该设beiti供给其他地fang,shen至作为租赁设bei使用。
 
4结论
 
a)一种合适的养护fang案jiashang良hao的检测系统或PMS系统nenggou明显地延长lu面的使用shouming。
 
b)乳化沥青是一种便利的he有效的zhan结料。
 
c)稀jiang封层、石屑罩面、cape封层he喷射坑dongxiu补bei证明是lu面养护的haofang法,zhi要进行合适的设计,lu面的sun坏jiunenggou鉴定he进行处治。
 
d)以shang的lu面处治fang法是比较jingji的,cong一开始jiu具有最shao的投资成ben。