乳化沥青稀浆封层技术及发展

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发布时间:2017年6月17日

一、概述

近几年来,我国公路建设飞速发展,为使建成的公路发挥应有的经济效益,交通部提出公路发展要够建养并重,在公路养护政策中明确提出:“预防为主,防治结合”。稀浆封层技术作为预防性养护最经济有效的施工工艺,正在被公路部门迅速推广。

二、乳化沥青稀浆封层的作用和使用范围

稀浆封层是将适当级配的骨料、填料、乳化沥青、水、添加剂等几种原材料,按一定比例掺配拌和,制成均匀的稀浆混合料,并按要求的厚度和宽度摊铺在路面上。稀浆封层施工法无论是对低等级道路或高等级道路,无论是对城市道路或郊区道路,都可以产生显著的经济效益和社会效益。稀浆封层可以使磨损、老化、裂缝、光滑、松散等病害,迅速得到修复,起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。

乳化沥青稀浆封层施工技术在我国还是一项新技术,在目前主要用于以下几个方面:

1、旧沥青路面的维修养护

沥青路面由于长期暴露在自然环境下,受到日晒、风吹、雨淋和冻融的作用,同时还要承受车辆的重复载荷作用。路面经过一段时期的使用后,会出现疲劳,路面会呈现开裂、松散、老化和磨损等现象。如不及时维修处理,破损路面受地表水的侵蚀,将使基层软弹,路面的整体强度下降,导致路面的破坏。如果沥青路面在没有破坏前就采取必要的预防性养护措施——乳化沥青稀浆封层,将会使旧路面焕然一新,并使维修后的路面具有防水、抗滑、耐磨等特点,是一种优良的保护层,起到了延长路面使用寿命的作用。

2、新铺沥青路面的封层

在新铺筑的粗粒式沥青混凝土路面上,为了增加路面的防水和磨耗性能,可在该路面上加铺一层乳化沥青稀浆封层保护层。其厚度为5mm,仅为热沥青砂厚度的一半,可以节省资金,并具有施工简便和工效高的特点。

用于高速公路下封层。高速公路稳定土层施工完后,进行稀浆封层施工,再铺热沥青面层,能有效提高路面的防水性能。这项施工工艺在今后高速公路施工将中普遍使用,例如,“京珠高速公路”就使用了这种施工工艺。

3、在砂石路面上的铺磨耗层

在平整压实后的砂石路面上铺筑乳化沥青稀浆封层,可使砂石路面外观具有沥青路面的特征,提高砂石路面的抗磨耗性能,防止扬尘、改善行车条件。在县、乡级农村公路改造上有广泛的应用前景。

4、水泥混凝土路面和桥面的维修养护

乳化沥青稀浆封层对水泥混凝土具有良好的附着性,当水泥混凝土路面因多年行车后,路面产生裂缝、麻面或轻微不平时,采用乳化沥青稀浆封层后,可改善路面的外观,提高路面的平整度,延长水泥混凝土路面的使用寿命。在桥梁的行车表面层采用乳化沥青稀浆封层处治可起到罩面作用,并且很少增加桥面的自重。

三、稀浆封层具有良好的经济和社会效益

1、稀浆封层具有良好的经济效益 研究结果表明:用稀浆封层作有计划预防性养护路面的费用,比不保养使用20年再重建的费用要低63%,比每10年加铺一次的费用要低55%,而且路面性能要好的多。

2、减少环境污染,改善施工条件 稀浆封层施工从装料、配比、拌和、摊铺自始至终始终在常温条件下操作,乳化沥青和砂石料都不需加热,没有繁重的体力劳动,完全由机械自动操作,减轻劳动强度,显著降低有害物质排放。

3、节约能源 用热沥青修路,一般沥青应加热到165—170℃,倒运需要重新加热,拌制混合料用的大量砂石也必须烘干后加热至160℃。而用乳化沥青修路,只需在生产乳化沥青时将沥青加热到130℃,以后无论倒运多次或保存多久都不需加热。拌混合料用的骨料,即使在潮湿状态下,也可拌制,不需烘干加热。据资料统计,用乳化沥青修路比用热沥青节约能源在50%以上。

4、延长施工季节 乳化沥青稀浆封层在地表温度为10℃以上时,即可进行施工,比一般热沥青可延长2—4个月施工时间。并可在下雨后立即施工,减少雨后的停工费用,以提前完成施工任务,有利于沥青路面的及时养护,制止病害的加剧与扩大。

四、乳化沥青稀浆封层具有潜在的巨大市场

近几年,我国公路事业正在迅速发展,通车里程己突破133X104km,是建国初期的16倍,其中高速公路发展更快,现已建成通车达12000km。在今后10年里,公路必将持续高速发展。

目前,我国现有的大量沥青路面和水泥路面,随着经济的发展,交通量的增加,大部分都处于超负荷与超期服务状态,急需进行大中修或维修养护。当前迫切需要加快养护速度,提高养护质量,降低养护成本的施工方法。经过实践证明,稀浆封层是适合于我国公路预防性养护最佳的施工方法。

随着路网的逐渐形成和完善,低等级道路的升级要求,乳化沥青使用量将越来越大;随着环保意识的增强和能源的逐渐紧张,乳化沥青占沥青的比例也将越来越高。据国际稀浆封层学会统计,全世界用于稀浆封层的乳化沥青用量在不断增长,1996年为291万吨,1999年为360万吨。

稀浆封层在我国是一项新技术,正处于推广应用阶段。目前在河南省、辽宁省推广的较好,其他省份正在试点推广。

五、乳化沥青稀浆封层所使用的机械设备

稀浆封层所使用的设备主要有沥青乳化设备和乳化沥青稀浆封层机。

沥青乳化设备 是经过机械的作用,将沥青剪切成微小的颗粒悬浮在乳化剂水溶液中,形成水包油状的乳状液。主要由5部分组成:沥青配制系统、乳化剂水溶液掺配系统、沥青乳化机、计量控制装置和电气系统、沥青乳液储存系统。

乳化沥青稀浆封层机 是将适宜级配的骨料、填料、乳化沥青、和水等几种原材料,按一定比例掺配、拌和,制成均匀的稀浆混合料,并按要求厚度摊铺在路面上的机械。其工作过程是在封层机行走中,连续的进行配料、拌和、摊铺。主要由以下系统组成:汽车底盘、作业动力系统、矿料给料系统、沥青供料系统、供水系统、填料供料系统、添加剂系统、拌和系统、摊铺系统。

稀浆封层机的主要生产厂家 徐州工程机械集团公司在90年代初引进德国WEISIG公司技术,生产RF80型稀浆封层机,又系列开发了RF100、RF100B、RF80C型稀浆封层机;西安筑路机械厂生产的MS9;沈阳北方交通工程机械公司生产的PM800、PMl00;河南高远公司生产的XF12。河北卢龙机械厂生产的LLY151TYL;瑞典AKZO公司的HD10;德国百灵公司生产的S-HY800。

六、乳化沥青稀浆封层技术和稀浆封层机的发展趋势
改性乳化沥青稀浆封层 目前国际稀浆封层协会(ISSA)正在推广改性乳化沥青稀浆封层技术(Micro surfacing)。在生产乳化沥青的过程中加入有机高分子物质,就制成了改性乳化沥青,用改性乳化沥青进行稀浆封层施工可有效提高沥青路面性能、延长路面的使用寿命。

1、生产率的提高 针对高速公路、重交通路面的预防性养护,国际稀浆封层协会提出了IV型封层及改性稀浆封层,骨料最大粒径12mm,铺层厚度达15mm,要求稀浆封层机有更高的生产率,新一代的稀浆封层机配置了更大功率的辅助发动机,发动机功率由30kw发展到50kW甚至更高。

2、自动化及易操作性 计算机、传感器等新技术的运用,提高了机器的自动化程度和摊铺质量。把操纵装置集中在操纵台,将多种操作手柄合并,使操作更简单、方便。

3、连续式乳化沥青稀浆封层机 传统的间歇式