乳化沥青透层油施工中若干问题的探讨

乳化沥青透油层施工中若干问题的探讨杨熙专摘要：在乳化沥青透层油施工时，由于诸多因数的影响，往往造成透层油渗透深度不够、起皮、高温软化等等后果。

本文将对乳化沥青透层油施工中的若干问题进行探讨，提出相关的解决方案。

关键词：乳化沥青透层油施工1.前言在沥青路面的级配沙砾、级配碎石基层及水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或粒料的半刚性基层上进行透层油施工时，往往由于施工原料的选择不当、施工机具的掌握不精、施工工艺的控制不严等诸多原因，造成透层油渗透深度不够、起皮、高温软化等后果。

本文将依据作者多年沥青路面施工的经验，对乳化沥青透层施工中的若干问题进行探讨，谨起抛砖引玉之效。

2.施工原料的选择2.1.施工规范对透层油施工的相关规定根据交通部2005年1月1日开始实施的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的规定：沥青路面各类基层都必须喷洒透层油。

基层上设置上下封层时，透层油不宜省略。

根据基层类型选择渗透性好的液体沥青、乳化沥青、煤沥青作透层油，喷洒后通过钻孔或挖掘确认透层油渗透入基层的深度宜不小于5mm（无机结合料集料基层）～10mm（无结合料基层），并能与基层联结成为一体。

在实际应用中，因液体石油沥青在使用过程中会有溶剂的挥发，造成环境的污染，且残留的溶剂会对透层沥青的品质造成极大的伤害，现在已很少使用；煤沥青因其主要用于碳素材料的制取，加之其储存的温度要求在70℃～90℃之间且不宜长期储存，现在已很少路用。

现在的透层油施工，基本上使用慢裂洒布型乳化沥青（PC2 PA2 PN2），若条件不具备，对施工机具及施工工艺适当调整，亦可使用中、快裂洒布型乳化沥青（PC1 PC3 PA1 PA3）甚至中、慢裂拌合型乳化沥青(BC1 BA1 BN1)。

表一为《道路用乳化沥青技术要求》表一道路用乳化沥青技术要求注：为喷洒型，B为拌合型，C、D、N分别表示阳离子、阴离子、非离子乳化沥青。

2.粘度可选用恩格拉粘度计或沥青标准粘度计之一测定。

3.表中的破乳速度与集料的粘附性、拌合试验的要求、所使用的石料品种有关，质量检验时应采用工程上实际的石料进行试验，仅进行乳化沥青产品质量评定时可不要求此三项指标。

4.贮存稳定性根据施工实际情况选用试验时间，通常采用5d，乳业生产后能在当天使用时也可采用1d的稳定性。

5.当乳化沥青需要在冰冻条件下贮存或使用时，尚须按T0656进行-5℃低温贮存稳定性试验，要求没有粗颗粒、不结块。

6.如果乳化沥青是将高浓度产品运到现场经稀释后使用，表中的蒸发残留物等各项指标指稀释前乳化沥青的要求。

.乳化沥青的分类那么，乳化沥青又是如何分类的呢交通部2005年1月1日开始实施的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）（表二）对此做出了规定：表二乳化沥青品种及适用范围乳化沥青与矿料结合的原理从表二中我们看出，适用作透层油施工的既有阳离子型乳化沥青，又有阴离子型乳化沥青，还有非离子型乳化沥青，我们如何按照实际的施工情况选择呢要解决这个问题，我们首先要弄清楚各种乳化沥青与物料裹附的原理：一般情况下，在乳化沥青溶液里，因所使用乳化剂的不同，沥青微粒会带有（+）（-）电荷。

对于阴离子型乳化沥青而言，其沥青微粒带有（-）电荷，湿润矿料也带有（-）电荷，由于同性电荷相斥的原因，二者之间在有水膜的情况下，难以相互结合，必须待乳液中的水分蒸发后，沥青微粒才能裹附到矿料表面。

所以阴离子沥青乳液与矿料的裹附只是靠单纯的粘附作用，乳液与矿料的粘结力比较低，若在施工中遇上阴湿季节，乳液中的水分蒸发缓慢，沥青裹附矿料的时间延长，会延缓开放交通的时间。

但是，碱性矿料表面与沥青微粒的粘附性很强，当乳液中的水分蒸发后，乳液的技术性能是由沥青决定的，所以阴离子沥青乳液与碱性矿料结合，路用性能会很好。

而酸性矿料同阴离子沥青乳液接触时，由于乳液和矿料表面都带（-)电荷，因而其与酸性石料的粘附性会很差，直接影响沥青路面的使用性能。

阴离子乳化沥青与矿料的粘附过程示意图如图一所示。

图一阴离子乳化沥青与矿料的粘附过程示意图。

对于阳离子型乳化沥青而言，其沥青微粒带有（+）电荷，湿润矿料表面带有（-）电荷，由于异性电荷相吸的原因，尽管二者之间有水膜，仍会使沥青微粒很快的吸附在矿料表面。

即使在阴湿季节或低温季节（5℃以上），阳离子沥青乳液仍可以照常施工。

从化学反应角度看，阳离子乳化沥青对于碱性矿料有着良好的粘附性。

这是因为阳离子乳化沥青有一定的游离酸，PH值小，游离酸与碱性石料起作用后，生成氯化钙和带负电荷的碳酸离子，恰好它与裹附在沥青周围的阳离子中和，所以沥青微粒能与矿料表面紧密相连，形成牢固的沥青膜，同时将乳液中的水份很快地分离出来，分解破乳。

而对于酸性矿料，由于其表面带有（-）电荷，与阳离子乳化沥青自然就有着良好的粘附性。

阳离子乳化沥青与矿料的粘附过程示意图如图二所示。

图二阳离子乳化沥青与矿料的粘附过程示意图对于两性离子型乳化沥青而言，其所带电荷极性是随溶液的PH值变化而变化的，所以这类沥青乳液兼具阴、阳离子型乳化沥青的特点。

此类型乳化沥青成本较高，国内目前仅是研究试验阶段。

对于非离子型乳化沥青而言，其乳液中的乳化剂在水中不电离，但有亲水基，也有亲油基。

这类表面活性剂在无水状态时是锯齿形的长链分子，但溶于水后则成为曲折形，亲水性的氧原子被水分子拉出来处于链的外侧，亲油性的—CH2—基处于里面（如图3所示），因而链周围就变得容易与水结合，从总体看，就像是亲水性基团，显示出相当大的亲水性。

正是由于这样的原因，非离子型乳化沥青较离子型乳化沥青有更强的乳化能力。

非离子型乳化沥青中的沥青微粒不是离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类的影响，也不易受酸、碱的影响，因而可以延缓沥青乳业与石料混合的破乳速度。

同时也由于溶液中没有电离现象，沥青微粒在一般固体表面上不发生强烈吸附，故而易和性大大提高。

图三.乳化沥青的选择原则弄清了各类离子型乳化沥青与矿料的裹附原理，我们可以得出乳化沥青选择的原则：在沥青路面的透层油施工中，阳离子型乳化沥青能够增强与矿料表面的粘结能力，提高路面的早期强度，故阳离子型乳化沥青为首选品种。

当然，，阴离子型乳化沥青也有其价格便宜、与碱性材料有着良好的粘附性的特点，而沥青路面的基层多为碱性材料，为了降低施工成本，也可使用阴离子型乳化沥青。

非离子型乳化沥青，因其乳化力强，价格较低，正在被越来越多的乳化沥青厂家采用。

在用于透层油施工时，其长处是价格低，渗透深度较大，缺点是贮存稳定相较差，粘附性能亦较差。

有时，在高速公路的透层油施工中，业主会对透层油的高温性能提出要求，比如透层油残留物的软化点要求不低于60℃，这时普通的乳化沥青满足不了要求，必须选择改性乳化沥青。

3.施工机具的掌握3.1.施工机具的分类透层油施工机具可分为：全自动沥青洒布车，半自动沥青洒布车，手工沥青洒布车。

.全自动沥青洒布车的特点3.2.1.可洒布各种乳化沥青3.2.2.乳化沥青洒布量可调范围大；3.2.3.洒布宽度大并可自由调节，每个喷嘴可单独控制；3.2.4.乳化沥青洒布均匀；3.2.5.洒布精度高，喷洒过程由计算机适时全程控制，喷洒量不受车速变化影响；3.2.6.安全、可靠的导热油全自动加热系统；3.2.7.导热油对沥青泵和喷嘴实施全方位保温，喷洒结束后，沥青泵和喷嘴不需用柴油清洗。

用高压空气吹扫或用全方位的导热油循环保温，确保管道和喷嘴畅通无阻；3.2.8.控制系统采用模块化设计。

故障率低，维修快捷、简便；3.2.9.整机控制程序和驱动装置设有备用系统，确保主控出现故障时，启动备用系统，仍可实施自动喷洒；3.2.10.各种洒布要求可在驾驶室完成；3.2.11.灵活的手持喷枪，可对边角部位补洒沥青；3.2.12.优良的保温性能，平均降温≤1℃/h；3.2.13.方便的装卸功能，除从罐口加注乳化沥青外，乳化沥青可自行吸入泵出，亦可对外部乳化沥青进行泵送转移。

.半自动沥青洒布车的特点3.3.1.可洒布各种乳化沥青3.3.2.乳化沥青洒布量可调范围大；3.3.3.洒布宽度大并可自由调节；3.3.4.乳化沥青洒布均匀；3.3.5.洒布精度较高，喷洒量受车速变化影响；3.3.6.喷洒结束后，沥青泵和喷嘴需用柴油清洗、用高压空气吹扫，确保管道和喷嘴畅通无阻；3.3.7.灵活的手持喷枪，可对边角部位补洒沥青；3.3.8.优良的保温性能，平均降温≤1℃/h；3.3.9.方便的装卸功能，除从罐口加注乳化沥青外，乳化沥青可自行吸入泵出，亦可对外部乳化沥青进行泵送转移。

. 手工沥青洒布车的特点3.4.1.可洒布各种乳化沥青3.4.2.乳化沥青洒布量由人工控制，精度较低；3.4.3.洒布宽度小；3.4.4.乳化沥青洒布均匀度较差；3.4.5.喷洒结束后，沥青泵和喷嘴需用柴油清洗确保管道和喷嘴畅通无阻；3.4.6.灵活的手持喷枪，可对边角部位补洒沥青；3.4.7.优良的保温性能，平均降温≤1℃/h；3.4.8.方便的装卸功能，除从罐口加注乳化沥青外，乳化沥青可自行吸入泵出，亦可对外部乳化沥青进行泵送转移.沥青洒布车的选择原则当我们进行高速公路或高等级公路的透层油施工时，沥青洒布车应该选择全自动、自少是半自动型的；一般国道、省道的透层油施工，沥青洒布车选择半自动型的即可；县、乡道路的透层油施工，沥青洒布车选择手动类型的即可。

4.施工工艺的控制4.1.施工要求4.1.1.透层乳化沥青要紧接在基层施工结束表面稍干后喷洒。

当基层完工后时间较长，表面过分干燥时，应对基层进行清扫，在基层表面少量洒水，等表面稍干后喷洒透层乳化沥青。

4.1.2.高速公路和一级公路的透层乳化沥青应采用沥青洒布车喷洒，二级或二级以下公路也可以采用手工沥青洒布车喷洒。

.施工程序4.2.1.喷洒透层油前，基层表面应清扫干净，表面不能有杂物、浮土，对路缘石及人工构造物应适当防护，以防污染。

4.2.2.透层乳化沥青洒布后，应渗入基层一定深度（无机结合料稳定集料基层应不小于5mm，无结合料基层应不小于10mm），并能与基层连结为一体。

4.2.3.如遇大风或即将下雨，不能喷洒透层乳化沥青。

4.2.4.气温低于10℃时，不宜喷洒透层乳化沥青。

4.2.5.喷洒透层乳化沥青后，严禁车辆行人通行。

.早期养护4.3.1.在无机结合料稳定半刚性基层上喷洒透层乳化沥青后，应立即撒布用量为2～3M3/1000M2的石屑或粗砂。

在无机结合料粒料基层上喷洒透层乳化沥青后，不能及时铺筑面层并需开放施工车辆通行时，也应撒铺适量的石屑或粗砂。

这种情况下，透层乳化沥青用量应增加10%，撒铺石屑或粗砂后，应用6～8吨钢轮压路机稳压一遍。

当车辆通行时，应控制车速。

在铺筑沥青面层前，如发现局部地方透层沥青剥落，应加以修补。