论文部分内容阅读
【摘 要】本文结合乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构的特点，分析了路面结构中各部分的作用以及为起到这些作用乳化沥青需要的性能，得出的结论是不必追求乳化沥青残留物具有较高的软化点，只要低温防裂性能、黏附性能、水稳定性能、抗老化性能等满足要求即可。
【关键词】乳化沥青稀浆混合料；贯入式；沥青路面；乳化沥青性能
Emulsified asphalt slurry mixture explore penetration asphalt pavement emulsified asphalt performance
Yue Lin-fang1，Yue Lin-lin2，Wang Hai-you3，Yue Xian-chuang2
（1.Pingdingshan Highway Traffic Survey and Design Institute Pingdingshan Henan 467036；
2.Pingdingshan City Highway Engineering Quality Inspection Center Pingdingshan Henan 467036；
3.Pingdingshan Highway Administration Pingdingshan Henan 467036）
【Abstract】In this paper， emulsified asphalt slurry mixture characteristic penetration asphalt pavement structure， analyzes the role of each part of the pavement structure as well as the need to play the role of emulsified asphalt performance， the conclusion is not the pursuit of emulsified asphalt residue having higher softening point， as long as the cold crack properties， adhesion properties， water stability， anti-aging properties to meet the requirements.
【Key words】Emulsified asphalt slurry mixture；Penetration formula；Asphalt；Emulsified asphalt performance
1. 前言
乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构如图1所示，是不同于典型的沥青路面结构（悬浮密实型结构、骨架空隙型结构和骨架密实型结构）的新结构。沥青路面的性能是由结构和材料决定的，反过来不同的路面结构对材料的要求也不同，弄清这些不同的要求，对于合理选择材料是十分必要的。因此，本文将对乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面用乳化沥青的性能展开研究。
2 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构特点
（1）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构是一种复杂的由多种组分组成的混合材料而形成的路面结构，其“结构”概念也是极其复杂的。其组成材料的各种不同特点，如集料颗粒的大小及其不同粒径的分布、相同粒径颗粒的相互位置、沥青在路面结构中的分布特征和集料颗粒在沥青层中的性质、空隙率及其分布、空隙（间隙）的特征等等，都与结构概念联系在一起。沥青路面结构包括沥青结构、集料骨架结构和沥青胶泥结构等，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。上述每一结构中的每种性质，都对沥青路面的性质产生很大的影响。
（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面是骨架-悬浮密实复合型结构，在这种结构中，最大碎石的粒径（D）和路面结构的厚度（h）大致相同（h/D≈1），分布在一个平面上（即呈二维分布），形成“顶天立地”的强大的骨架结构，并且这种骨架结构是而自然形成的，不是象传统的路面结构依赖于碎石之间的嵌挤锁结和沥青的粘结形成的，碎石之间保持一定的距离，其间隙是开放性的（即碎石不叠加，不形成“桥空”），同时骨架间隙填充的是由其它粒径的碎石和沥青胶泥形成的悬浮密实型沥青混合料，经过车辆轮胎的碾压揉搓作用，其必定达到密实，也就是说，经过一段时间使用后乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构实体中，空隙率是极小的（达到能够忽略不计的程度），可以认为是完全密实的。
3. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构中各部分的作用
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，最大粒径碎石起主支撑作用，是行车荷载的主要承受者和传递者，降低了沥青对承受荷载和传递荷载的作用；最大粒径碎石间隙的悬浮密实型沥青混合料起填充、粘连接和密封等作用。乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中“顶天立地”的强大的骨架在车辆荷载作用下路面厚度不会减薄。
4. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面对乳化沥青残留物性能的要求
4.1 乳化沥青残留物的软化点。
（1）在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，集料最大粒径与路面厚度一致，自然形成骨架，最大粒径碎石起主支撑作用，是荷载的主要承担者和传递者，这种骨架是由单块碎石形成的，沥青也没有参与形成骨架，其骨架效应比SMA沥青路面中粗集料形成的骨架（这种骨架必须要沥青参与才能形成）效应强大得多，它不会出现车辙，而SMA沥青路面需要精确控制各种材料用量粗集料才能形成骨架，并且这种骨架需要沥青粘结，粗集料和沥青共同承担和传递荷载，如果沥青的软化点低，在荷载的作用下就会产生车辙。因此，它不需要象SMA沥青路面那样需要通过提高沥青的软化点来增强沥青路面的抗车辙性能，也就是说，在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，并不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点。 （2）提高乳化沥青残留物的软化点目前绝大多数是采用SBS对乳化沥青进行改性，它的技术难度比较高，SBS改性乳化沥青稳定性差，而且成本高，但又是没有必要的。
（3）即使在高温地区，也不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点。
4.2 乳化沥青残留物的黏附性。
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，所有材料都要靠乳化沥青残留物连粘结在一起，并牢固度附着在下承层上。因此，要求乳化沥青残留物具有很好的黏附性。
乳化沥青残留物的黏附性直接影响路面的水稳性和耐久性。
4.3 乳化沥青残留物的延展度。
（1）沥青对沥青路面低温稳定性的贡献率为90%左右，对于乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面也不例外。低温开裂是沥青路面不可避免的通病，但延展度好的沥青可以推迟和减少沥青路面开裂。因此，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面来讲，应重点提高乳化沥青残留物的延展度。
（2）沥青路面的开裂影响到路面的水稳性和耐久性。
（3）在寒冷地区，尤其需要乳化沥青残留物具有很好的延展度。提高乳化沥青残留物的延展度一般是通过SBR改性来实现的，技术上没有难度，成本比SBS改性低得多。
4.4 乳化沥青残留物抵抗水侵害的性能。
（1）乳化沥青残留物与路面中其它材料的结合力强，则路面的水稳定性就好；反之则路面的水稳定性就差。因此，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面要求乳化沥青残留物具有很好的抵抗水侵害的性能。
（2）乳化沥青残留物抵抗水侵害的性能影响到路面的耐久性。
4.5 乳化沥青残留物的抗老化性能。
（1）基质沥青在乳化的过程中都对其性能造成不同程度的损害，研究证明，通过改性软化点、延展度等指标可以得到恢复或者提高，但是抗老化性能很难得到恢复。
（2）如何提高乳化沥青残留物的抗老化性能是以后研究的重点，不过乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面特殊的结构降低了沥青在路面结构中的作用，能够弥补一些乳化沥青残留物抗老化性能的不足。
5. 结束语
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，并不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点，重点是提高其延展度、黏附性、水稳性和抗老化性能等。
参考文献
[1] 交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南.北京：人民交通出版社，2006.
[2] 黄晓明，等.沥青路面设计.北京：人民交通出版社，2002.
[3] 虎增富，等.乳化沥青及稀浆封层技术.北京：人民交通出版社，2001.
[4] 姜云焕，等.改性稀浆封层施工技术.河北：石油工业出版社，2001.
[5] 张富昌，施来顺.对沥青乳化剂的研究应更理性化〔Z〕.乳化沥青简讯，2006（2）.
[6] 彭波，等.沥青混合料材料组成与特性.北京：人民交通出版社，2007.
[7] 张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用.北京：人民交通出版社，2006.
[8] 徐剑，秦永春，黄颂昌.改性乳化沥青中SBR胶乳的选择〔Z〕.乳化沥青简讯，2006（2）.
[9] JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].
[10] JTG H10-2009.公路养护技术规范[S].
[11] ISSA Technical Bulletin No.100-147.
[12] ISSA Design Technical Bulletins A105，A143.
[13] 陈拴发，等.沥青混合料设计与施工.北京：化学工业出版社，2006.
【关键词】乳化沥青稀浆混合料；贯入式；沥青路面；乳化沥青性能
Emulsified asphalt slurry mixture explore penetration asphalt pavement emulsified asphalt performance
Yue Lin-fang1，Yue Lin-lin2，Wang Hai-you3，Yue Xian-chuang2
（1.Pingdingshan Highway Traffic Survey and Design Institute Pingdingshan Henan 467036；
2.Pingdingshan City Highway Engineering Quality Inspection Center Pingdingshan Henan 467036；
3.Pingdingshan Highway Administration Pingdingshan Henan 467036）
【Abstract】In this paper， emulsified asphalt slurry mixture characteristic penetration asphalt pavement structure， analyzes the role of each part of the pavement structure as well as the need to play the role of emulsified asphalt performance， the conclusion is not the pursuit of emulsified asphalt residue having higher softening point， as long as the cold crack properties， adhesion properties， water stability， anti-aging properties to meet the requirements.
【Key words】Emulsified asphalt slurry mixture；Penetration formula；Asphalt；Emulsified asphalt performance
1. 前言
乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构如图1所示，是不同于典型的沥青路面结构（悬浮密实型结构、骨架空隙型结构和骨架密实型结构）的新结构。沥青路面的性能是由结构和材料决定的，反过来不同的路面结构对材料的要求也不同，弄清这些不同的要求，对于合理选择材料是十分必要的。因此，本文将对乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面用乳化沥青的性能展开研究。
2 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构特点
（1）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构是一种复杂的由多种组分组成的混合材料而形成的路面结构，其“结构”概念也是极其复杂的。其组成材料的各种不同特点，如集料颗粒的大小及其不同粒径的分布、相同粒径颗粒的相互位置、沥青在路面结构中的分布特征和集料颗粒在沥青层中的性质、空隙率及其分布、空隙（间隙）的特征等等，都与结构概念联系在一起。沥青路面结构包括沥青结构、集料骨架结构和沥青胶泥结构等，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。上述每一结构中的每种性质，都对沥青路面的性质产生很大的影响。
（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面是骨架-悬浮密实复合型结构，在这种结构中，最大碎石的粒径（D）和路面结构的厚度（h）大致相同（h/D≈1），分布在一个平面上（即呈二维分布），形成“顶天立地”的强大的骨架结构，并且这种骨架结构是而自然形成的，不是象传统的路面结构依赖于碎石之间的嵌挤锁结和沥青的粘结形成的，碎石之间保持一定的距离，其间隙是开放性的（即碎石不叠加，不形成“桥空”），同时骨架间隙填充的是由其它粒径的碎石和沥青胶泥形成的悬浮密实型沥青混合料，经过车辆轮胎的碾压揉搓作用，其必定达到密实，也就是说，经过一段时间使用后乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构实体中，空隙率是极小的（达到能够忽略不计的程度），可以认为是完全密实的。
3. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构中各部分的作用
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，最大粒径碎石起主支撑作用，是行车荷载的主要承受者和传递者，降低了沥青对承受荷载和传递荷载的作用；最大粒径碎石间隙的悬浮密实型沥青混合料起填充、粘连接和密封等作用。乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中“顶天立地”的强大的骨架在车辆荷载作用下路面厚度不会减薄。
4. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面对乳化沥青残留物性能的要求
4.1 乳化沥青残留物的软化点。
（1）在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，集料最大粒径与路面厚度一致，自然形成骨架，最大粒径碎石起主支撑作用，是荷载的主要承担者和传递者，这种骨架是由单块碎石形成的，沥青也没有参与形成骨架，其骨架效应比SMA沥青路面中粗集料形成的骨架（这种骨架必须要沥青参与才能形成）效应强大得多，它不会出现车辙，而SMA沥青路面需要精确控制各种材料用量粗集料才能形成骨架，并且这种骨架需要沥青粘结，粗集料和沥青共同承担和传递荷载，如果沥青的软化点低，在荷载的作用下就会产生车辙。因此，它不需要象SMA沥青路面那样需要通过提高沥青的软化点来增强沥青路面的抗车辙性能，也就是说，在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，并不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点。 （2）提高乳化沥青残留物的软化点目前绝大多数是采用SBS对乳化沥青进行改性，它的技术难度比较高，SBS改性乳化沥青稳定性差，而且成本高，但又是没有必要的。
（3）即使在高温地区，也不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点。
4.2 乳化沥青残留物的黏附性。
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，所有材料都要靠乳化沥青残留物连粘结在一起，并牢固度附着在下承层上。因此，要求乳化沥青残留物具有很好的黏附性。
乳化沥青残留物的黏附性直接影响路面的水稳性和耐久性。
4.3 乳化沥青残留物的延展度。
（1）沥青对沥青路面低温稳定性的贡献率为90%左右，对于乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面也不例外。低温开裂是沥青路面不可避免的通病，但延展度好的沥青可以推迟和减少沥青路面开裂。因此，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面来讲，应重点提高乳化沥青残留物的延展度。
（2）沥青路面的开裂影响到路面的水稳性和耐久性。
（3）在寒冷地区，尤其需要乳化沥青残留物具有很好的延展度。提高乳化沥青残留物的延展度一般是通过SBR改性来实现的，技术上没有难度，成本比SBS改性低得多。
4.4 乳化沥青残留物抵抗水侵害的性能。
（1）乳化沥青残留物与路面中其它材料的结合力强，则路面的水稳定性就好；反之则路面的水稳定性就差。因此，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面要求乳化沥青残留物具有很好的抵抗水侵害的性能。
（2）乳化沥青残留物抵抗水侵害的性能影响到路面的耐久性。
4.5 乳化沥青残留物的抗老化性能。
（1）基质沥青在乳化的过程中都对其性能造成不同程度的损害，研究证明，通过改性软化点、延展度等指标可以得到恢复或者提高，但是抗老化性能很难得到恢复。
（2）如何提高乳化沥青残留物的抗老化性能是以后研究的重点，不过乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面特殊的结构降低了沥青在路面结构中的作用，能够弥补一些乳化沥青残留物抗老化性能的不足。
5. 结束语
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，并不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点，重点是提高其延展度、黏附性、水稳性和抗老化性能等。
参考文献
[1] 交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南.北京：人民交通出版社，2006.
[2] 黄晓明，等.沥青路面设计.北京：人民交通出版社，2002.
[3] 虎增富，等.乳化沥青及稀浆封层技术.北京：人民交通出版社，2001.
[4] 姜云焕，等.改性稀浆封层施工技术.河北：石油工业出版社，2001.
[5] 张富昌，施来顺.对沥青乳化剂的研究应更理性化〔Z〕.乳化沥青简讯，2006（2）.
[6] 彭波，等.沥青混合料材料组成与特性.北京：人民交通出版社，2007.
[7] 张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用.北京：人民交通出版社，2006.
[8] 徐剑，秦永春，黄颂昌.改性乳化沥青中SBR胶乳的选择〔Z〕.乳化沥青简讯，2006（2）.
[9] JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].
[10] JTG H10-2009.公路养护技术规范[S].
[11] ISSA Technical Bulletin No.100-147.
[12] ISSA Design Technical Bulletins A105，A143.
[13] 陈拴发，等.沥青混合料设计与施工.北京：化学工业出版社，2006.