新型乳化沥青在农村低交通量道路养护中的技术适配性分析
李鑫
齐齐哈尔市公路事业发展中心
一、引言
农村低交通量道路(日均交通量 <500 辆)是连接城乡、服务农业生产的重要纽带,但其普遍存在建设标准低、养护资金不足、自然环境影响大等问题,路面易出现裂缝、松散、坑槽等早期病害。传统热拌沥青养护技术存在能耗高、施工复杂、对设备要求高等弊端,难以适应农村道路养护需求。新型乳化沥青以其常温施工、节能环保、操作简便等优势,逐渐成为农村道路养护的理想材料。研究新型乳化沥青在农村低交通量道路养护中的技术适配性,对提升养护质量、降低养护成本具有重要现实意义。
二、新型乳化沥青材料性能特性
2.1 基本组成与分类
新型乳化沥青由沥青、水、乳化剂及助剂经乳化工艺制成,沥青含量通常为50‰ 。根据破乳速度可分为快裂、中裂和慢裂型,农村道路养护中常用慢裂型乳化沥青,其与集料的裹附性好,开放交通时间可灵活控制。按用途可分为喷洒型(用于透层、粘层)和拌和型(用于稀浆封层、微表处),新型乳化沥青通过改性技术(如添加 SBS、橡胶粉等)可显著提升高温稳定性与低温抗裂性。
2.2 核心性能优势
1.常温施工性:新型乳化沥青无需加热,可在常温下进行喷洒、拌和与摊铺,避免了热拌沥青高温加热带来的能耗损失与环境污染,同时降低了施工人员烫伤风险,适配农村道路缺乏大型加热设备的现状。
2.良好渗透性:乳化沥青中的水分蒸发后,沥青组分可深入基层孔隙形成有效粘结,透层渗透深度可达 5.10mm ,增强路面结构层间粘结,减少层间滑移病害。
3.环境适应性强:新型乳化沥青具有较好的耐水性与耐候性,在多雨潮湿的农村环境中,其水稳定性(残留稳定度 ≈85% )优于传统热拌沥青;低温抗裂性( (-10∘C 低温弯曲应变 ⩾2000μ ε)可适应农村地区较大的昼夜温差。
4.材料兼容性好:可与不同类型集料(砂石、石灰土等)良好拌和,对集料洁净度要求较低,适合农村地区就地取材的养护特点。
三、农村低交通量道路养护需求分析
3.1 路面病害特征
农村低交通量道路主要病害表现为:
1.裂缝类:包括横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝,多由基层干缩、温缩及荷载疲劳引起,占农村道路病害总量的 40%-50% 。
2.松散类:路面表层集料脱落,多因沥青老化、水损害导致,在砂石路面升级改造的农村道路中尤为常见。
3.坑槽与车辙:局部路面材料缺失形成坑槽,或在车辆反复碾压下出现轻微车辙,影响行车舒适性与安全性。
3.2 养护技术要求
1.施工简便性:农村道路养护场地分散、道路狭窄,要求养护技术设备简单、操作便捷,可采用小型机具施工。
2.成本经济性:农村养护资金有限,要求材料成本低、施工效率高,单平米养护成本宜控制在 20-50 元。
3.快速开放交通:农村道路需保障农业生产物资运输,养护施工应缩短交通中断时间,最好能实现“即修即通”。
4.适配自然条件:需适应农村地区多雨、潮湿、土壤黏性大等环境特点,材料应具有良好的水稳定性与抗冲刷性。
四、新型乳化沥青养护技术适配性分析
4.1 技术特性适配性
1.病害治理适配性:针对裂缝病害,采用乳化沥青灌缝技术,利用其良好的流动性与渗透性,可深入裂缝底部形成密封层,防止雨水渗入;对于松散与坑槽病害,采用乳化沥青稀浆封层或微表处技术,通过沥青与集料的裹附形成耐磨表层,修复厚度3⋅10mm ,适配农村道路浅层病害特点。
2.施工条件适配性:新型乳化沥青养护可采用小型洒布车、人工拌和等简易方式施工,无需大型摊铺机与加热设备,单班作业人员 3-5 人即可完成 500-1000 ㎡养护作业,适配农村道路分散、小型化的养护需求。
3.环境条件适配性:慢裂型乳化沥青可在潮湿基层上施工(基层含水率 ⩽12% ),解决农村道路雨后难养护的问题;其低温抗裂性可适应北方农村冬季低温环境,高温稳定性可满足南方农村夏季高温需求。
4.2 经济性适配性
1.材料成本:新型乳化沥青单价约为热拌沥青的 60%-70% ,且无需加热燃料费用,材料综合成本降低 20‰ 。以 1km 农村道路(宽 4m )稀浆封层养护为例,新型乳化沥青方案材料成本可节约 1.5-2 万元。
2.施工成本:新型乳化沥青养护人工与机械投入少,施工效率高,单平米施工成本比热拌沥青低 15-25 元,适配农村养护资金短缺的现状。
3.寿命周期成本:新型乳化沥青养护后路面使用寿命可达 3-5 年,比普通乳化沥青延长 1-2 年,比砂石路面简易修补延长 2-3 年,降低了重复养护频率,全寿命周期成本优势显著。
4.3 施工工艺适配性
1.基层处理要求低:新型乳化沥青对基层平整度要求不高,可直接在轻度破损的原路面上施工,减少基层开挖与修复工作量,节省养护时间与成本。
2.操作简便易学:养护施工流程简单,主要包括路面清扫、乳化沥青喷洒、集料拌和(或稀浆摊铺)、开放交通等环节,农村养护人员经短期培训即可掌握,解决了农村地区专业技术人员不足的问题。
3.交通组织灵活:慢裂型乳化沥青养护后 2-4 小时即可开放行人与非机动车,6-12小时可开放小型机动车,对农村交通影响小,避免了传统热拌沥青养护需长时间封闭交通的弊端。
五、新型乳化沥青养护技术方案
5.1 裂缝修补技术
采用“开槽-清理-灌缝”工艺:使用小型开槽机沿裂缝开槽(宽度 8-10mm ,深度10-15mm ),高压空气清理槽内杂物,采用喷洒设备将慢裂型乳化沥青灌入槽内,表面撒布细砂覆盖,养生 2 小时后开放交通。乳化沥青灌缝可有效密封裂缝,防止雨水渗入基层。
5.2 稀浆封层技术
适用于路面松散、轻微坑槽等病害处理:
1.材料配合比:新型乳化沥青用量 5%-7% ,集料( 0-5mm )用量 85%90% ,水用量 5%-8% ,添加少量水泥( 1%-2% )改善强度。
2.施工流程:路面清扫后喷洒乳化沥青粘层,采用小型稀浆封层机摊铺稀浆,厚度 3-5mm ,人工找平后自然养生,6 小时后开放交通。
5.3 微表处技术
适用于路面抗滑性能不足、轻微车辙等病害:
1.材料选择:采用 SBS 改性乳化沥青,沥青含量 6%8% ,集料选用玄武岩或石灰岩( 0-4.75mm⋅ ),级配符合规范要求。
2.施工控制:摊铺厚度 5.10mm ,采用专用微表处摊铺机作业,通过调整摊铺速度( 1-3m/min )控制平整度,养生 12 小时后开放交通,可显著提升路面抗滑性与耐久性。六、结论
新型乳化沥青在农村低交通量道路养护中具有良好的技术适配性,其常温施工、节能环保、操作简便的特性适配农村养护设备简陋、资金不足的现状;优异的渗透性与粘结性可有效治理农村道路常见病害;较低的材料与施工成本符合农村养护经济性要求。通过裂缝修补、稀浆封层、微表处等技术方案的应用,可显著提升农村道路养护质量与使用寿命。未来需进一步优化新型乳化沥青配方以适应不同农村环境,开发更小型化的施工设备,推动新型乳化沥青在农村道路养护中的规模化应用。
参考文献
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