纤维改性稀浆封层技术

纤维改性稀浆封层技术（精选7篇）

纤维改性稀浆封层技术 篇1

上世纪80年代, 我国引进了稀浆封层技术, 经过几十年的推广应用收到了良好的效果。目前, 交通部门已经制定并出台了稀浆封层的行业标准和有关指南。该技术作为一种有效的预防性养护手段, 广泛应用于全国高速公路和普通公路的养护, 改善了路面使用状况, 延长了路面的使用寿命。但由于交通状况和公路使用环境的不断变化, 重载大流量逐渐成为现阶段交通运输的主流趋势, 加之养护资金不能及时到位, 造成部分路面错过了预防性养护时机, 不同程度出现了龟网裂病害, 如仍采用稀浆封层技术, 将无法保证路面的长期完好使用。如何采取经济实用的养护手段处治路面的龟网裂病害, 保证路面的使用寿命是摆在公路管理者面前的一道难题。纤维改性稀浆封层技术的成功研制与应用对解决这一难题提供了新的思路。

1 纤维改性稀浆封层技术概述

1.1 纤维改性稀浆封层定义

所谓纤维改性稀浆封层就是用专用的设备, 在普通稀浆封层 (微表处) 中加入纤维, 相当于在稀浆混合料中“加筋”, 从而显著提高稀浆封层使用性能, 尤其是提高抗裂性能。

1.2 纤维改性稀浆封层作用机理

纤维改性稀浆封层中的纤维可以吸附部分沥青, 从而增大沥青用量, 提高沥青饱和度, 并且使粘结在矿料上的结构沥青膜变厚, 降低了水对沥青胶浆的侵蚀作用, 增强了沥青胶浆抵抗自然环境破坏的能力, 并且纤维能够握裹集料, 以沥青为粘结物质, 起到“加筋”效果, 更能改善稀浆封层的整体结构。

1.3 纤维改性稀浆封层的技术特点

初步研究成果所提供的数据资料显示, 纤维改性稀浆封层同普通稀浆封层相比主要性能指标明显提高:

(1) 抗车辙性能提高60%以上;

(2) 抗剪切性能提高35%;

(3) 粘结性能、抗水损害性能提高33%;

(4) 集料抗飞散性能提高30%;

(5) 抗低温开裂性能提高15%;

(6) 抗疲劳性能提高15.6%。

以上六项主要指标的提高可延长路面使用寿命2～3年, 而造价增加不到10%, 经济效益和社会效益十分显著。

1.4 纤维改性稀浆封层技术的适用范围

由于加纤维改性稀浆封层的路用性能大大提高, 较普通稀浆封层适用范围更加广泛。

(1) 适用于路面的预防性养护;

(2) 适用于路面中度以下龟网裂路段的矫正性养护;

(3) 适用于路面下面层与半刚性基层间的下封层;

(4) 适用于路面的磨封层;

(5) 可以直接用于农村公路路面。

2 纤维改性稀浆混合料室内试验

2.1 原材料选择

2.1.1 矿料

采用阜新兴达石料厂石灰岩, 各项指标见表1。

2.1.2 改性乳化沥青

乳化剂采用MQK-1型乳化剂, 沥青采用辽河90#基质沥青, 改性剂采用维实韦克胶乳, 生产的乳化沥青各项指标见表2。

2.2 矿料级配

本次试验选用ES-Ⅲ型稀浆封层混合料配合比, 具体筛分结果及配合比确定见表3。

2.3 最佳纤维用量及最佳沥青用量

2.3.1 纤维改性稀浆混合料配合比设计

根据纤维本身力学性能, 综合改性稀浆混合料自身性能, 利用湿轮磨耗与负荷车轮确定纤维与沥青用量。

通过以上试验数据, 综合考虑纤维与沥青的经济用量及路用效果, 最终确定纤维的最佳用量为2.5‰, 沥青最佳用量为11.5 %。以下纤维 (改性) 稀浆混合料试验均采用最佳沥青最佳纤维用量。

配合比为集料∶乳化沥青∶纤维∶水=100∶11.5∶0.25∶9。

2.3.2 纤维改性稀浆混合料稠度试验检测

2.3.3 纤维改性稀浆混合料粘聚力试验检测

3 路上应用

2007年6月至7月, 分别在阜新库二线和抚顺沈通线进行路上试验, 总铺筑面积超过50万m2。

3.1 试验路段确定

根据路面的不同状况, 采取了不同的中修结构。对存在中度以下龟网裂的路段直接进行普通改性稀浆封层, 对中度龟网裂路段进行纤维该性稀浆封层, 对中重度龟网裂路段进行碎石封层和纤维改性稀浆封层组合处治。

3.2 试验路施工配合比确定

室内试验确定的配合比为:改性乳化沥青剂量11.5%, 水的剂量9%, 纤维的剂量为0.25%。

碎石与石屑的比例为3∶7。

现场施工配合比遵循室内试验配合比, 根据现场施工情况, 我们选用一定数量的玄武岩进行填充。现场施工根据实际情况可以减少水的剂量, 保证施工和易性。考虑到纤维的加入, 在满足规范级配允许的情况下, 纤维改性稀浆封层混合料级配曲线偏下限施工。

3.3 施工工艺

3.3.1 施工工艺流程

3.3.2 试验路人员情况

3.3.3 试验路机械设备使用情况

3.4 试验路检测

为了进一步分析评价纤维改性稀浆封层的路用效果, 在试验段通车后, 对路面技术性能进行了检测, 检测结果如下:

对于抗水损害、抗磨耗性能、低温抗裂、高温稳定性等路用效果有待于长时间的观察检测。

4 结语

通过室内试验研究与试验路段成功铺筑, 可以证明纤维改性稀浆封层技术是对稀浆封层技术的一次成功改进, 扩大了稀浆封层的适用范围, 明显的提高了使用性能, 而且成本增加有限 (在10%以内) , 施工工艺简单, 不增加过多施工环节。具有较好的经济效益, 在使用周期内养护成本可降低25%～40%。综上所述, 纤维封层技术是公路养护领域的又一项成功技术, 具有广阔推广应用前景, 必将对我省乃至全国的公路养护起到重要的推动作用。

摘要：同步碎石封层技术是一种实用的沥青路面预防性养护手段, 在国内外得到了广泛应用。结合辽宁省研究应用实际, 对同步碎石封层的材料、设备选用、施工工艺及技术特点等进行了简要论述。

关键词：纤维改性,稀浆封层,应用研究

纤维改性稀浆封层技术 篇2

关键词：复式,纤维改性,稀浆封层,应用

1 前言

近年来, 我省普通公路建设发展迅速, 公路等级不断提升, 建设里程持续增加, 路网总体服务水平稳步提高。截至2007年, 全省二级以上公路里程已达17500km, 随之而来的是对公路养护需求的不断增大, 同时也对养护水平提出了更高的要求。普通公路经过“十五、十一五”的大规模改扩建, 公路线形基本确定, 路基基本稳定, 今后养护工作的重点将是加强路面维修养护, 保证路面使用功能。

利用封层对路面龟网裂进行处置是公路养护的主要手段。近几年, 交通行业科技发展日新月异, 各种新工艺、新技术不断涌现。本文以省道老宽线中修工程为例, 简要介绍复式纤维改性稀浆封层的技术特点和施工工艺。

2 省道老宽线基本情况

老宽线东起内蒙古自治区老虎山, 西至河北省宽城市, 其中我省朝阳境内K0+000～K40+459段, 受重载大流量交通影响, 路况质量逐年下降, 需及时进行处治。该路修建于1996年, 路面宽度9m, 原路基层为20cm水稳砂砾, 面层为5cm沥青混凝土。路基状况良好, 路面基层无明显变形, 路面回弹弯沉范围为78～89。路面面层破损状况较为严重, 普遍存在中度以上龟网裂, 局部存在推移、脱落、坑槽、沉陷等病害, 路面破损率达35%以上。针对这种情况, 稀浆封层等单层封层结构已经无法保证路面的长期完好使用, 因此该路段中修工程决定采用我省新近研发的复式纤维改性稀浆封层技术。

3 复式纤维改性稀浆封层概述

3.1 定义

纤维改性稀浆封层指采用专业的设备, 在稀浆封层中加入纤维, 相当于在稀浆混合料中“加筋”, 从而显著提高稀浆封层的使用性能的一种改良型封层结构。

复式纤维改性稀浆封层是Ⅰ型和Ⅲ型纤维改性稀浆封层的组合结构, Ⅰ型纤维改性稀浆封层作为底层, Ⅲ型纤维改性稀浆封层为路面面层。

3.2 作用机理

纤维改性稀浆封层的主要作用机理是利用纤维可以吸附部分沥青这一特性, 增大沥青用量, 提高沥青饱和度, 使粘结在矿料上的沥青膜变厚, 降低了水对沥青胶浆的侵蚀, 增强沥青胶浆抵抗自然环境破坏的能力, 同时纤维能够握裹集料, 以沥青为粘结物质, 起到“加筋”效果, 有效抵御路面裂缝的反射, 更能改善稀浆封层的整体结构。

复式纤维改性稀浆封层采用组合结构, 底层采用Ⅰ型纤维改性稀浆封层, 平均厚度为0.5cm, 同时适量增加混合料中的改性乳化沥青含量, 将原路面裂缝填充密实, 防止裂缝的反射, 对原路面适当找平, 面层采用Ⅲ型纤维改性稀浆封层, 平均厚度为1cm。

3.3 技术特点

(1) 有效抵御原有路面裂缝、车辙等病害

同稀浆封层和单层纤维改性稀浆封层相比, 复式纤维改性稀浆封层在面层厚度、材料用量方面具有先天性的优势, 足够沥青用量、适量的纤维和相应级配的集料能够形成有机的整体, 能够有效延缓路面的反射裂缝、车辙等病害的产生和发展。

(2) 结合性能好, 封层不易脱落

复式纤维改性稀浆封层施工时, 在下层适量增大了稀浆混合料中的乳化沥青用量, 同时相对于普通稀浆封层, 由于纤维对沥青的吸附, 复式纤维改性稀浆封层可以获得更高的油石比, 因此该结构能够将面层、底层和原有路面很好的粘结在一起, 有效的防止水平力作用而引起的封层脱落。

(3) 有效防止水损坏

复式纤维改性稀浆封层采用双层组合结构, 使用较高的油石比和较多的细集料, 其空隙率很小, 因此可以有效阻止地面水的渗透作用, 显著提高路面的防水性能, 提高道路抵御各种水损坏的能力。

(4) 集料抗飞散性能显著提高

相对于稀浆封层和碎石封层, 复式纤维改性稀浆封层中集料和乳化沥青拥有更好的粘结性能, 因此该结构能有效增强路面结构的内聚力, 防止石料脱落, 提高了行车安全性, 降低了交通事故的发生。

(5) 具有一定的结构承载能力

由于复式纤维改性稀浆封层的上下面层采用相同材料, 且具有一定的结构厚度, 同时与原有路面的粘结情况较好, 因此该结构的面层、底层和原路面能够形成有机的整体, 共同承受外力荷载作用。相对于稀浆封层等结构, 复式改性稀浆封层在抗剪强度、抗拉强度和抗弯拉强度等力学强度特性上都有显著的提高。

(6) 节省养护资金投入, 具有较好的经济效益

通过现场施工和后期观察监测发现, 复式纤维改性稀浆封层的路用效果基本接近3cm热沥青混凝土罩面, 而其工程投资可节省20%, 具有较好的经济效益。

3.4 使用范围

(1) 适用于路面重度以下龟网裂路段的矫正性养护。

(2) 可以直接用于农村公路路面。

4 施工情况简介

4.1 原有路面病害处治

施工前施工技术人员对施工现场及整体路况进行了详细调查, 并配合朝阳公路段对个别原路破损、脱落、坑槽不适合直接进行封层的病害基层、面层进行了处理。

4.2 材料选择

封层所有的核心材料均为目前最优质的材料, 其中:基质沥青采用盘锦辽河沥青, 乳化剂和SBR胶乳改性剂均采用性能先进的美国进口品牌产品, 集料采用阜新国华石料厂石料。材料进场前均为试验合格。

4.3 混合料设计

(1) 矿料

通过相关室内试验, 得出集料试验报告及石料级配在施工过程中, 严格依照相关规范要求对混合料稠度、油石比、矿料级配、封层外观、摊铺厚度、浸水湿轮磨耗等相应指标进行抽检和定期检测。遇雨和低温 (日平均气温低于10℃) 时应停止施工。摊铺完毕后养生期内, 做好开放交通前的封层维护。

(2) 改性乳化沥青

通过相关室内试验, 得出改性乳化沥青试验检测报告。

(3) 纤维

通过相关试验, 综合纤维和乳化沥青的粘结特性, 得出纤维和乳化沥青的最佳用量。

根据混合料配合比试验结果及以往施工经验, 在充分考虑原路面状况、气候及交通因素等的基础上综合确定混合料配比如下:

碎石∶乳化沥青∶纤维∶水

Ⅰ型:100∶11.5∶0.2∶10

Ⅲ型:100∶11.5∶0.25∶9

施工中混合料配合比将根据天气气温、路况、石料及其它材料的变化情况随时调整。

4.4 施工工艺流程及质量控制

(1) 复式纤维改性稀浆封层施工工艺流程如图1。

(2) 质量控制

5 结语

矿物纤维稀浆封层的性能 篇3

稀浆封层是一种比较理想的薄层路面结构,但随着交通量的不断增长和轴载的明显增大,以及公路使用环境的不断变化,加之养护资金不能及时到位,使部分路面不能及时养护从而造成不同程度的病害,近年铺筑稀浆封层实践的增加,认识到稀浆封层单纯以乳化沥青作为结合料,抗变形能力低、耐用性较差,不能满足大交通和重交通的要求,也无法保证路面长期完好使用。为了使稀浆封层具有更好的路用效果,以适应大交通的高等级公路,进行掺加矿物纤维稀浆封层技术研究。

1 矿物纤维乳化沥青稀浆封层材料

材料由普通乳化沥青稀浆封层所需的材料及矿物纤维组成。

1.1 乳化沥青

采用重庆市市政设施管理局材料供应站生产的阳离子中裂乳化沥青,乳化沥青性能测试结果如表1所示。

1.2 纤维

矿物纤维细度小于10 μm,长径比大于10,主要化学成分SiO2:40%～60%,Al2O3:15%～25%,Fe2O3:3%～7%,CaO+MgO:25%～30%。

1.3 矿料配合比设计

本次试验选用ES—Ⅲ型稀浆封层混合料,矿料合成级配采用20%碎石,80%机制砂。所用的填料为重庆拉法基42.5级普通硅酸盐水泥,掺量为2%。矿料级配如表2所示。

2 掺矿物纤维稀浆混合料试验

2.1 拌和试验

矿物纤维能否与骨料均匀混合并形成乱向分布是整个试验的关键,取矿物纤维模拟现场情况进行拌和试验,观察是否有结团现象,记录拌和时间。数据如表3所示。

试验结果表明,掺加适量的矿物纤维并不会出现结团现象,拌和时间随着纤维掺量的增加减少。

2.2 稠度试验

本次稠度试验是采用掺加0%、0.20%、0.25%、0.30%的矿物纤维。主要是为了测定不同掺量矿物纤维对稀浆混合料用水量的影响。试验结果见表3所示。表3中数据表明,随着矿物纤维的用量增加稀浆混合料的用水量也随之增加,为了保证施工和易性。

2.3 破乳时间试验

根据规范用“纸墨迹”法测定破乳时间,试验结果见表3。

结果表明,掺加矿物纤维后对破乳时间影响很小,且随着矿物纤维掺量的增加破乳时间趋于平衡,破乳时间在80 min。

2.4 开放交通时间试验

按规范规定方法进行粘结力测定,确定开放交通时间,试验数据如表3所示。结果表明,纤维掺量的变化对开放交通时间没有影响。

2.5 湿轮磨耗试验

该项试验主要检验成型后的稀浆混合料的抗水损害能力,以确定稀浆混合料的最小沥青用量。本次采用10.5%的油石比以及不同用量的矿物纤维,观察其掺加不同用量矿物纤维后的稀浆混合料湿轮磨耗值的变化。试验结果如表4所示。

试验结果表明,混合料的湿轮磨耗值均在规范范围内,且随着矿物纤维掺量的增加,湿轮磨耗值越来越小,说明其抗水损坏性和耐磨耗性性能提高,但超过0.25%后,湿轮磨耗值又开始增大,油石比不变增大纤维用量,当纤维用量达到一定程度,混合料中呈现出沥青用量不足导致湿轮磨耗值变大,说明其抗水损坏性和耐磨耗性性能降低。所以矿物纤维0.25%为最佳。

2.6 负荷轮粘砂试验

该项试验主要是用来测定稀浆混合料中是否有过量的沥青,也就是确定稀浆混合料的最大沥青用量。本次采用10.5%的油石比以及不同用量的矿物纤维,观察其掺加不同用量矿物纤维后的稀浆混合料负荷轮粘砂值的变化。试验结果如表4所示。

试验结果表明,混合料的负荷轮粘砂值随着矿物纤维的掺加而减少。

综合考虑,掺加矿物纤维后稀浆混合料的性能有较大提高,究其原因是稀浆混合料中有纤维稳定剂存在,能吸附大量的沥青,可使稀浆混合料既能增大油石比,又不会产生高温失稳问题;由于沥青用量的增加,加上纤维对稀浆混合料还有一种加筋作用,还会大大提高稀浆封层路面的低温抗裂性能与耐久性能。

2.7 劈裂强度试验

劈裂试验的目的在于比较稀浆混合料中掺与不掺矿物纤维对抗弯拉或变形的影响。此次试验效仿AC-20型沥青混合料,按相应的油石比掺入0.25%矿物纤维和不掺入矿物纤维的沥青混合料试件,进行劈裂试验,见表5。

试验结果表明:掺入矿物纤维的乳化沥青混合料马歇尔试件养护3 d的25 ℃劈裂抗拉强度比普通乳化沥青混合料提高20.3%;养护5 d的掺入矿物纤维混合料试件比普通提高混合料24.1%;养护7 d的掺入矿物纤维混合料试件比普通提高混合料提高23.5%,这说明掺加矿物纤维的后混合料在常温条件强度得到了提高,同时其标准差和变异系数减小,表明矿物纤维的乳化沥青混合料受力更为均匀。

3 经济效益分析

掺加矿物纤维进行稀浆封层,要增加一部分工程费用,主要是纤维稳定剂的费用、增加的乳化沥青用量的费用、添加纤维所用的人工或机械费用。按照铺筑每1 000 m2 普通乳化沥青稀浆封层约6 000元计算,稀浆混合料中掺加矿物纤维后,需要资金8 000元,根据工程实践,普通乳化沥青稀浆封层竣工后能使用3年,则平均每1 000 m2 的工程费用为2 000元。若掺加矿物纤维进行稀浆封层,使用寿命延长1年,就可以收回增加的工程费用。若按延长使用寿命2年计算,掺加矿物纤维进行稀浆封层,平均每年、每1 000 m2的工程费用为1 600元,比普通乳化沥青稀浆封层节约400元,节约率为20%。从前述湿轮磨耗试验结果看,掺加矿物纤维后的稀浆混合料,增加2年的使用寿命还是完全有可能的,可见,掺加矿物纤维进行稀浆封层,经济效益是很可观的。辽宁省阜新库二线和抚顺沈通线进行纤维改性稀浆封层的现场试验,总铺筑面积超过50万m2,其工程实际的路面抗水损害、抗磨耗性能、低温抗裂、高温稳定性等路用效果较佳,此工程路段成本增加在10%以内,施工工艺简单,不增加过多施工环节。具有较好的经济效益,在使用周期内养护成本降低25%～40%。

4 结 论

1)掺加矿物纤维进行稀浆封层,平均每年、每1 000 m2的工程费用为1 600元,比普通乳化沥青稀浆封层节约400元,节约率为20%,经济效益十分可观。

2)矿物纤维乳化沥青稀浆封层提高了路面受力均匀性、耐久性,延长了使用寿命,具有较好的经济、社会效益。

3)掺加纤维的高油石比稀浆封层是一种新工艺,其纤维稳定剂的选择应用及其性能研究有待于进一步探索,施工技术也需要进一步完善,必须要在实践中得到检验。

摘要：为解决乳化沥青稀浆封层,抗变形能力低、耐久性较差,不能满足大交通和重交通要求的问题,在稀浆封层中掺加矿物纤维改善其路用性能。结果表明:在稀浆封层混合料中掺加0.25%矿物纤维,能确保和改善原有稀浆封层各项技术指标,还可以有效提高整体性、抗裂性、耐磨性能,能延长其使用寿命。

关键词：稀浆封层,矿物纤维,路用性能,使用寿命

参考文献

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纤维改性稀浆封层技术 篇4

一种在常温下由乳化沥青、矿料等原料按比例添加一定的水及添加剂然后经过搅拌至稀糊状的混合物, 工程上称之为乳化沥青稀浆, 制备好后, 立即将此浆薄薄地 (4~13mm厚) 封层于路面, 这种施工方法称之为乳化沥青稀浆封层, 是治理公路早期病害的一种有效方法。采用普通国产沥青铺筑的稀浆封层早期强度低、耐久性和粘结力相对较差, 使用范围受到限制;而改性乳化沥青稀浆封层的强度、耐久性和粘结力则相对较好;近年来我国的交通建设事业正处在快速发展阶段, 车流增加, 车载加重, 车速提高, 种种因素致使路面难以承受负载之重, 若不进行及时有效的修复, 公路的寿命必迅速降低。因此, 在提高稀浆质量的同时, 还必须提高稀浆封层的施工技术, 使其各方面的性能, 如耐磨性、耐气候变化性能得到较大的改善。2003年在省道205线K227+150~K230+300路段铺筑了3.15km改性乳化沥青橡胶粉稀浆封层试验路。

2 试验路面设计

2.1 稀浆封层结构类形

稀浆封层可分为:细封层、中封层、粗封层。

细封层适用于封闭裂缝、填充空隙、修补表面轻微破损;中封层适用于修补表面破损、半刚性基层的封层、水泥路面及桥面的封层;粗封层适用于路面抗滑、耐磨、修补破损。

2.2 试验路段基本状况

稀浆封层施工技术虽然能改善路面一些问题, 但因其薄薄的一层, 故它的作用仅限于路面防滑、防水及耐磨等这些表象方面, 改善路面承重问题则是此法无法完成的, 必须依赖于原路面的过硬质量。原路面质量过硬, 稀浆封层施工才有保障。因此, 在准备稀浆土封层之前, 要考察原路面是否达到以下两点要求, 符合要求之后方可进行稀浆封层:①路面要平整、紧实, 具有整体稳定性;②路面要具备足够的硬度也即刚度和强度。

省道205线K227+150~K228+050路段为1996年铺筑的氯丁胶乳改性乳化沥青稀浆封层, 经过七年使用原稀浆封层尚无脱落, 但底层裂缝已反射上来, 表面沥青也已磨损;K228+050~K229+300路段路基稳定坚固, 路面整体变形不大, 符合细粒式稀浆封层施工要求;K229+300~K230+300路面出现的磨损、老化、裂缝、麻面、坑槽等病害较为严重。

2.3 试验路面采用稀浆封层类形选择

根据这几种路面状况及目前交通量情况, 选择在K227+150~K229+300路段采用石粉铺设细粒式橡胶粉乳化沥青稀浆封层, 设计厚度为6~8mm;在K229+300~K230+300路段采用石粉铺设粗粒式橡胶粉乳化沥青稀浆封层, 设计厚度10~12mm。

3 室内试验检测结果

3.1 沥青

采用国产100#沥青, 针入度100, 延伸度大于100, 软化点46℃。

3.2 乳化剂

选用FLR-MK型慢裂快凝乳化剂, 改性剂为橡胶粉。

3.3 添加剂

用细磨橡胶粉为添加剂, 沥青中添加磨细橡胶粉后, 沥青高温稳定性有所提高, 这对沥青路面夏季减少车辙、推挤、拥包现象是有利的。

3.4 改性乳化沥青乳液

选用油水比60:40, 乳化剂用量0.5%, 油温130℃, 水温45℃。改性后沥青的高温稳定性及低温抗脆裂能力都有较大提高。

3.5 骨料

骨料选用质地坚硬、带有棱角、硬度大、耐磨的骨料。粗粒式稀浆封层采用0~10mm的花岗岩石屑, 细粒式稀浆封层采用5mm以下石粉。

3.6 沥青用量

试验确定普通稀浆封层用油量为矿料重8.5~11%, 最佳用量为9.5%左右, 改性乳化沥青稀浆封层用油量为矿料9~12%, 最佳达11%。

4 现场施工

(1) 各种材料必须一次性备足。当骨料备足后, 将超大粒径的石料及杂质筛出去, 以免大粒径石料在摊铺时产生长长的沟槽。

(2) 当摊铺车开始装料时, 路面同时进行放样, 施工路段路基宽度为12.0m, 我们采用每隔20m排放一个锥形帽, 利用锥形帽作为摊铺车走向控制线。锥形帽摆好后, 清扫路面, 准备施工。

(3) 交通管制人员就位, 采用单向放行管制形式, 严格掌握首尾车号, 避免在施工路段上会车。待稀浆封层初凝撒上细砂后方可放行。

(4) 将装好料的摊铺机开至施工起点, 对准走向控制线, 并调整摊铺槽厚度, 使摊铺槽与路面贴紧;在摊铺槽后方加一块长度与摊铺槽相同, 宽度约60cm的橡胶刮板, 橡胶刮板上再加设一块大于刮板的湿布, 这样铺筑的稀浆封层更平整、美观。

(5) 操作工人先检查各料门是否在正常的高度和开度, 之后开启发动机, 接合拌和箱离合, 开启摊铺槽分料器, 再打开控制各料门的开关, 将各种物料与水进行拌和, 当拌和好的混合物进入乳液喷口时, 调节分向器上流向, 使喷出的乳液均分布于摊铺槽, 同时依据具体情况加水调节稀浆的稠度。

(6) 上步操作完成之后, 操作工人就可通知驾驶员将工程车缓慢 (速度1.5~3.0km/h) 前进, , 同时, 操作工人要随时关注摊铺槽中物料的量, 要注意将其体积保持在槽容量的一半左右;此时要随时对路面的稀浆厚度进行测定, 如发现厚度不当, 应及时提醒操作人员进行调整;若遇过于干燥且高温的天气时, 则必须事先对路面进行洒水处理, 以保证稀浆顺利与原路面粘结为一体, 注意洒水不可过多, 路面不可有积水, 且洒水之后要立即施工进行稀浆摊铺。

(7) 完成上一道工序之后, 要立即将路面人工找平, 重点找平的地方是:路面的起点和终点, 路面过厚和过薄的地方, 特别要注意有无纵向沟槽 (由于超大粒径矿料产生的) 及纵向接缝处, 应立即找平。当第二车摊铺时, 要在之前铺好的接缝处洒水, 并使用橡胶耙刮平纵向连缝间隙, 使之平顺, 以利于物料的无痕连接。

(8) 操作完以上各个程序之后, 若发现摊铺机上某一种物料已耗尽, 应马上关闭材料输送开关, 不再输送物料, 待拌和箱中的混合物料用完后, 可通知驾驶员停止施工, 操作工人此时应提起摊铺槽并将之与摊铺机一起开到路外, 处理收尾工作:清洗摊铺槽、拌和箱及及所有工具。

(9) 细粒式稀浆封层施工

橡胶粉改性乳化沥青稀浆封层施工与普通稀浆封层施工大致相同, 在K227+150~K229+300路段施工中, 先将5mm以下石屑过筛去除杂质, 装入稀浆封层车骨料箱中, 然后将橡胶粉直接装入稀浆封层机的水泥箱中, 同时与骨料、乳液进行拌和, 沥青用量10%, 橡胶粉为沥青用量的8%。

(10) 粗粒式稀浆封层施工

在K229+300~K230+300路段采用10mm以下石屑铺设粗粒式橡胶粉乳化沥青稀浆封层, 先用5mm以下石屑铺设细粒式稀浆封层, 施工方法同上, 沥青用量11%, 橡胶粉为沥青用量8%, 铺筑后立即加盖5~10mm石屑, 尽量使石屑嵌入封层中, 石屑铺完即可放行通车。采用此方法施工, 可以使细粒式稀浆混合料及乳液充分填充原路面的裂缝中, 而加盖的5~10mm石屑, 又可吸收部分乳液, 使稀浆封层表面油量不致于太大, 而路面性能却得到较大的改善。

5 试验路观测

由于橡胶粉的颗粒较小, 加入稀浆混合料中起到填缝作用, 但经橡胶粉改性后的封层初期不够稳定, 特别是用橡胶粉铺设的细粒式稀浆封层, 在铺设后的第一个月如遇高温季节, 且油量太大, 容易产生车辙及泛油, 需经车辆碾压一段时间后, 才能达到改性效果。

而粗粒式橡胶粉稀浆封层则无以上缺点, 石屑能吸收更多乳液, 改善表面结构, 提高封层的强度。而且它只要路面强度达到要求即可施工, 对路面老化、麻面等病害都能得到治理。铺筑后路面表面平整, 密实坚固, 渗水、纹理、摩擦系数都达到规范要求, 如能配上小型压路机碾压则平整度等效果更佳。

使用半年后经过观测可看出:由于在乳化沥青中加入橡胶粉, 提高了乳化沥青稀浆封层的低温抗缩裂能力, 延长路面寿命、改善拌和性能、提高粘附强度、提高内聚力、提高抗剥落能力, 与其它普通乳化沥青稀浆封层路段相比, 路面平整密实, 无松散脱落, 骨料嵌合牢固, 但在细粒式稀浆封层中高温稳定性提高不明显, 有待于今后进一步改进。

此外, 由于细磨橡胶粉颗粒小, 与5mm以下石屑拌和粉料偏多, 高温下容易发生泛油, 需经车辆碾压一段时间后方能稳定, 在细粒式稀浆封层中加入橡胶粉不大理想;而在中粒式与粗粒式稀浆封层中加入橡胶粉, 作用则较为明显。

综上所述改性橡胶粉乳化沥青稀浆封层可节约沥青10~20%, 节约能耗30~50%;同时它具有用途广、施工简便、成型快、工期短, 能延长施工时间2~3个月;并且改善了施工条件和工作环境, 减轻工人劳动强度, 减少环境污染, 在常温下作业, 降低能耗, 不释放有毒物质, 符合环保要求, 所以深受养护工人欢迎。

改性乳化沥青橡胶粉稀浆封层与普通稀浆封层路用性能相似, 能迅速改善沥青路面早期出现的磨损、老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害, 显著提高路面的防渗、抗滑、平整、耐磨等性能。同时, 它比普通稀浆封层更具有高温抗流变、低温抗脆裂、耐久性耐磨性能强。随着公路使用年限的延长, 路面养护工作量增加, 它必将在公路建设和维修养护中具有广阔的推广应用前景。

摘要：通过对省道205线铺筑改性乳化沥青橡胶粉稀浆封层路面的试验, 本文分析了橡胶粉改性乳化沥青的性能, 并介绍了试验路的铺筑及使用过程。

纤维改性稀浆封层技术 篇5

1 病害描述及成因分析

现有大桥公路桥路面沥青混凝土面层破损和车辙现象严重,表面磨光,抗滑性差,坑槽较多,防水性差,行车平稳性较差。

出现病害的主要原因是大桥交通量极大,桥面处于重负荷状态,天气温差较大,雨水较多。

2 选择改性稀浆封层的原因

改性稀浆封层可以在常温状态下,按设计的配合比要求,现场进行改性稀浆混合料的拌和与摊铺,铺后的封层1 h后即可开放交通,而且改性稀浆封层可以满足长江大桥交通量大、重载负荷的交通行车要求。

3 配合比设计

3.1 改性稀浆封层种类的选择

稀浆封层的分类,按骨料的最大粒径(封层的厚度)分为Ⅰ型(一般封层)、Ⅱ型(一般封层)、Ⅲ型(粗封层),为保证封层的粗糙度和抗滑性,一般情况下多选用Ⅱ型和Ⅲ型封层,相对于Ⅱ型,Ⅲ型封层更加适合用于交通量大、温差变化大的大桥,同时Ⅲ型封层在修补车辙和表面纹理的改善上比Ⅱ型更加适宜。所以在本工程中选用Ⅲ型封层。

3.2 矿料

根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范确定级配的范围,计算各种集料的配合比例。骨料采用100%破碎的玄武岩,各类集料的筛分结果和合成级配如表1所示。

3.3 沥青

本工程采用特制科氏改性乳化沥青,主要技术指标见表2。

3.4 室内试验确定油石比

1)粘结力试验(CT)ISSA TB139。

当系统有了很好的相容性后,乳化沥青量的变化、矿物填料的变化、添加剂的变化等,决定了混合料粘结力变化的影响。粘结力试验目的是考察稀浆混合料在多长时间内能够具有内聚力,并对系统能够在多长时间开放交通进行分类。对于微表处混合料系统,按照ISSA TB139要求,在一定温度内适合的湿粘结力30 min时最小应大于12 kg·cm,60 min时应不小于20 kg·cm。

试片室内养生条件:室内温度:25 ℃±5 ℃,相对湿度:50%±5%。

N·spin:指测试粘结力时,试片成型较快,试片出水时使试验仪接触垫在试片上接近滑动时的指针显示。

Spin:指测试粘结力时,试片成型较快,试片出水时试验仪接触垫在试片上产生滑动时的指针显示。

2)混合料湿轮磨耗试验(WTAT)ISSA100。

混合料湿轮磨耗试验(WTAT)测定了混合料中沥青的变化量在25 ℃水中浸泡1 h及144 h后的混合料系统的抗磨耗能力。磨耗损失测量重量损失限度的最大值为:500 g/m2(1 h),800 g/m2(144 h)(见表3)。本试验目的用来描述沥青用量变化时混合料系统相容能力,表现为混合料抵抗飞散的能力。

乳化沥青中沥青含量以62.0%为计算值。

3)混合料负荷轮试验(LWT)ISSA TB109/TB147。

对于南京长江大桥稀浆封层施工时,负荷载试验的目的是控制混合料的用油量上限,防止施工中出现泛油及混合料碾压后变形。对于施工中原路面有微小变形及需要填补车辙时,本试验结果尤其重要。它考察了混合料成型后抵抗变形能力的结果。如果试验值的变形量:横向变形大于10%;纵向深度大于2.1 mm时,施工后的混合料在有交通荷载的情况下变形及出现车辙的可能性可根据试验值得到判断(见表4)。

乳化沥青中残留蒸发物含量以62%计算。

4)混合料相容性试验(SCHULE-BREUER-RUCK ISSA TB144)。

混合料相容性(SCHULE-BREUER-RUCK ISSA,水敏感性)试验用于检测混合料中沥青含量一定,填料变化时混合料系统的影响能力、混合料系统抵抗水能力及高温的剥离能力。

试验方法是将细骨料与填料、沥青按照规定的比例混合并压制成40 g左右的模块,其高大约26 mm,直径约30 mm,成型后的试件在25 ℃水中浸泡6 d,然后在Schule-Breuer一起的水注圆筒中以20 r/min的转速往复循环3 600次,测定出混合料对水的吸收值、水冲刷磨值及其体积变化值。之后将试件在煮沸的水中煮30 min以上,测定混合料的裹覆面积和高温完整性(剩余百分比),试验目的为了确定乳化沥青与骨料、填料变化时,混合料对温度及水的敏感性、沥青与骨料裹覆等一系列的问题,用以评价混合料相容性的程度。由于目前微表处系统处于高温多雨气候的南京,这个试验是非常必要的。试验数据和评价标准见表5。

由以上的各项试验数据综合得出骨料、填料、乳化沥青的混合料最佳用量范围。

本系统施工的最优化混合料的配合比见表6。

4 结语

改性稀浆封层不但是一种很好的预防性养护技术,而且是一种经济实用的路面美化措施,可以消除路面因为接补措施造成的补丁,而且可以弥补新补坑槽的透水现象。

摘要：根据工作经验,结合南京长江大桥整修改造的工程实例,针对改性稀浆封层中的关键环节,即材料的选择、混合料配合比设计、施工等方面进行了探讨,提出了自己的看法,以推广改性稀浆封层技术的应用。

关键词：改性沥青稀浆封层,材料选择,混合料,配合比设计,应用

参考文献

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]姜云焕,钦兰成,王立志.改性稀浆封层技术[M].北京:石油工业出版社,2006.

纤维改性稀浆封层技术 篇6

广西南宁(坛洛)—百色高速公路是国家交通规划的“五纵七横”国道主干线衡阳—昆明主干线在广西境内的一段,是我国贯通中西部地区的重要通道之一,路线全长187 km。全线采用双向四车道高速公路标准建设,均为沥青混凝土路面。路面面层分别为厚4 cm的AC-13C沥青混凝土表面层,厚6 cm的AC-20C沥青混凝土中面层,厚8 cm的AC-25C沥青混凝土下面层。面层与水泥稳定碎石基层采用改性沥青稀浆封层作为下封层。

1 稀浆封层的概念及分类

稀浆封层是用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青、外掺剂和水,按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。

按照矿料级配的不同,稀浆封层可以分为细封层(Ⅰ型)、中封层(Ⅱ型)和粗封层(Ⅲ型),分别以ES-1,ES-2,ES-3表示[1];按照开放交通的快慢,稀浆封层可以分为快开放交通型稀浆封层和慢开放交通型稀浆封层;按照是否掺加了聚合物改性剂,稀浆封层可以分为稀浆封层和改性稀浆封层。

南宁—百色高速公路采用ES-2型改性沥青稀浆下封层,厚度为6 mm。稀浆下封层混合料技术指标应该满足施工技术规范要求[2]。

2 配合比设计

2.1 材料

2.1.1 改性乳化沥青

本高速公路的改性乳化沥青采用湖南众立有限公司生产的BCR型改性乳化沥青,该产品为阳离子乳化改性沥青,能够明显提高沥青的软化点、低温延度、粘韧性等技术指标;显著改善沥青结合料的感温性、抗裂性及抗老化等路用性能。从取样试验结果来看,该BCR型改性乳化沥青所检项目均符合规范要求。

2.1.2 矿料

稀浆封层用矿料可以采用不同规格的粗细集料、矿粉等掺配而成。矿粉的主要作用是改善矿料级配。水泥、消石灰等具有化学活性填料的主要作用是调整稀浆混合料的可拌合时间、成浆状态和成型速度等。填料的掺加量必须通过混合料设计试验确定[3]。在进行配合比设计实验时从工地料场进行取样实验。从试验结果看,矿料的级配范围符合规定。

2.1.3 水

饮用水、不含杂质或无污染的水即可。

2.2 稀浆封层配合比设计

1)稀浆封层混合料的配合比设计,应充分考虑使用要求、原路面状况、交通量、气候条件等因素,选择适当的稀浆封层类型,确定施工方案(是否分层摊铺、是否车辙填充等)[4]。

2)根据以往经验,初步确定配合比设计如下:骨料∶改性乳化沥青∶水=100∶12.5∶11。即配合比的改性乳化沥青用量为12.5%时,进行拌合试验和粘聚力试验。可拌合时间的试验温度应考虑最高施工温度,粘聚力试验的试验温度应考虑施工中可能遇到的最低温度。

3)实际的稀浆混合料技术指标及试验结果见表1。

3 稀浆封层的施工

3.1 施工前的准备工作

1)稀浆封层施工前,施工单位必须提供详实的混合料设计报告。

并应由实验室进行验证性复核,并出具复核报告,符合技术要求后方可施工。并对原材料进行施工前的检查,特别是要测定矿料含水量。

2)稀浆封层必须采用专用机械施工。

施工前应对摊铺机的性能、标定和设定以及辅助施工车辆配套情况、性能等进行检查。

3)稀浆封层施工的气候条件应满足:

施工、养生期内的气温应高于10 ℃;不得在雨天施工。

4)稀浆封层施工前,原水泥稳定层应满足以下要求:

必须有足够的结构强度;局部破损(如坑槽、松散等)应彻底挖补;壅包等隆起型病害应事先进行处理。

3.2 稀浆封层施工

1)施工工艺流程如下:

下承层清扫→封闭管制交通→放样画线→摊铺→修补修边→早期养护→胶轮压路机碾压→开放交通。

2)施工方法。

a.放样画线。

要根据路幅全宽,调整摊铺箱宽度,例如当路幅宽为12.0 m时,摊铺箱宽度3.5 m,可分3次铺筑,根据此宽度从路缘石处开始放样,画出走向控制线。

b.装料。

将符合要求的矿料、乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺机的相应料箱。一般应全部装满,并应保证矿料的湿度均匀一致。

c.摊铺。

将装好料的摊铺机开至施工起点,对准走向控制线,并调整摊铺箱厚度与拱度,使摊铺箱周边与路面贴紧。操作手再次确认各料门的高度或开度后开动发动机,结合拌合缸和离合器,使搅拌轴正常运转,并开启摊铺箱螺旋分料器,打开各料门控制开关,使矿料、填料、水几乎同时进入拌合缸,并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时,乳液喷出。调节稀浆混合料的流向,使稀浆能均匀地流向摊铺箱的左右

d.找平。

混合料摊铺后,应立即进行人工找平。当摊铺机上任何一种材料用完时,应立即关闭所有材料输送的控制开关,让搅拌缸中的混合料搅拌均匀,并送入摊铺箱摊铺完后,即停止前进。将摊铺箱提起,然后把摊铺机连同摊铺箱开至路外,清洁搅拌缸和摊铺箱。

e.成型养护及开放交通。

在稀浆混合料初凝后,仍需一段时间初期养生,在此时间内封闭交通,禁止车辆、行人通行。当稀浆混合料粘聚力达到200 N·cm时,胶轮压路机碾压。即可开放交通,通过有意识地控制交通路线,使全路幅范围内的封层能得到碾压,提高混合料的密实度。

3.3施工过程的质量控制

1)施工中应按规范要求的抽检项目、频率、允许误差及方法对稀浆混合料进行抽样检测,特别在稠度检验时,一般采用经验法进行,这就要求相关的检验人员必须具备一定的实践经验。

2)严格按设计的沥青用量和级配要求施工。

3)加大厚度检测频率。确保稀浆封层厚度,厚度过薄,易脱壳、剥落;厚度过厚,易在面层下形成软弱层。因此在施工中,要安排专人用插尺随时检测厚度,并根据检测结果及时调整。

4)加强对油石比检验。采用“三控检验法”对稀浆封层混料进行油石比检验。

5)注意施工天气,确保施工质量。要加强同气象站的联系,及时准确地获得当天的天气情况,在施工中及时调整避免雨淋影响质量。

4结语

,工单位、监理单位、业主配合良好,施工中严格按设计及施工规范要求进行施工,在进度、质量、费用方面得到了良好控制,取得很好的经济效益、社会效益和环境效益。

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[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[4]陈国锋,黄卫国,李娟仿.改性沥青稀浆封层施工技术及工艺研究[J].中外公路,2006(8):47-48.

纤维改性稀浆封层技术 篇7

1 设计要求

坛洛-百色高速公路地处西南方微丘区,区内多年平均降水量在1 500～2 000 mm,路线全长188 km。No.14试验路路面采用我国常用的水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面结构,在基层上铺筑ES -II型乳化沥青稀浆封层作下封层,设计厚度5 mm,矿料级配范围见表1。

2 原材料组成

1)改性乳化沥青。

本次工程采用的改性乳化沥青为韩国生产的LG改性乳化沥青,其主要性能指标见表2。

2)矿料。

矿料应采用优质石灰岩石料生产的机制砂或石屑,矿料应坚硬、耐磨、无风化、洁净,其中4.75 mm以下部分砂当量应不低于65%。工程采用当地石场产石灰石集料,筛分试验结果见表1。由表1可知,该集料符合ES -II矿料级配要求。

3)填料。

采用海螺牌普通硅酸盐32.5级水泥。

4)水。

采用饮用水。

3 改性乳化沥青稳定机理

在乳化沥青进行改性过程中,乳化沥青与胶乳在机械的强烈作用下,打破各自原来的平衡,重新建立起一种新的平衡。两乳液混合时某个沥青微珠(A微珠)受到机械作用,界面膜上某些乳化剂分子脱离开原来界面,从而导致整个界面膜破裂。同时某一橡胶粒子(R粒子)界面膜也发生破裂,那么A微珠将与R粒子相互碰撞。由于沥青与橡胶有良好的相溶性和亲和性,于是互相吸附、扩散、渗透、溶合为一体,成为沥青橡胶。脱离开原界面的沥青乳化剂分子和橡胶乳化剂分子进入水溶液中,在机械的强烈作用下,相互均匀混合在一起。融为一体的沥青橡胶又立即受到机械的作用,被剪切分割成微小的颗粒-沥青橡胶微粒(A/R微粒),其外层重新吸附乳化剂的亲油基团,形成扩散双电层。在改性乳化沥青分散体系中,所有的橡胶微粒R与沥青微粒A并非已完全均匀混合的存在A/R粒子,而是存在4种微粒:均匀A/R微粒、非均匀A/R微粒、A微粒、R微粒。4种微粒的比例直接影响改性效果,A/R粒子的比例越高,改性效果越好。乳化剂分子的重新分布和排布,界面膜、截面水合层、界面电荷层、扩散双电层的重新形成,保证了沥青橡胶乳液体系的相对稳定,使两热力学不稳定体系相对稳定共存。这一新的体系仍然是一种热力学不稳定体系。保持共存体系相对稳定的最主要因素仍然是乳化剂亲水、亲油的两亲性质。

4 配合比设计

4.1 改性乳化沥青稀浆封层混合料技术指标

改性乳化沥青稀浆封层混合料技术指标,见表3。

4.2 改性乳化沥青稀浆封层混合料配合比的确定

通过稠度试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮试验、粘结力试验所确定的最佳沥青用量即为最终的配合比,各组成材料用量见表4。

5 改性乳化沥青施工

1) 为保证改性乳化沥青能很好的渗透到基层并和骨料很好的粘附,喷洒改性乳化沥青前必须彻底将基层表面清理,将表面浮尘或未凝固的细粒料认真清扫干净。当有沾粘的土块时,应用水刷净,这个清洁工作关系到整个下封层的成败。

2)采用沥青撤布车喷洒改性乳化沥青前,最好预撒少量水对基层进行湿润,撒布时应根据喷洒量维持稳定的行车速度。改性乳化沥青用量控制在1.5～2.0 kg/m2,其成膜厚度在1.0～1.5 mm。

3)改性乳化沥青的喷洒可在不低于0 ℃下进行,受阴雨天气影响较小,但是当风力太大应停止施工。

4)浇洒改性乳化沥青后,应立即用集料撒布机撒布集料,全部覆盖表层,厚度均匀一致,集料采用粒径3～6 mm的石灰岩碎石,并且碎石施工前用清水冲洗干净,其中的石粉、泥土等杂质含量不超过l%。碎石用量控制在8～10 kg/m2,厚度控制在6～8 mm。撒布石料应在破乳前施工完备。

5)集料撒布完成后,及时用6～8 t胶轮压路机或轻型光轮压路机碾压2～3遍,以保证集料嵌挤紧密。

6)施工中应保证各工序紧密衔接,作业段的长度应根据压路机的数量、改性乳化沥青撒布设备及集料撒布机的能力确定。

7)碾压完毕后,原则上应封闭交通,直到乳化沥青与下封层形成整体。

6 结 论

1)基层施工后,及时用改性乳化沥青覆盖,避免日晒、风吹,减少和避免干缩裂缝。

2) 由于其特有的渗透能力和较好的粘结性能对基层表面起到固结作用,有效地保护耐磨性较差的半刚性基层不受破坏,并提前开放交通,加快工程进度,节约投入。

3)能够吸收基层产生的干缩性裂缝,减少路面由基层裂缝传来的拉应力,从而减少反射裂缝向面层的发展。

4)良好的防水和排水性能,确保雨水不下渗,地下水不上升,从而消除了沥青路面破坏的主要因素,减轻路面水害的影响。

5)下面层与下封层、下封层与基层良好的粘结性能,确保了路面结构的连续性和整体性。

总之,通过采用改性乳化沥青下封层工程试验,改性乳化沥青做下封层对提高沥青路面的使用性能,延长使用寿命,减少使用过程中的维护费用具有重要意义。

参考文献

[1]JTJ052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000.

[2]JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]宋哲玉,郭留红,徐培华.沥青橡胶乳液稳定机理研究[J].石油沥青,1996,10(1):1-6.

[4]王小妹,熊伟,房月金,等.道路用改性乳化沥青的研究[J].公路,1997(9):46-50.