JN—1型高性能乳化沥青透层油渗透性能研究

【摘 要】通过渗透试验对jn-1型高性能乳化沥青透层油的渗透性能进行研究，在不同洒布量下与稀释沥青、PC-2乳化沥青以及高渗透乳化沥青的渗透性能进行对比，确定JN-1型高性能乳化沥青透层油渗透性能能达到规范要求，并研究了在基层不同养生龄期洒布透层油时对渗透性及最佳用量的影响，为JN-1型高性能乳化沥青透层油的合理应用提供依据，以便更好的指导工程实践。

【关键词】JN-1型高性能乳化沥青透层油；半刚性基层；渗透性能

目前，我国高速公路建设普遍采用半刚性基层沥青路面结构形式，半刚性基层通常采用水泥稳定碎石，面层则为沥青混凝土。为使两者层间的结合尽可能接近完全连续状态，按照设计要求，基层上要洒布透层油，起到固结、稳定、防水、联结等作用，合理的喷洒透层油可以作为防止路面早期破坏的有效手段之一[1]。但由于半刚性基层表面致密，使透层油下渗十分困难，渗透量很小，从目前来看，无论阳离子乳化沥青还是阴离子乳化沥青，其渗透性都不尽人意，无法满足渗透一定深度的技术要求[2]。

针对于此，课题组依托黑龙江省G111线加格达奇至嫩江段高速公路工程，针对透层材料的不足，对乳化沥青所需原材料进行配伍设计及工艺上的改进，研发了一种经济、环保、渗透、粘结性能好的JN-1型高性能透层材料。本文通过室内试验，对JN-1型透层油的渗透性能进行研究。研究在基层不同养生龄期洒布透层油时对渗透性及最佳用量的影响。并与煤油稀释沥青、PC-2乳化沥青以及高渗透乳化沥青的渗透性能进行对比。

1、渗透性能试验

1.1试件制备

渗透试验选用水泥稳定碎石这种常见的半刚性基层材料制备试件，基层采用Φ100×100mm圆柱形试件，试件成型以后，立即放入标准养护室进行养生。

1.2试验方法

在试件成型一定龄期后洒布透层油，并将试件对角“十字”切开，接图所示对每个试件测定5个点的透层油渗透深度，以平均值进行比较分析[3]。分别比较JN-1型高性能乳化沥青透层油、煤油稀释沥青、PC-2乳化沥青、高渗透乳化沥青的渗透效果。

1.3试验过程

（1）在成型后的基层试件上喷洒透层油，洒布量从0.6～1.4L/m2，在成型完2h的基层试件上以0.2L/m2间隔进行喷洒，以确定比较适宜的洒布量；

（2）在成型后2h、12h、24 h、72h、148h的试件上，分别进行渗透试验，以分析洒布时间对渗透效果的影响；

2、试验结果与分析

2.1洒布量对JN-1型高性能透层油渗透性能的影响

在基层成型养护1d后喷洒透层油，透层油洒布2d后对渗透深度进行测量，测量不同透层材料不同洒布量下的渗透效果，试验结果见表1.

由表1及图2中透层油的渗透深度对比可得，不同洒布量下，煤油稀释沥青的渗透深度最大，且随着洒布量的增加而增长。JN-1型高性能透层油渗透深度随着透层油用量的增加先增加，而后变化不显著，与高渗透透层油的渗透深度比较接近，洒布量为1.0～1.4L/m2时，渗透深度最大达到13mm。PC-2型乳化沥青渗透深度最小。试验结果表明，JN-1型高性能透层油渗透性低于稀释沥青，与高渗透乳化沥青透层油相当，可以达到规范要求。

2.2基层养生龄期对JN-1型高性能透层油渗透性能影响

由于半刚性基层中主要的胶凝材料是水泥，水泥加水拌合后，发生水化、凝结和硬化，随着时间的推移，内部水化产物不断生成，形成结晶结构网，产生强度并不断增长，动态变化过程受周围环境温湿度影响较大。基层铺筑后，什么时间或者达到什么样的一个状态喷洒透层油，没有依据可遵守。在实际施工过程中，透层油的喷洒时间并不统一，有的工程在基层碾压成型后1d立即喷洒透层油，有的工程在基层碾压成型完成7d后才喷洒，甚至有的跨年工程在铺筑上一层之前洒布透层油，造成了施工操作的随意性和施工质量的参差不齐。因此，很有必要开展基层养生龄期对透层油渗透性能影响研究。

根据前面试验结果，对于JN-1型高性能透层油，选择洒布量为1.0 L/m2，进行基层不同养生龄期渗透深度检测，以确定渗透深度与洒布时间的关系。不同养生龄期渗透深度试验结果见表2。

表2及图3为基层不同养生龄期与渗透深度关系的试验结果。从图中可以看出，在水泥稳定碎石基层碾压成型不同龄期后洒布透层油，透层油的渗透深度随水泥稳定基层龄期的增长而降低，这是由于基层刚刚成型时，水泥还未完全水化硬化，基层强度较低，表面和内部结构还有很多微孔隙，若此时喷洒透层油最易向下渗透，渗入的深度也最深，如图3，在基层刚刚成型后的2h立刻喷洒透层油，透层油会在基层内迅速下渗，渗透深度达到17mm。但随着水泥稳定基层养生龄期的增长，其强度逐渐发展，内部结构也越来越致密，使得透层油下渗困难，渗透深度大大减少。根据试验结果，在基层养生72h之后喷洒透层油，渗透深度只能达到5mm左右，养生148h后喷洒透层油，渗透深度只能达到3 mm左右，已不能满足规范要求。

通过测定不同龄期喷洒透层油后基层强度，发现透层油不宜喷洒过早，12h以内喷洒透层油会影响水泥的水化硬化，使得基层强度发展缓慢，从本试验结果看，基层成型12h后待基层达到一定强度再喷洒透层油比较适合。

3、结论

（1）JN-1型高性能透层油在水泥稳定碎石基层的渗透深度随着透层油用量的增加先增加，而后变化不大，洒布量为1.0～1.4L/m2时，渗透深度最大达到13mm。

（2）在水泥稳定碎石基层碾压成型不同龄期后洒布透层油，透层油的渗透深度随水泥稳定基层龄期的增长而降低。水泥稳定基层碾压成型12h以内喷洒透层油会影响水泥的水化硬化，使得基层强度发展缓慢，基层成型12h后待基层达到一定强度再喷洒透层油比较适合。

（3）JN-1型高性能透层油的渗透性低于稀释沥青，与高渗透透层油相当，可以达到规范要求。