乳化沥青砂浆在下坊工程中的试验研究与应用

胡洪涛 耿向斌

摘要：对乳化沥青砂浆配合比及其物理力学性能进行了试验研究，介绍了施工工艺。

关键词：乳化沥青砂浆下坊工程 试验研究 应用

中图分类号：TV442+.2文献标识码：A 文章编号：

引言：

根据下坊工程设计要求，对坝前门机轨道槽需用沥青砂浆进行回填,为了得到优质稳定环保便于施工的填筑材料,通过比较选定以湖北国创生产的乳化沥青作为填筑用沥青,该沥青为冷沥青,沥青自身及其他填筑材料在施工时无需加温,为了选定合适的乳化沥青砂浆配合比,在室内试验时对乳化沥青砂浆用砂分干砂,湿砂,水泥按掺水泥和不掺水泥等多种方案进行了试拌,最后选定3种方案作为最终使用配合比的备选方案,进一步进行了立方体抗压强度检测,乳化沥青砂浆与钢板粘接力试验等力学试验,并进行了超低温（0℃以下）﹑低温（0℃～10℃）﹑常温（20℃～30℃）﹑高温（40℃～50℃）下的膨胀收缩变形试验，通过试验优选最终确定施工配合比。

1.试验原材料简介

1.1乳化沥青

本次试验使用湖北国创生产的SBS改性乳化沥青，在一定设备和工艺条件下，通过乳化剂及助剂的作用，使沥青、改性剂SBS与水混溶而成的SBS改性沥青乳液。SBS改性乳化沥青具有：提高高温稳定性﹑增强抗低温性能﹑提高粘附强度﹑提高内聚力﹑提高早期强度及延长使用寿命等优点。

1.2水泥

试验采用海螺中热42.5，水泥品质检验结果见表1。

水泥品质检测结果

试验采用下坊工地下坊人工砂，砂细度模数在2.6±0.2左右。

2.乳化沥青砂浆配合比试拌调整

为了得到拌合均匀，质量稳定的沥青砂浆，对乳化沥青砂浆设计了多种方案并进行了试拌，各种方案及其拌和物外观和立方体抗压强度试验成果分别见表2，表3。

表2 乳化沥青砂浆试拌方案

注：表中的水泥百分含量是指水泥相对砂+沥青重量之和的比例。

表3乳化沥青砂浆试拌方案试验成果

注：表中干缩根据成型的立方体抗压试件在拆模前表面收缩情况目测。

3.乳化沥青砂浆配合比的确定

通过对乳化沥青砂浆在砂含水状态、干砂状态；干砂状态时15%﹑10%水泥掺量及不掺水泥等各方案试验成果的比较,初步确定了3种方案作为终用施工配合比的备选方案,并进一步进行各方案的立方体抗压强度，乳化沥青砂浆与钢板粘接力及超低温（0℃以下）﹑低温（0℃～10℃）﹑常温（20℃～30℃）﹑高温（40℃～50℃）等状态下的变形试验，以最终确定施工配合比。

3.1抗压强度对比试验

试验采用7.07×7.07×7.07cm的立方体砂浆试件进行对比试验，从对比试验结果看，在水泥掺量占砂+乳化沥青之和比例不变的情况下，适当调大砂与乳化沥青的比例，会使水泥重量相对于未调整砂与乳化沥青比例前有所增加，这样可以提高乳化沥青砂浆的强度，具体试验结果见表4。

乳化沥青砂浆备选方案强度试验成果

3.2乳化砂浆钢板粘接力试验

本乳化沥青砂浆准备应用于坝前门机轨道槽回填处，因沥青砂浆和钢轨有接触面，为了知道沥青砂浆在填筑完成后和钢轨是否会具有一定的粘接力，进行了乳化沥青砂浆与钢板的粘接力试验。试验采用先将刚拌和完成的乳化沥青砂浆在砼抗渗试模(上口直径175mm, 下口直径185mm,高150 mm)内填铺50 mm左右，然后对一面中心处焊有25mm 螺纹钢的（100×100×8 mm）钢板轻微施力，使钢板与抗渗试件内填铺的沥青砂浆表面紧密接触，待龄期14天时测试钢板与乳化沥青砂浆的粘接力。具体试验装置见图1，试验结果见表5。

乳化沥青砂浆备选方案钢板粘接力试验成果

通过钢板粘接力试验可以看出钢板和乳化沥青砂浆之间有着一定的粘接力，可以抵抗一定的外力扰动。

3.3埋有钢板的乳化沥青砂浆变形试验

因为钢轨埋在乳化沥青砂浆内部，温度变化时钢轨的导热会对乳化沥青砂浆有所影响，结合下坊当地气温变化情况分别选择超低温（0℃以下）﹑低温（0℃～10℃）﹑常温（20℃～30℃）﹑高温（40℃～50℃）状态下在乳化沥青砂浆内预埋钢板对不同方案进行了变形试验。试验采用先往砼抗冻试模（400×100×100mm）内平铺一层20mm厚的乳化沥青砂浆，然后将长×宽×厚为300×100×8mm的钢板竖向放置于抗冻试模中心，最后往试模内填筑乳化沥青砂浆直到与抗冻试模表面齐平，对三种方案在超低温﹑低温﹑常温这三种状态下的变形进行了为期一周的观测，每日观测三次。高温状态下的变形由于不具备试验条件，采用将试验装置放入可调温烘箱内，将烘箱内温度调至恒温48℃，放置5小时取出，试件外观基本无变化，由此可知乳化沥青砂浆可抵抗一定高温。具体试验装置见图2，具体试验结果见表6。

乳化沥青砂浆备选方案不同温度变形值试验成果

4.结束语

乳化沥青就是将沥青热融后,通过乳化剂和机械的作用,使沥青以细小的微滴分散在一定量的水中而形成的沥青乳液。它在常温下呈液态，为冷施工创造了基本条件。沥青经乳化后最突出的特征是常温下的液态流动性，改善了其使用功能，具有节约能源﹑减少环境污染﹑改善施工条件﹑延长施工季节等优点。