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【摘要】微表处技术是高速公路养护中的一项有效措施,得到了广泛应用。从原材料选择、混合料设计、施工和使用情况等方面详细介绍了高速公路微表处养护罩面工程。通过室内试验和施工证明,采用微表处技术可有效地防止路面水下渗和修复车辙等病害。
【关键词】微表处;设计;质量控制
路面是公路服务功能的集中体现部位,公路的使用寿命及服务质量与路面的状况息息相关。因此,路面养护是整条道路养护工作的重中之重。路面的养护性措施中,具有代表性的薄层路面类型有热沥青混合料罩面、石屑封层,缺陷修补、微表处等,其中微表处成为高速公路和大交通量公路定期恢复其使用性能的一项主要的预防性养护措施。微表处技术,即聚合物改性乳化沥青稀浆封层,是一种应用于高速公路、城市干线等高等级路面养护及预防性养护的专用技术,它由聚合物改性乳化沥青、连续级配石料、矿物填料、水和必要的添加剂,按照一定配合比进行拌和,并使用专用的稀浆封层摊铺车,一次性完成拌和、摊铺过程的施工工艺。
京福高速公路齐河至德州段经过多年营运,出现了车辙、裂缝、坑槽、汲浆等损坏现象,急需进行维修养。路面出现病害后,经过多次实地察看、理论分析,专家论证后,认为超重载和水的共同作用是出现路面破损的主要原因,决定采用微表处施工工艺进行修复。 微表处技术作为高速公路进行预防性养护最经济有效的方法,近年已受到越来越多的重视.但是微表处是一种技术含量比较高的施工工艺,不是任何一个施工队伍轻易掌握的,施工队伍参差不齐的现状使得有些高速公路管理部门对微表处心存疑虑。笔者认为,要想达到比较好的预期质量,不仅需要一整套良好的设备、熟练的技术人员,更重要的需要全过程的质量控制体系,拿出来与业界同行交流探讨,期望微表处施工整体水平不断提高,真正让微表处普遍作为高速公路预防性养护的方式成为现实。
1.微表处材料的选择
微表处工程的主要材料有改性乳化沥青、集料、水泥和水,并根据需要适当添加化学添加剂。
1.1改性乳化沥青
考虑到南方高温天气,为保证公路路面的力学性能及微表处质量的需要,本次施工采用天津壳牌沥青有限公司施保妙SS3改性乳化沥青,该乳化沥青具有软化点高、针入度低等优点,适用于高温区,其质量标准符合文献[3]中的规定。
1.2集料
微表处使用的集料须选择坚硬、粗糙、耐磨的石料。石料由玄武岩和石灰石混合而成,其中粗集料为玄武岩,细集料为石灰石,并严格控制砂当量指标。低砂当量表明骨料中粘土含量较高,会导致石料与乳液裹附困难,成型后路面会产生细微裂缝。集料主要技术指标及试验结果如表1所示。
1.3填料
所用填料为325号普通硅酸盐水泥,其主要作用是调节乳化沥青的破乳速率,拌和用填料采用普通硅酸盐水泥,作为集料级配和化学成分的重要组成部分,其用量经混合料设计试验确定。其质量均满足相关规范要求。
1.4水
试验用水为自来水。微表处用水应洁净,且不含有害的可溶性盐类或者能引起化学反应的物质和其它污染物。
2.微表处配合比设计
2.1集料级配
用于微表处的集料应符合一定的级配要求。集料中要有一定数量的粗料起骨架作用,粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降,导致封层强度和高温稳定性降低;如果混合料级配过粗,则由于混合料的孔隙率偏大,拌和时会离析分散,大颗粒沉淀不能形成稠度适宜的粘稠浆体。另外,集料中还需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性、耐久性和和易性。表2为试验集料级配结果,满足IS—SAIII型标准要求。
2.2根据经验初选沥青、填料、水、外加剂用量
做混合料拌和时间试验和粘聚力试验,初步确定沥青、填料、水、外加剂用量。拌和试验的温度应考虑最高施工温度,粘聚力试验的温度应考虑施工中可能的最低温度。拌和试验是确定微表处的破乳时间的重要内容,并作为混合料配合比设计的重要依据。粘聚力试验是确定微表处的初凝时间和开放交通时间,以确保微表处的早期养护和封闭交通时间。
2.3确定最佳沥青用量
通过1 h湿轮磨耗值和砂粘附量确定沥青用量的可选范围,根据经验在沥青用量的可选范围内选择适宜的沥青用 量,并用混合料的浸水6 d湿轮磨耗指标来检验所选择的沥青用量,不符合要求时调整沥青用量重新试验,直到符合要求为止。通过湿轮磨耗试验确定出油石比范围为6.5%~8.5%,最佳油石比为7%。
2.4综合确定混合料配方
通过以上试验结果,确定出微表处的配合比为:骨料: 水: 改性乳化沥青: 水泥=100:9:11.5:2.0。
3.微表处施工前对路面的处理
美国国际稀浆封层协会(ISSA)的微表处技术指南中规定:单层微表处时原路面车辙深度不能超过12.7 mm,若深度超过12.7 mm,车辙需要用车辙填补箱单独进行处理,深度超过39 mm的车辙应首选用车辙摊铺箱进行多层车辙填充处理。若原路面有裂缝,建议对原路面存在的裂缝事先进行封缝处理。我们针对该高速公路的实际情况在微表处施工前对路面根据情况进行如下处理。
3.1原路面结构强度必须满足要求,否则应事先进行补强处理;原路面存在的局部结构性破坏,必须在分析病害成因的基础上选择沥青挖补,翻修甚至换填路基土等方式进行处理,然后再进行微表处罩面;微表处不能用于道路的补强。
3.2原路面的裂缝必须进行事先灌缝处理。如不进行处理,原路面上宽度大于5 mm的裂缝在通车一个月左右便会反射到路面上。
3.3对深度在25 mm的车辙先进行铣刨;深度超过10 mm的车辙用车辙填补箱单独处理,深度小于10 mm的局部车辙可直接做一次性封层。
3.4微表处路面的平整度主要取决于原路面的平整度,对原路面的拥包波浪等病害应在微表处前进行处理。
3.5刚摊铺的封层,必须保证有足够的养护成型期。在养护成型期内,应严禁车辆和行人进入,达到行车要求时,才开放交通。
4.微表处施工过程中的质量控制
微表处作为路面结构中最表面的一层,直接影响行车的舒适度和美观,所以控制好施工质量十分重要。微表处常见的施工质量问题主要有静观不均匀、光板路、接缝不齐、表面划痕、泛油、脱落掉粒等现象。
5.微表处效果
经行车实践表明,微表处施工后的路面效果良好,是一种功能完善的道路养护方法。微表处技术与其它的路面施工养护措施相比,具有施工快捷方便,大大缩短开放交通时间,节约能源,成本较低等优点,因此,微表处技术以其优良的使用性能和显著的社会经济效益有着广泛的应用前景。 微表处技术实际应用中除了要抓好改性乳化沥青的选用和剂量控制、集料的选用和级配选择、填料用量控制等关键环节外,还要重点抓好施工质量控制环节,通过施工,不断总结经验,完善和提高微表处技术水平。 虽然微表处成效明显,但仍有它的使用局限性,如单层微表处时原路面车辙深度不能超过12.7 mm,若原路面有裂缝,需对原路面存在的裂缝事先进行封缝处理,高速公路微表处施工后的路面效果表明,微表处施工前对路面的补强处理、灌缝处理、铣刨等处理措施是有效和必要的。■
【参考文献】
[1]黄周,孙东娜.微表处施工技术在高速公路预防性养护中的应用[R].广东建材,2009,02.
[2]李荫国,李桂芝,周玉芝,陈素丽,梁旭.对微表处用原材料选用及技术要求的建议[M].石油沥青杂志,2004,06.
【关键词】微表处;设计;质量控制
路面是公路服务功能的集中体现部位,公路的使用寿命及服务质量与路面的状况息息相关。因此,路面养护是整条道路养护工作的重中之重。路面的养护性措施中,具有代表性的薄层路面类型有热沥青混合料罩面、石屑封层,缺陷修补、微表处等,其中微表处成为高速公路和大交通量公路定期恢复其使用性能的一项主要的预防性养护措施。微表处技术,即聚合物改性乳化沥青稀浆封层,是一种应用于高速公路、城市干线等高等级路面养护及预防性养护的专用技术,它由聚合物改性乳化沥青、连续级配石料、矿物填料、水和必要的添加剂,按照一定配合比进行拌和,并使用专用的稀浆封层摊铺车,一次性完成拌和、摊铺过程的施工工艺。
京福高速公路齐河至德州段经过多年营运,出现了车辙、裂缝、坑槽、汲浆等损坏现象,急需进行维修养。路面出现病害后,经过多次实地察看、理论分析,专家论证后,认为超重载和水的共同作用是出现路面破损的主要原因,决定采用微表处施工工艺进行修复。 微表处技术作为高速公路进行预防性养护最经济有效的方法,近年已受到越来越多的重视.但是微表处是一种技术含量比较高的施工工艺,不是任何一个施工队伍轻易掌握的,施工队伍参差不齐的现状使得有些高速公路管理部门对微表处心存疑虑。笔者认为,要想达到比较好的预期质量,不仅需要一整套良好的设备、熟练的技术人员,更重要的需要全过程的质量控制体系,拿出来与业界同行交流探讨,期望微表处施工整体水平不断提高,真正让微表处普遍作为高速公路预防性养护的方式成为现实。
1.微表处材料的选择
微表处工程的主要材料有改性乳化沥青、集料、水泥和水,并根据需要适当添加化学添加剂。
1.1改性乳化沥青
考虑到南方高温天气,为保证公路路面的力学性能及微表处质量的需要,本次施工采用天津壳牌沥青有限公司施保妙SS3改性乳化沥青,该乳化沥青具有软化点高、针入度低等优点,适用于高温区,其质量标准符合文献[3]中的规定。
1.2集料
微表处使用的集料须选择坚硬、粗糙、耐磨的石料。石料由玄武岩和石灰石混合而成,其中粗集料为玄武岩,细集料为石灰石,并严格控制砂当量指标。低砂当量表明骨料中粘土含量较高,会导致石料与乳液裹附困难,成型后路面会产生细微裂缝。集料主要技术指标及试验结果如表1所示。
1.3填料
所用填料为325号普通硅酸盐水泥,其主要作用是调节乳化沥青的破乳速率,拌和用填料采用普通硅酸盐水泥,作为集料级配和化学成分的重要组成部分,其用量经混合料设计试验确定。其质量均满足相关规范要求。
1.4水
试验用水为自来水。微表处用水应洁净,且不含有害的可溶性盐类或者能引起化学反应的物质和其它污染物。
2.微表处配合比设计
2.1集料级配
用于微表处的集料应符合一定的级配要求。集料中要有一定数量的粗料起骨架作用,粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降,导致封层强度和高温稳定性降低;如果混合料级配过粗,则由于混合料的孔隙率偏大,拌和时会离析分散,大颗粒沉淀不能形成稠度适宜的粘稠浆体。另外,集料中还需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性、耐久性和和易性。表2为试验集料级配结果,满足IS—SAIII型标准要求。
2.2根据经验初选沥青、填料、水、外加剂用量
做混合料拌和时间试验和粘聚力试验,初步确定沥青、填料、水、外加剂用量。拌和试验的温度应考虑最高施工温度,粘聚力试验的温度应考虑施工中可能的最低温度。拌和试验是确定微表处的破乳时间的重要内容,并作为混合料配合比设计的重要依据。粘聚力试验是确定微表处的初凝时间和开放交通时间,以确保微表处的早期养护和封闭交通时间。
2.3确定最佳沥青用量
通过1 h湿轮磨耗值和砂粘附量确定沥青用量的可选范围,根据经验在沥青用量的可选范围内选择适宜的沥青用 量,并用混合料的浸水6 d湿轮磨耗指标来检验所选择的沥青用量,不符合要求时调整沥青用量重新试验,直到符合要求为止。通过湿轮磨耗试验确定出油石比范围为6.5%~8.5%,最佳油石比为7%。
2.4综合确定混合料配方
通过以上试验结果,确定出微表处的配合比为:骨料: 水: 改性乳化沥青: 水泥=100:9:11.5:2.0。
3.微表处施工前对路面的处理
美国国际稀浆封层协会(ISSA)的微表处技术指南中规定:单层微表处时原路面车辙深度不能超过12.7 mm,若深度超过12.7 mm,车辙需要用车辙填补箱单独进行处理,深度超过39 mm的车辙应首选用车辙摊铺箱进行多层车辙填充处理。若原路面有裂缝,建议对原路面存在的裂缝事先进行封缝处理。我们针对该高速公路的实际情况在微表处施工前对路面根据情况进行如下处理。
3.1原路面结构强度必须满足要求,否则应事先进行补强处理;原路面存在的局部结构性破坏,必须在分析病害成因的基础上选择沥青挖补,翻修甚至换填路基土等方式进行处理,然后再进行微表处罩面;微表处不能用于道路的补强。
3.2原路面的裂缝必须进行事先灌缝处理。如不进行处理,原路面上宽度大于5 mm的裂缝在通车一个月左右便会反射到路面上。
3.3对深度在25 mm的车辙先进行铣刨;深度超过10 mm的车辙用车辙填补箱单独处理,深度小于10 mm的局部车辙可直接做一次性封层。
3.4微表处路面的平整度主要取决于原路面的平整度,对原路面的拥包波浪等病害应在微表处前进行处理。
3.5刚摊铺的封层,必须保证有足够的养护成型期。在养护成型期内,应严禁车辆和行人进入,达到行车要求时,才开放交通。
4.微表处施工过程中的质量控制
微表处作为路面结构中最表面的一层,直接影响行车的舒适度和美观,所以控制好施工质量十分重要。微表处常见的施工质量问题主要有静观不均匀、光板路、接缝不齐、表面划痕、泛油、脱落掉粒等现象。
5.微表处效果
经行车实践表明,微表处施工后的路面效果良好,是一种功能完善的道路养护方法。微表处技术与其它的路面施工养护措施相比,具有施工快捷方便,大大缩短开放交通时间,节约能源,成本较低等优点,因此,微表处技术以其优良的使用性能和显著的社会经济效益有着广泛的应用前景。 微表处技术实际应用中除了要抓好改性乳化沥青的选用和剂量控制、集料的选用和级配选择、填料用量控制等关键环节外,还要重点抓好施工质量控制环节,通过施工,不断总结经验,完善和提高微表处技术水平。 虽然微表处成效明显,但仍有它的使用局限性,如单层微表处时原路面车辙深度不能超过12.7 mm,若原路面有裂缝,需对原路面存在的裂缝事先进行封缝处理,高速公路微表处施工后的路面效果表明,微表处施工前对路面的补强处理、灌缝处理、铣刨等处理措施是有效和必要的。■
【参考文献】
[1]黄周,孙东娜.微表处施工技术在高速公路预防性养护中的应用[R].广东建材,2009,02.
[2]李荫国,李桂芝,周玉芝,陈素丽,梁旭.对微表处用原材料选用及技术要求的建议[M].石油沥青杂志,2004,06.