王忠亮
(黑龙江省哈同高等级公路管理处)
随着我国高速公路使用期的延长,高速公路将陆续进入维修养护时期。加大公路养护技术的科技投入,加强养护新技术、新材料、新工艺的研究开发具有十分重大的意义。
我国各地公路部门在维修养护工作中开始尝试诸如超薄罩面、再生、裂缝修补、微表处等多种维修养护新技术。其中微表处以其独特突出的优点已成为欧美发达国家重要的路面维修养护手段,也逐渐在我国公路养护市场中找到自己的发展空间。
微表处是一项经济有效的预防性养护技术。它采用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)、聚合物改性乳化沥青、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。
微表处技术具有如下优点:
(1)可以提高路面的构造深度和摩擦系数,从而提供良好的防滑能力;
(2)增加路面色彩对比度;
(3)有较好的降噪效果;
(4)减轻或防止路面的水损坏;
(5)在面层不发生塑性变形的条件下可修复深达38mm的车辙而无需碾压,并且十分稳定、与原路面粘附得非常牢固,是不用铣刨解决车辙问题的独特维修方法;
(6)可快速开放交通,一般可在施工后1h之内开放交通,减少对高速公路正常运营的影响;
(7)改善路面性能、延长路面使用寿命;
(8)造价比一般热沥青罩面低,一般在15元/m,左右。选择其他工艺修复路面,花费可能是稀浆封层和微表处的2~5倍。因此微表处技术大大提高了经济效益;
(9)由于采用改性乳化沥青,施工过程中不需要加热,节约能源,无污染物排放,符合环保要求。
封层脱落是指开放交通以后混合料成块状地脱开原路面而剥落下来,并且随着时间的推移,剥落面积越来越大,脱落是稀浆封层和微表处施工中最为严重的质量问题。
造成封层脱落原因有很多,主要有:
(1)雨天后路面有积水或过于潮湿;
(2)原路面表面清扫不彻底,留有泥巴、洒落的骨料、机器滴下的柴油、液压机油等;
(3)严重贫油路面、磨光的路面、水泥混凝土路面上没喷洒粘层油或喷洒数量不够;
(4)混合料在摊铺箱内破乳过早,结团,影响与原路面的粘结力;
(5)稀浆混合料的摊铺厚度过大,造成沥青的细料上浮而粗料下沉的离析现象,影响混合料与原路面的粘结性能。
对封层脱落的处理首先要观察脱落情况,分析原因,采取相应的防治措施。小面积的脱落可采取人工修补的方法,大面积的脱落则必须清理该路段封层后重新摊铺。
松散表现为开放交通以后,封层材料主要是大颗粒在车轮的作用下自上而下地散落,且数量较多,松散是稀浆封层和微表处施工中常见的质量缺陷。
造成封层松散的原因是稀浆混合料内部粘聚力不足,影响因素主要有:
(1)矿料砂当量低;
(2)细集料数量不够,矿料级配不好;
(3)乳化沥青粘度低或沥青含量不足;
(4)矿料与乳化沥青配伍性不好;
(5)施工及养生温度过低或施工后24h内发生冰冻。
封层松散的处理办法是清扫路面及两侧散落的封层材料,过一段时期后,检查封层是否会继续发生松散,若封层己稳定,则采用加铺一层的方法;若封层不稳定,则将其全部铲除,重新组织摊铺。
泛油也是稀浆封层和微表处常见的病害之一,通常在开放交通后一定时间后出现。
造成泛油的原因主要有:
(1)稀浆混合料油石比过大;
(2)摊铺厚过大;
(3)稀浆混合料过稀;
(4)原路面泛油严重,在行车的反复作用下,富余的沥青透过封层泛至表面。
泛油的处理办法是在泛油路面上撒上3~5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机碾压。
(1)集料中超粒径颗粒,它们在刮平器刮过稀浆混合料表面时卡在橡胶刮板下面并随之一起向前运动而导致较深的拉伤并形成长的划痕。
(2)稀浆混合料在摊铺箱中破乳过早、结团,卡在橡胶刮板下方而在表面上形成长的划痕。
(3)刮平器的橡胶刮板不清洁,如留有破乳硬结的混合料等,使封层表面形成较浅的多条划痕。
(4)摊铺厚度过小或者粗骨料粒径偏大,使得粗骨料在通过刮板时不畅,被橡胶刮板拖动一小段距离后才被挤出,在路表形成很多短的划痕。
划痕的处理方法首先是将集料堆放在干净的经过硬化的地面上,施工前集料中的超料径部分必须筛除干净,装料时出要注意防止大颗粒混入摊铺车料斗中;此外,每车摊铺完毕,施工人员应将摊铺槽内壁冲洗干净,并用铁铲将橡胶刮板上残留的混合料刮除。
较浅的划痕在开放交通以后,经过一段时间行车的自然碾压,划痕消失,不会影响路面美观。
纵向边界缺陷是指封层纵向边界不规则、不符合原路面纵向边界线型,主要原因有以下几点。
(1)施工过程中稀浆封层和微表处混合料过稀,导致跑浆而形成,尤其是弯道、匝道上,由于混合料稠度小更易跑浆,导致封层边界不规则。
(2)封层机驾驶员方向没控制好,导致路面边沿一侧漏铺,形成边界严重缺陷。
纵向边界缺陷处理方法是控制混合料稠度,封层机按导线行驶。
接缝缺陷是指接缝不平整、不光滑、不美观、线形差,产生的主要原因是:
(1)纵向接缝处的搭接宽度过大;
(2)纵向接缝的位置不对;
(3)横向接缝太多;
(4)纵、横向接缝处理粗糙。
接缝缺陷的处理方法:
(1)控制纵向接缝处的搭接宽度,ISSA微表处技术指南规定纵向接缝搭接宽度不应超过76.2mm,接缝处高出量不应超过6mm。施工时可以适当调低摊铺箱搭接一侧的高度,减小搭接处混合料的摊铺厚度;
(2)应根据路面宽度合理分配每一幅的摊铺宽度,尽量将纵向接缝放在车道线旁边3~5cm的地方;
(3)提高施工稳定性,减少中途停机次数,从而减少横缝数量;
(4)施工时应由专门人员做接缝,要求认真细致,尽量使纵、横向接缝与周围平滑连接。
微表处技术作为高等级公路的一种比较理想的养护方法,比热沥青薄层罩面具有更好的封层效果,更好地防止路表水的下渗,从而更好地保证路面结构。在路基路面稳定的前提下,国外优质的微表处使用寿命可达5年,与热沥青薄层罩面寿命相当。但两者的价差很大,用微表处对路面进行维修养护比用热沥青薄层罩面可节省36元/m2,每公里(按22m宽计算)可节省资金79.2万元。
微表处技术与薄层沥青混凝土罩面相比除具有明显的经济效益外,还具有以下特点:
(1)常温条件下作业,降低能耗,不释放有毒物质,符合环保要求;
(2)因为微表处层很薄,所以在城市干道和立交桥上应用不会影响排水,用于桥面也不会增加多少重量;
(3)由于微表处能填补38mm的车辙,而且十分稳定,也不产生塑性变形,所以它是不用铣刨解决车辙问题的独特方法;
(4)比热沥青薄层罩面具有更好的封层效果,更好地防止路表水的下渗,从面更好地保护路面结构。