杜龙义
(邢台市高速公路管理处,河北 邢台 054001)
微表处技术是当路基、路面结构拥有足够的强度时,采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水与具有一定级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等),按合理配比拌和制成流动型混合料,再均匀摊铺到路面上形成封层。
微表处技术常用于沥青路面常见病害,如裂缝、车辙、拥包、剥落、坑槽、泛油等的处理,能有效提高沥青路面的防病害能力,对路面的行车性能及耐久性也有所改善。由于其在摊铺后1~2h内即可开放交通,较适用于高速公路的路面预防性养护。
微表处技术具有以下显著优点:
(1)防水:整个路面摊铺,增加防水面,阻止水分下渗,预防路面水侵害;
(2)耐磨:增加一个磨耗层,避免表面层直接与车轮胎接触,延长路面使用寿命;
(3)防滑:为新路面增加摩擦,提高防滑性能;
(4)舒适:提高路面平整度和美观度;
(5)快捷:微表处混合料摊铺后可在较短的时间内开放交通,通常12.7mm厚的封层在24℃以上、湿度50%以下时可在1h内开放交通,承受车轮碾压;
(6)经济:减少石料的使用,降低工程造价;
(7)环保:在常温下施工,没有毒烟雾、粉尘、噪音污染,没有废气、废液排放。
目前,微表处技术因其使用性能优良、社会效益明显而在养护工程领域受到重视,应用前景比较广阔。
规范规定普通稀浆封层集料砂当量不小于45%,高速公路沥青面层用细集料砂当量不小于60%。微表处的标准为使用的集料砂当量不宜低于65%,高于上述两个要求。通过湿轮磨耗试验分析集料的不同砂当量值的影响,结果显示:混合料的湿轮磨耗值随着砂当量值降低而增大,相应的耐磨耗能力降低;当砂当量值过低时,还可能造成改性剂无法发挥作用。
微表处骨料级配要求是确定起骨架作用的骨料颗粒组成的依据,应当遵循以下原则。
(1)应尽量选择粗级配。通过对采用微表处施工的路段跟踪观测发现,最初采用细级配的外观较好的路段,随着使用年限的增加,抗滑力出现了不足;而采用粗级配的路面,虽然在建成之初外观较粗糙,但是随着车辆的不断碾压,路面外观变得美观,而且抗滑性能保持良好。所以应尽量选择Ⅲ型级配。
(2)应当采用连续级配。由于间断级配在施工和易性、运输、装载过程中控制难度大,极易出现粗细集料离析、摊铺不均匀等现象,影响微表处的使用效果。所以应尽量采用连续级配。
根据《公路沥青路面施工技术规范》的要求,微表处改性乳化沥青应该选择代号为BCR的拌和用改性乳化沥青品种,其产品性能必须符合规范要求。
加入改性剂可以有效改善沥青本身的高温稳定性和低温延伸性,还可以增强沥青与石料之间的黏附效果,显著改善混合料的抗磨耗性能。目前最常见的乳胶改性剂是SBR胶乳。
为了改善矿料级配,应适当调整混合料拌和时间,微表处矿料中可以加入矿粉。矿粉应干燥、洁净,其性能应符合规范的相关要求。矿粉的掺加必须通过混合料性能试验确定。
微表处施工用水不得含有有害的可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其他污染物,一般采用可饮用水。
首先应按预定的配合比选择级配合格的集料、适合的改性乳化沥青和水制备微表处混合料,然后通过拌和试验确定用水量,再进行湿轮磨耗试验、荷载车轮试验确定改性乳化沥青用量。在油石比的可选范围内选择适宜的油石比,确定混合料的可拌和时间、初凝和终凝时间。最后通过黏结力试验确定最佳配合比。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。
通过配合比设计确定了最佳配合比后,一方面料场应当尽快准备材料,另一方面现场应该加紧布置,及时处理旧路面的病害,确定机械设备的配置和人员的使用。
现场施工过程基本包括:交通管制、路面清扫、施工放样、路面局部病害处理、摊铺机就位、摊铺、人工局部处理、摊铺后养护、开放交通,需要注意的事项如下。
(1)由于作为路面保护层和磨耗层的微表处结构层一般厚度较薄且基本不承重,所以旧路面病害的处理是决定微表处施工质量的前提,必须予以重视。施工前首先必须对原路面的病害进行处理,使原路面具有足够的强度和刚度,确保在微表处施工前有一个平整、干净、稳定的作业面是保证施工质量的关键。对于龟裂、不规则裂缝,可采用开槽灌缝法处理。对于坑槽,应先刨除破损部分,再用混合料修补。对于车辙,应先将车辙部分铣刨,并及时清理废料,在喷洒黏层沥青后铺筑混合料。
(2)处理完旧路面的病害后,施工前还应对路面进行清理,必须将施工范围内旧路面的杂物清除干净,尽量避免用水冲洗,以防铺筑时路面水分未干。通过对路面的清洁,能确保微表处层与原路面黏结良好。
(3)应认真标定拌和设备,严格按照确定的配合比拌和,全程跟踪调控集料、沥青、水的比例。施工前应全面检修各类机械,确保施工时机械设备运转良好,确保混合料摊铺过程顺利。
(4)应重视交通管控。为了保证施工人员和设备的安全,必须加强施工交通管制。同时通过交通管制控制非施工车辆进入施工现场,从而避免因非施工车辆碾压未成型微表处结构层造成外观不美观,或因非施工车辆妨碍连续施工造成不必要的接缝处理,影响施工质量。
摊铺过程的控制措施如下:
(1)将符合要求的各种材料装入摊铺车内;
(2)将装好料的摊铺机开至施工起点,对准走向控制线,并调整摊铺箱摊铺厚度与拱度,使摊铺箱周边与原路面贴紧;
(3)根据生产配合比和现场矿料含水量情况,调整各料门的高度或开度;
(4)按生产配合比和现场矿料含水量情况,依次或同时按配比输出矿料、填料、水、添加剂和乳液,进行拌和;
(5)拌好的混合料适量流入摊铺槽时,开动摊铺车匀速前进,需要时可打开摊铺车下边的喷水管,喷水湿润路面;
(6)摊铺速度以保持混合料摊铺量与搅拌量基本一致为准,一般前进速度为1~2km/h,施工时保持摊铺槽中混合料的体积为摊铺槽容积的1/2左右;
(7)当摊铺机上任何一种材料快用完时,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,即通知驾驶员停止前进;
(8)将摊铺箱提起,把摊铺机连同摊铺箱开至路外,清洁搅拌缸和摊铺箱。
一车料摊铺完成后,用铁锹将末端的混合料铲除至齐边,下一车料摊铺时,用铁皮或者油毡将已施工的混合料末端1m覆盖,保证铁皮前端与微表处边缘平齐,然后摊铺车后退,使摊铺箱后缘落在铁皮上,将摊铺箱厚度调薄,启动摊铺时再逐渐将厚度调大,然后将铁皮上的混合料清走,用抹子或铁锨将接缝抹平。
纵向接缝应采用对接形式,相邻两幅的搭接宽度不应大于5mm,接缝间隙不应大于10mm。摊铺时安排专人用接缝刮平板沿纵缝刮平。对于搭接宽度大于5mm的部位应予以铲除,对接缝间隙大的部位用新混合料进行填补并刮平。
混合料摊铺后,应立即人工修补局部施工缺陷,修补时严禁用已破乳的混合料。修补的重点是每车起点、终点及纵横向接缝;过厚、过薄、不平处。对于纵向刮痕,应尽快清除并填平。
碾压结束后进入微表处初期养护阶段,在此期间不得有人员和车辆在微表处上行走,直至微表处凝结成型。当满足开放交通的条件时,方可解除交通管制,开放交通。
微表处技术具有施工速度快、开放交通快、造价低廉、污染小等优点,目前广泛应用于道路路面养护,市场前景广阔。但目前施工质量参差不齐,效果难以保证。微表处技术的施工质量应从配比设计、原材料质量、施工管理各环节进行严格控制,方能取得理想的效果。
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