沥青微表处施工技术探讨

2019-04-24 03:23张国泉
中国科技纵横 2019年5期
关键词:微表处探讨施工技术

张国泉

摘 要:微表处技术作为一种新技术、新工艺,目前主要应用于高速公路、一级公路、普通公路预防性养护和新建公路的下封层技术中,可以有效封闭路面,防止积水下渗,施工和养护时间短,施工后根据当地的气候条件,能迅速开放交通,增强路面抗滑性能、修复结构性车辙、延长路面的使用寿命等技术特点,目前在二级以及二级以上公路预防性养护中广泛使用。根据高速公路路面技术状况评价指标的检测与调查,使用3-5年后,一般沥青路面受交通荷载、自然气候等因素反复影响,表面层开始氧化,出现轻微的一些病害,并逐步发展至下面层,甚至造成整个路面使用性能的下降。本文主要针对G30高速公路甘肃河西走廊K2210-K2279段的交通流量和气候条件,采取改性乳化沥青微表处技术进行预防性养护,实施效果明显,有效的提升路面使用性能。通过该路段的实施后的检测和调查,确定能有效的遏制路面病害的发展,延长路面使用寿命,提高路面的服务效能,可有效的节省养护维修资金。

关键词:微表处;施工技术;探讨

中图分类号:U416.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)05-0116-02

0 引言

微表处技术是一种新型的技术,主要是在稀浆封层基础上通过研究而开发出来的,可以有效防止路面水的下渗,提高路面的抗磨耗性能和抗滑性能。其工作原理是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等,按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到作业面上,厚度在15mm左右,经1~2小时内能快速开放交通,能最大限度減少施工对交通的影响。同时具有对路面的抗滑阻力、耐久性能具有修复性功能,能有效对修补车辙、泛油、轻度松散等病害进行校正。

1 微表处技术的主要特点

(1)良好的防水性。微表处孔隙率小、不透水,可有效防止路表水下渗,可对路面细微裂缝进行有效处置,延缓公路大中修。(2)良好的抗滑性。微表处实施后可以提高原有路面的构造深度,提高路面的抗磨耗性能和抗滑性能。(3)良好的粘结力。微表处的改性乳化沥青中的改性剂能有效增加矿料之间的粘结力。(4)良好的经济性。微表处的施工成本低,根据有关施工测算,微表处成本是热拌沥青面层和沥青罩面的1/4~1/3。(5)工期短。微表处可在常温下施工,施工速度快,施工后可迅速开放交通,对交通影响小,污染小。(6)微表处可填补修复轻度车辙及其他轻度病害,改善路面表观和平整度。(7)微表处可做成很薄的面层,适宜于桥面上和市政公路上使用。既不过多增加重量和厚度,又不影响公路的排水系统。

2 材料的选择

2.1 改性乳化沥青

改性乳化沥青技术要求,应根据气候条件、应用场合、使用要求材料供应情况选择基质沥青品牌和标号、乳化剂种类以及改性剂的种类与计量等情况综合考虑,应以《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中乳化沥青技术要求为基础并结合实际微表处的使用特点进行修正后使用。微表处使用的改性乳化沥青聚合物必须是阳离子型,改性剂有效成分占沥青的质量的百分比不宜小于3%;蒸发残留物含量不低于60%;残留物的软化点不低于55℃;储存稳定性根据施工实际情况选择试验天数,通常为5天,当个别情况下改性乳化沥青5d的存贮稳定性满足不了工程使用要求时,经搅拌后能达到均匀一致,无结皮破乳现象,并不得影响正常的使用;否则存放应使用附有循环装置或搅拌装置的存贮罐内进行循环或搅拌储存。

2.2 集料

用于微表处的集料可采用不同规格的粗细集料、填料等掺配而成,应选择选用较硬的玄武岩和石灰岩石屑搭配使用,玄武岩作为粗集料可有较好的耐磨耗性能,石灰岩石屑作为细集料可以减低工程成本。常用的石料规格分为:0~5mm、5~10mm、 10~12.5mm 、5~12.5mm等。一般常用的规格为MS-2、MS-3型级配采用0~5mm、5~10mm、两种规格的石料掺配,MS-4型采用0~5mm、5~10mm、 10~12.5mm 、5~12.5mm规格的石料掺配而成。

2.3 填料

用于微表处的填料一般选用普通硅酸盐水泥、消石灰和用纯净石灰岩研磨得到的矿粉。矿粉的主要作用是改善矿料级配。水泥和消石灰的主要作用是调节乳化沥青的破乳速度,拌和所用的填料集料级配、化学成分和用量需经混合料设计实验确定。水泥作为填料用量一般控制在1%~2%,矿粉作为填料用量一般控制在2%~3%。

2.4 水的选用

饮用水可直接作为微表处拌和用水,且不含有害的可溶性盐类或者能引起化学的物质和其他污染物。试验用水应与施工用水PH值相同,如果改变用水来源时,应做试验进行验证。

3 施工技术要求

(1)微表处施工前应对原路面进行病害的调查,根据技术状况制定修复方案,原路面如过整体强度不足时,必须根据路面的实际病害情况,制定具体的方案进行补强,如原路面车辙在15mm以下可直接进行微表处罩面;深度在16mm-25mm的车辙应首先进行车辙的铣刨或填充车辙后,进行微表处罩面处理;深度40mm以上不宜直接采用微表处填充处理,应选择铣刨处理后,微表处罩面。原路面裂缝宽度大于5mm的应进行灌缝处理;局部路面破损应彻底挖除,用原路面相同结构的材料进行修补;原路面拥包等隆起型病害应事先进行处理。

(2)摊铺前应根据原路面的实际情况决定是否喷洒粘层油,如原路面为非沥青路面,宜喷洒粘层油,沥青路面一般不需要喷洒粘层油,如作为半刚性基层的下封层,应当在半刚性基层上面喷洒粘层油后进行稀浆封层或微表处。

(3)摊铺施工前,应对摊铺车辆进行标定,在监理工程师在现场的情况下,根据设计配合比和测得矿料的含水量,计算施工配合比,通过对摊铺车辆的标定,得出摊铺车辆各料门的开度或泵送设定参数等与各材料出料量的关系曲线,并出具标定报告。

(4)摊铺施工前应彻底清除原路面的泥土、杂物等,清扫原路面宜用无尘湿式清扫车配合高压水抢清洗,待原路面干燥后进行铺筑。摊铺前应进行施工放样,根据摊铺的宽度施画导线,以保证摊铺车辆直顺行驶,如有路缘石、车道标线作为参照物,可不施画导线。

(5)施工时根据施工路段的宽度,合理调整摊铺槽宽度,尽量减少纵向接缝的数量,尽可能把纵向接缝预留在车道分界线附近。

保证车道分隔线处的微表处摊铺成一条直线,且边缘不得有松散现象,并用适当材料及方法对摊铺末端进行处理,以保持直线端口平齐。

(6)摊铺车行驶要匀速,拌和好的混合料流入摊铺槽内应均匀适量,需要湿润路面时,打开摊铺车下面的喷水管,喷水湿润路面,水量不得过多。

(7)微表处混合料摊铺后的局部缺陷,应进行使用橡胶耙人工找平,剔除个别超粒径集料,使产生纵横向缝隙及时予以刮平。施工结束后,及时将施工现场的清理干净,回收多余材料。

(8)微表处铺筑后,根据当地气温和改性乳化性能合理确定养护时间,养护期间禁止任何人员和车辆通行,待乳液破乳,水分蒸发干后,确定是否进行碾压,一般情况下不需要压路机碾压。在一些特殊要求的场所和部位,如交通量较小停车场、硬路肩、用于下封层等缺少车辆碾压的场所,可使用6t-8t轮胎压路机对已经破乳并初步形成的混合料进行碾压。

(9)纵、横缝的接缝施工。微表处的两幅纵缝应采用搭接缝,根据摊铺的宽度,纵缝宜设置在车道分界线处或标线外延标线20cm处,确保标线的施工。纵缝直线段应搭接直顺,曲线段搭接圆滑,搭接宽度基本保持一致,搭接宽度一般为50mm-70mm。横缝接缝宜做成垂直中线竖向对接缝,前一段铺筑快完成后,在末端 放置1m-1.5m的软铁皮,摊铺正常厚度至铁皮尾部,即可停止摊铺,将铁皮上多余混合料铲除,移走铁皮,确保末端的摊铺厚度,在第二次对接摊铺时,采用同样的方法,确保起始摊铺厚度平顺衔接。

4 微表处施工质量的控制

(1)油石比的控制。施工中严格按照标定好料仓计量供料,根据试验路段铺筑情况,再设计配合的基础上及时小范围的调整各料仓的料门开度、泵送设定参数和各材料用量的读数,如果实际油石比与设计油石比在+0.2%、-0.3%的范围内,矿料级配在容许范围内,可以继续摊铺,如果施工配合比的油石比或矿料级配的调整幅度超出了容许的范围时,必须重新进行混合料的设计。

(2)稠度的控制。在微表处施工时,根据施工配合比试验路段获得的各项参数,设定各料仓的开度和各个泵的参数,确保稠度与设计配合比相符。现场稠度检测采用简易方法观察检测,如在刚刚摊铺的混了料面上,用10mm左右的木棍划一道划痕,如果划痕马山就恢复原来平面,说明混合料稠度较稀,应适当的减少水量;如果划痕能够保持一段时间后才被周围混合覆盖,划痕两边的材料仍然有一定的流淌性,则混合料的稠度合适,可继续铺筑。

(3)铺筑厚度的控制。检查施工配合比,进行稠度试验,确保混合料的稠度与配合比一致,摊铺前,根据试验路段获得的参数,及时检查各料门开度和泵送参数是否一致,将车辆驶事先放样好的控制线位置,调整摊铺槽宽度和厚度,确保摊铺槽和车辆行驶平齐,摊铺车按照预先设定的行驶速度匀速行驶,确保混合物均匀摊铺。

(4)矿料级配的控制。微表处的矿料的级配一般情况应预先在拌合场进行按比例掺配拌和,掺配拌合料因及时做筛分级配试验,合格后运输与现场,装卸与摊铺车进行铺筑,摊铺过程中应及时在摊铺车出料口出取混合料进行筛分试验,如混合料级配不符合集料的混合级配,应立即停止摊铺,重新进行掺配,合格后进行摊铺。

5 结语

沥青微表处作为一种预防性养护措施,应根据当地气候条件和交通量状况,根据实际情况进行调整实施,关键是要使路面使用耐久性提高,避免病害进一步发展,在养护过程中加大路况调查力度,及时发现路面病害现象,及早制定有效的方案进行处治。通过G30高速公路甘肃河西走廊K2210-K2279段实施微表处,并对该路段的实施后进行跟踪观测与检测,对该段路面轻微车辙、疲劳裂缝、骨料剥落等路面病害有修复作用。可有效的遏制路面病害的发展,延长路面使用寿命,提高路面的服务效能,有效的节约养护维修资金,经济实用,在该段采用微表处预防性养护措施是非常必要、经济合理的。

参考文献

[1] 中华人民共和国行业标准.《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2] 交通部公路科學研究院.《微表处和稀浆封层技术指南》北京:人民交通出版社,2006.

[3] 中华人民共和国行业标准.《公路沥青路面养护技术规范》(JT J073.2—2004)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[4] 丁士昭,等著.《公路工程管理与实务》[M].中国建筑工业出版社,2018.

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