張國泉
摘 要:微表處技術作為一種新技術、新工藝,目前主要應用于高速公路、一級公路、普通公路預防性養護和新建公路的下封層技術中,可以有效封閉路面,防止積水下滲,施工和養護時間短,施工后根據當地的氣候條件,能迅速開放交通,增強路面抗滑性能、修復結構性車轍、延長路面的使用壽命等技術特點,目前在二級以及二級以上公路預防性養護中廣泛使用。根據高速公路路面技術狀況評價指標的檢測與調查,使用3-5年后,一般瀝青路面受交通荷載、自然氣候等因素反復影響,表面層開始氧化,出現輕微的一些病害,并逐步發展至下面層,甚至造成整個路面使用性能的下降。本文主要針對G30高速公路甘肅河西走廊K2210-K2279段的交通流量和氣候條件,采取改性乳化瀝青微表處技術進行預防性養護,實施效果明顯,有效的提升路面使用性能。通過該路段的實施后的檢測和調查,確定能有效的遏制路面病害的發展,延長路面使用壽命,提高路面的服務效能,可有效的節省養護維修資金。
關鍵詞:微表處;施工技術;探討
中圖分類號:U416.2 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2019)05-0116-02
0 引言
微表處技術是一種新型的技術,主要是在稀漿封層基礎上通過研究而開發出來的,可以有效防止路面水的下滲,提高路面的抗磨耗性能和抗滑性能。其工作原理是采用專用機械設備將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水和添加劑等,按照設計配合比拌和成稀漿混合料攤鋪到作業面上,厚度在15mm左右,經1~2小時內能快速開放交通,能最大限度減少施工對交通的影響。同時具有對路面的抗滑阻力、耐久性能具有修復性功能,能有效對修補車轍、泛油、輕度松散等病害進行校正。
1 微表處技術的主要特點
(1)良好的防水性。微表處孔隙率小、不透水,可有效防止路表水下滲,可對路面細微裂縫進行有效處置,延緩公路大中修。(2)良好的抗滑性。微表處實施后可以提高原有路面的構造深度,提高路面的抗磨耗性能和抗滑性能。(3)良好的粘結力。微表處的改性乳化瀝青中的改性劑能有效增加礦料之間的粘結力。(4)良好的經濟性。微表處的施工成本低,根據有關施工測算,微表處成本是熱拌瀝青面層和瀝青罩面的1/4~1/3。(5)工期短。微表處可在常溫下施工,施工速度快,施工后可迅速開放交通,對交通影響小,污染小。(6)微表處可填補修復輕度車轍及其他輕度病害,改善路面表觀和平整度。(7)微表處可做成很薄的面層,適宜于橋面上和市政公路上使用。既不過多增加重量和厚度,又不影響公路的排水系統。
2 材料的選擇
2.1 改性乳化瀝青
改性乳化瀝青技術要求,應根據氣候條件、應用場合、使用要求材料供應情況選擇基質瀝青品牌和標號、乳化劑種類以及改性劑的種類與計量等情況綜合考慮,應以《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)中乳化瀝青技術要求為基礎并結合實際微表處的使用特點進行修正后使用。微表處使用的改性乳化瀝青聚合物必須是陽離子型,改性劑有效成分占瀝青的質量的百分比不宜小于3%;蒸發殘留物含量不低于60%;殘留物的軟化點不低于55℃;儲存穩定性根據施工實際情況選擇試驗天數,通常為5天,當個別情況下改性乳化瀝青5d的存貯穩定性滿足不了工程使用要求時,經攪拌后能達到均勻一致,無結皮破乳現象,并不得影響正常的使用;否則存放應使用附有循環裝置或攪拌裝置的存貯罐內進行循環或攪拌儲存。
2.2 集料
用于微表處的集料可采用不同規格的粗細集料、填料等摻配而成,應選擇選用較硬的玄武巖和石灰巖石屑搭配使用,玄武巖作為粗集料可有較好的耐磨耗性能,石灰巖石屑作為細集料可以減低工程成本。常用的石料規格分為:0~5mm、5~10mm、 10~12.5mm 、5~12.5mm等。一般常用的規格為MS-2、MS-3型級配采用0~5mm、5~10mm、兩種規格的石料摻配,MS-4型采用0~5mm、5~10mm、 10~12.5mm 、5~12.5mm規格的石料摻配而成。
2.3 填料
用于微表處的填料一般選用普通硅酸鹽水泥、消石灰和用純凈石灰巖研磨得到的礦粉。礦粉的主要作用是改善礦料級配。水泥和消石灰的主要作用是調節乳化瀝青的破乳速度,拌和所用的填料集料級配、化學成分和用量需經混合料設計實驗確定。水泥作為填料用量一般控制在1%~2%,礦粉作為填料用量一般控制在2%~3%。
2.4 水的選用
飲用水可直接作為微表處拌和用水,且不含有害的可溶性鹽類或者能引起化學的物質和其他污染物。試驗用水應與施工用水PH值相同,如果改變用水來源時,應做試驗進行驗證。
3 施工技術要求
(1)微表處施工前應對原路面進行病害的調查,根據技術狀況制定修復方案,原路面如過整體強度不足時,必須根據路面的實際病害情況,制定具體的方案進行補強,如原路面車轍在15mm以下可直接進行微表處罩面;深度在16mm-25mm的車轍應首先進行車轍的銑刨或填充車轍后,進行微表處罩面處理;深度40mm以上不宜直接采用微表處填充處理,應選擇銑刨處理后,微表處罩面。原路面裂縫寬度大于5mm的應進行灌縫處理;局部路面破損應徹底挖除,用原路面相同結構的材料進行修補;原路面擁包等隆起型病害應事先進行處理。
(2)攤鋪前應根據原路面的實際情況決定是否噴灑粘層油,如原路面為非瀝青路面,宜噴灑粘層油,瀝青路面一般不需要噴灑粘層油,如作為半剛性基層的下封層,應當在半剛性基層上面噴灑粘層油后進行稀漿封層或微表處。
(3)攤鋪施工前,應對攤鋪車輛進行標定,在監理工程師在現場的情況下,根據設計配合比和測得礦料的含水量,計算施工配合比,通過對攤鋪車輛的標定,得出攤鋪車輛各料門的開度或泵送設定參數等與各材料出料量的關系曲線,并出具標定報告。
(4)攤鋪施工前應徹底清除原路面的泥土、雜物等,清掃原路面宜用無塵濕式清掃車配合高壓水搶清洗,待原路面干燥后進行鋪筑。攤鋪前應進行施工放樣,根據攤鋪的寬度施畫導線,以保證攤鋪車輛直順行駛,如有路緣石、車道標線作為參照物,可不施畫導線。
(5)施工時根據施工路段的寬度,合理調整攤鋪槽寬度,盡量減少縱向接縫的數量,盡可能把縱向接縫預留在車道分界線附近。
保證車道分隔線處的微表處攤鋪成一條直線,且邊緣不得有松散現象,并用適當材料及方法對攤鋪末端進行處理,以保持直線端口平齊。
(6)攤鋪車行駛要勻速,拌和好的混合料流入攤鋪槽內應均勻適量,需要濕潤路面時,打開攤鋪車下面的噴水管,噴水濕潤路面,水量不得過多。
(7)微表處混合料攤鋪后的局部缺陷,應進行使用橡膠耙人工找平,剔除個別超粒徑集料,使產生縱橫向縫隙及時予以刮平。施工結束后,及時將施工現場的清理干凈,回收多余材料。
(8)微表處鋪筑后,根據當地氣溫和改性乳化性能合理確定養護時間,養護期間禁止任何人員和車輛通行,待乳液破乳,水分蒸發干后,確定是否進行碾壓,一般情況下不需要壓路機碾壓。在一些特殊要求的場所和部位,如交通量較小停車場、硬路肩、用于下封層等缺少車輛碾壓的場所,可使用6t-8t輪胎壓路機對已經破乳并初步形成的混合料進行碾壓。
(9)縱、橫縫的接縫施工。微表處的兩幅縱縫應采用搭接縫,根據攤鋪的寬度,縱縫宜設置在車道分界線處或標線外延標線20cm處,確保標線的施工。縱縫直線段應搭接直順,曲線段搭接圓滑,搭接寬度基本保持一致,搭接寬度一般為50mm-70mm。橫縫接縫宜做成垂直中線豎向對接縫,前一段鋪筑快完成后,在末端 放置1m-1.5m的軟鐵皮,攤鋪正常厚度至鐵皮尾部,即可停止攤鋪,將鐵皮上多余混合料鏟除,移走鐵皮,確保末端的攤鋪厚度,在第二次對接攤鋪時,采用同樣的方法,確保起始攤鋪厚度平順銜接。
4 微表處施工質量的控制
(1)油石比的控制。施工中嚴格按照標定好料倉計量供料,根據試驗路段鋪筑情況,再設計配合的基礎上及時小范圍的調整各料倉的料門開度、泵送設定參數和各材料用量的讀數,如果實際油石比與設計油石比在+0.2%、-0.3%的范圍內,礦料級配在容許范圍內,可以繼續攤鋪,如果施工配合比的油石比或礦料級配的調整幅度超出了容許的范圍時,必須重新進行混合料的設計。
(2)稠度的控制。在微表處施工時,根據施工配合比試驗路段獲得的各項參數,設定各料倉的開度和各個泵的參數,確保稠度與設計配合比相符。現場稠度檢測采用簡易方法觀察檢測,如在剛剛攤鋪的混了料面上,用10mm左右的木棍劃一道劃痕,如果劃痕馬山就恢復原來平面,說明混合料稠度較稀,應適當的減少水量;如果劃痕能夠保持一段時間后才被周圍混合覆蓋,劃痕兩邊的材料仍然有一定的流淌性,則混合料的稠度合適,可繼續鋪筑。
(3)鋪筑厚度的控制。檢查施工配合比,進行稠度試驗,確保混合料的稠度與配合比一致,攤鋪前,根據試驗路段獲得的參數,及時檢查各料門開度和泵送參數是否一致,將車輛駛事先放樣好的控制線位置,調整攤鋪槽寬度和厚度,確保攤鋪槽和車輛行駛平齊,攤鋪車按照預先設定的行駛速度勻速行駛,確保混合物均勻攤鋪。
(4)礦料級配的控制。微表處的礦料的級配一般情況應預先在拌合場進行按比例摻配拌和,摻配拌合料因及時做篩分級配試驗,合格后運輸與現場,裝卸與攤鋪車進行鋪筑,攤鋪過程中應及時在攤鋪車出料口出取混合料進行篩分試驗,如混合料級配不符合集料的混合級配,應立即停止攤鋪,重新進行摻配,合格后進行攤鋪。
5 結語
瀝青微表處作為一種預防性養護措施,應根據當地氣候條件和交通量狀況,根據實際情況進行調整實施,關鍵是要使路面使用耐久性提高,避免病害進一步發展,在養護過程中加大路況調查力度,及時發現路面病害現象,及早制定有效的方案進行處治。通過G30高速公路甘肅河西走廊K2210-K2279段實施微表處,并對該路段的實施后進行跟蹤觀測與檢測,對該段路面輕微車轍、疲勞裂縫、骨料剝落等路面病害有修復作用。可有效的遏制路面病害的發展,延長路面使用壽命,提高路面的服務效能,有效的節約養護維修資金,經濟實用,在該段采用微表處預防性養護措施是非常必要、經濟合理的。
參考文獻
[1] 中華人民共和國行業標準.《公路瀝青路面施工技術規范》(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.《微表處和稀漿封層技術指南》北京:人民交通出版社,2006.
[3] 中華人民共和國行業標準.《公路瀝青路面養護技術規范》(JT J073.2—2004)[M].北京:人民交通出版社,2004.
[4] 丁士昭,等著.《公路工程管理與實務》[M].中國建筑工業出版社,2018.