高速公路養護中的微表處技術

李前銀

摘要:微表處技術是公路路面的一種預防性養護措施,因其開放交通快、抗滑性能好、可修復車轍、有效防止地表水下滲、延長道路使用壽命等技術優點,近年來已在高速公路養護工程中得到廣泛的應用。本文對微表處的材料要求、施工工藝、質量控制等進行介紹。

關鍵詞:微表處;高速公路;預防性養護

1 前言

“預防為主,防治結合”是公路養護的基本原則,也是目前公路管養方面最切實可行的方法。微表處是采用專用設備將具有一定級配的礦料、聚合物改性乳化瀝青、填料、水和添加劑等材料,按一定配合比均勻拌和成稀漿混合料并迅速攤鋪到原路面上,在攤鋪后1h-2h內可開放交通的薄層結構。在原路面出現功能降低、老化、貧油、滲水等情況,但尚未發生結構性損壞,基層穩固,且面層未出現大面積龜裂時,在原路面上使用微表處進行罩面,將大大地改善路面的老化、開裂,提高路面的抗水害能力,延長路面的使用壽命。本文結合具體工程談談微表處技術在高速公路養護工程中的應用

2 材料選擇與要求

2.1 礦料

微表處中可以摻加礦粉、水泥、消石灰等填料。填料應干燥、疏松、無結團,主要作用是調整稀漿混合料的可拌和時間、成漿狀態和成型恢復等。礦料進場后,分別堆放測定含水量,0～3mm,3～5mm,5～8mm的砂當量,并把礦料中的超大粒徑篩出去,取樣進行混合料的合成級配,測出含水量一單位體積干容重曲線圖,然后取樣確定最佳配合比,在骨料篩完之后,按配合比數據用帶電子配料器的350型攪拌機將礦料進行預配,以保證各種礦料摻配均勻。

2.2 乳液

乳化瀝青進場之后,取樣對其進行各個項目技術指標的檢測。采用改性乳化瀝青成品油,該乳化瀝青各項技術指標均應符合相關技術規范要求。

2.3 水

水是可飲用水,不含有害的可溶性鹽類,能起化學反應的物質和其他污染物,工作前由業主認可,必要時承包商須按業主要求及時提供水質檢測報告書。

2.4 添加劑

添加劑的作用是調節稀漿混合料可拌和時間、破乳速度、開放交通時間等施工性能,并在一定程度上改變混合料的路用性能。須符合乳化瀝青、骨料等原材料的要求。未經實驗驗證的添加劑不得在施工中采用。

3 微表處施工配合比設計

根據選擇的級配類型,確定礦料的級配范圍,計算各種集料的配合比例,使合成級配在要求的級配范圍內。配合比設計應完成的試驗如下。

3.1 拌和試驗

拌和試驗用于檢驗稀漿混合料破乳速度和可拌和時間,現場的做法是從現場取樣后進行模擬拌和。對于微表處稀漿混合料,要求25℃可拌和時間不小于120s,測試方法ISSATB113。

3.2 稠度試驗

稠度試驗用于檢驗稀漿混合料的用水量是否合適。用水量過少會造成攤鋪困難,過多則導致微表處稀漿混合料離析流淌和延遲開放交通時間。對于現場稠度的檢測可以采用如下兩種方法:(1)如果備有錐體稠度儀,則從拌和箱內取樣后立刻進行稠度試驗,當稠度儀為2cm～3cm時,表明用水量合適。(2)如果沒有錐體稠度儀,則可采用一根細棍(直徑約2mm),在剛鋪的封層上劃一條細痕,如慢慢愈合,則表明用水量過多,如保持不變,則表明用水量合適。

3.3 粘聚力試驗

粘聚力試驗是確定微表處稀漿混合料的初凝時間和開放交通時間,確保微表處罩面層的早期養護和封閉交通的時間。要求初凝時間小于30min,粘聚力值不小于1.2N·m;固化開放交通時間小于60mi粘聚力值不小于2.0N·m。試驗方法:TO754。

3.4 濕輪磨耗試驗

主要用來控制瀝青的最小用量,防止施工后骨料脫落,要求浸水1h、6d的磨耗值分別不大于540g/m2、800g/m2。試驗方法:T0752。

3.5 負荷車輪試驗

為防止微表處攤鋪施工后修復層出現泛油,采用負荷車輪試驗控制最大的瀝青用量。要求粘砂量測試值不大于450g/m2。

根據試驗室的試驗數據和工程材料的實際情況,確定混合料配合比,混合料的各項技術指標均符合相關技術規范要求。施工時,水、助劑的用量可根據施工攤鋪情況、氣溫、溫度等條件進行適當調整。

4 施工質量控制

4.1 原路面清洗

安排人員或掃地車清掃路表面的樹葉、紙屑后,后用水車對黏附在路表面的泥土沖洗,特別是超高路段靠近中央分隔帶路緣石附近。水車清洗后路面不得有積水現象,嚴禁在有積水路面上施工。經沖洗后濕潤的原路面有利于稀漿與原路面的粘結,保證稀漿的相對穩定性。

4.2 混合料稠度及破乳控制

混合料稠度控制的核心是最佳用水量的確定。用水量過小,混合料粘稠,容易過早破乳,不易攤鋪;用水量過大,混合料離析,使含有大量瀝青的細料上浮在表面,影響路面的摩擦系數,并導致泛油。同時應考慮現場集料的含水量、施工溫度、濕度、路面的吸水情況等條件與室內試驗的差別,因地制宜地對用水量作適當調整,以保證混合料合適的粘稠度。如果破乳時間太短,混合料易結團硬化,施工難以順利進行。反之,會延遲開放交通,同時由于瀝青在未破乳的情況下隨水分浮到表面形成一層油膜,導致出現泛油現象,并使其下面的混合料因水分無法進一步蒸發而難以成型。可以通過調節水量、調整配合比或適當加入一化學添加劑來調節石料與乳液表面電荷的正負與強弱,實現對破乳時間的有效控制。

4.3 橫縫及縱縫的控制

前車料攤鋪完成后,將末端1～2m內的混合料鏟除至齊邊并清掃干凈。待下一車料攤鋪前,用與攤鋪寬度相同的鐵皮將上一施工段末端1m覆蓋,將攤鋪車后退,使攤鋪箱后緣落在鐵皮上,啟動攤鋪。攤鋪車前行后,將鐵皮上面的稀漿混合料歸人廢料車中,并用人工進行橫向抹平處理。根據國際稀漿封層協會微表處技術指南規定:縱向接縫搭接寬度不應超過76.2mm,接縫處高出量不應超過6mm。為了使縱向接縫處平滑連接,施工時用工具將搭部分抹平、抹薄,同時可以適當調低攤鋪箱搭接一側的高度,減小搭接處混合料的攤鋪厚度。另外,微表處縱向接縫的位置應根據路面寬度合理分配每一幅的攤鋪寬度,盡量將縱向接縫放在車道線旁邊3～5cm的地方,以改善路面的外觀質量,又不至于造成劃線困難或使劃線成本增高。

4.4 表觀質量控制

表面劃痕是指混合料在攤鋪過程中因存在超粒徑料、攤鋪箱后緣橡膠刮板不清潔等因素,在攤鋪箱的拖動下形成較長的劃痕。為了解決劃痕問題,最根本的解決辦法是嚴把集料的質量關,在攤鋪車內盡可能不混入超粒徑顆粒。同時,為了防止破乳成團的混合料造成表面劃痕,攤鋪完成后要清理干凈攪拌缸內結團的混合料。每一車攤鋪完畢后,應認真清理攤鋪箱,特別是將橡膠刮板清理干凈。微表處路面泛油有二種情況,一種是“真泛油”,即設計油石比過大;一種是“假泛油”,即因含水量過大造成瀝青上浮。微表處混合料設計油石比的確定必須充分考慮當地的氣候條件、交通量大小、原路面狀況和材料情況等因素。對于高溫地區或者重載、大交通量道路應采用相對較低的設計油石比。另外,微表處攤鋪車標定對油石比有很大影響。

4.5 人工局部修整

利用人工進行局部修整時,不宜采用破乳的混合料進行修補,必須迅速將攤鋪箱中剛拌和好、尚未破乳的混合料倒人需修補的地方,并及時刮平。

5 結束語

微表處技術是一種功能完善的道路養護方法,它不僅可以迅速恢復和改善原路面的磨損、老化、光滑、松散、坑槽等病害,提高路面的抗滑性,改善路面平整度和行車舒適性,提高路面的使用性能和耐久性,還可以提高原路面的承載力和防病害能力。對于降低路面的透水性,治理和改善路面網裂、松散等功能性破壞也有良好的效果。此外微表處的應用對降低路面的噪音污染也有顯著的效果。微表處技術完全適用于高速公路路面的養護,與其它的路面施工養護措施相比,微表處技術具有施工快捷方便,大大縮短開放交通時間,節約能源,成本較低等優點因此,微表處技術以其優良的使用性能和顯著的社會經濟效益,在高速公路養護維修中有著廣泛的應用前景。

參考文獻

[1]李兵.微表處在高速公路預防性養護施工中的應用.山東交通學院學報.2007年9月.

[2]萬欣,陳夢成.微表處在某高速公路中的應用.華東交通大學學報.2007年4月.