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2018-12-31 00:00:00桑曉
大科技·C版 2018年9期
摘 要：結(jié)合武威公路管理局在G30高速公路古永段養(yǎng)護(hù)維修工程中對(duì)乳化瀝青微表處在修復(fù)車轍技術(shù)中的應(yīng)用研究，分析了影響微表處施工及性能的幾種主要因素，可為以后提高微表處性能提供借鑒。
關(guān)鍵詞：微表處；材料；級(jí)配；機(jī)械；工藝；性能分析
中圖分類號(hào)：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0199-02
1 施工材料對(duì)于微表處性能的影響
1.1 石料的選擇
微表處石料堅(jiān)固性、磨光值、磨耗損失以及與瀝青粘附等級(jí)等指標(biāo)對(duì)微表處的抗滑性能、耐久性具有較大影響。建議微表處采用玄武巖石料。
1.2 材料對(duì)微表處施工的影響
1.2.1 變換料源
當(dāng)料源發(fā)生變換時(shí)，隨著石料巖性變化使和特定乳化瀝青、礦物填充料拌合時(shí)會(huì)導(dǎo)致拌合時(shí)間或養(yǎng)護(hù)時(shí)間變長(zhǎng)，這說(shuō)明微表處乳化瀝青不是“一種乳化瀝青適用所有系統(tǒng)”。
1.2.2 骨 料
在微表處施工中，骨料對(duì)施工及微表處性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：新破碎石料的表面電荷比堆放過(guò)的石料高，造成和拌合時(shí)間變短；不是所有的料場(chǎng)都是一樣的，料場(chǎng)內(nèi)不同地方料源也可能不一樣；粉料巖性和含量在微表系統(tǒng)中起著最關(guān)鍵的作用，它能夠影響整個(gè)系統(tǒng)的短期和長(zhǎng)期性能；改變骨料的級(jí)配能夠?qū)е掳韬蠒r(shí)間的改變，在車轍填補(bǔ)過(guò)程中再次出現(xiàn)車轍或泛油；粉料污染能夠造成同一堆料或同一批料骨料中粉料含量發(fā)生變化，從而影響微表處施工中拌合時(shí)間及成型時(shí)間的改變。
預(yù)防措施：熟悉料源，定期檢測(cè)骨料的級(jí)配，砂當(dāng)量和亞甲藍(lán)，并確切知道每項(xiàng)檢測(cè)所要求的指標(biāo)范圍。
1.2.3 礦物填充料
在微表處施工中使用了錯(cuò)誤的礦物填充料的類型，應(yīng)使用設(shè)計(jì)的類型（水泥，石灰或硫酸鋁），不要隨便變更設(shè)計(jì)中的礦物填充料類型；施工中使用了錯(cuò)誤的水泥型號(hào)，例如使用IA型號(hào)水泥（空氣引入）或者III型水泥（較高早期強(qiáng)度）與I型號(hào)水泥相比造成不一樣的結(jié)果，主要影響拌合時(shí)間，養(yǎng)護(hù)速率以及路面外觀。
1.2.4 乳化瀝青的粒徑分布
在微表處施工中，乳化瀝青的粒徑分布越窄越好，理想的粒徑為：90%小于7～8？滋m且平均粒徑為4～6？滋m。乳化瀝青粒徑越小，拌合時(shí)間越短，微表處成型也就越快（見(jiàn)圖1）。
1.2.5 液體添加劑
在微表處施工中使用液體添加劑時(shí)，液體添加劑錯(cuò)誤的化學(xué)性質(zhì)或濃度會(huì)影響拌合時(shí)間，養(yǎng)護(hù)速率以及長(zhǎng)期的粘聚力和磨耗性能。
1.2.6 水
含有鐵銹沉淀物或者水溶性無(wú)機(jī)鹽（硬水）也會(huì)影響拌合時(shí)間及固化速率。
2 施工設(shè)備對(duì)于微表處性能的影響
2.1 碾壓設(shè)備
碾壓時(shí)機(jī)選擇最重要。在微表處的料（混合）破乳后，路表面強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后可開(kāi)放交通，待攤鋪層穩(wěn)定方可碾壓。由車道一邊先開(kāi)始，完成后再換另一側(cè)，特別要小心兩邊連接處的處理。壓路機(jī)速度一般不能太快，v=8-9km/h，慢慢行駛，通常要兩種方式進(jìn)行，8t鋼輪壓路、16t膠累輪壓路機(jī)，各一次。
從現(xiàn)成施工情況來(lái)看，8t鋼輪壓路在施工中，其微表處石料會(huì)被嚴(yán)重壓碎，兩側(cè)鋼輪痕跡也比較明顯，而16t膠累輪壓路機(jī)在起步時(shí)會(huì)見(jiàn)明顯的輪跡，在處理中只有少量石料粘起情況。微表處經(jīng)歷1個(gè)月的行車碾壓后已基本穩(wěn)定，微表處進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)較為可靠。
對(duì)比不同碾壓方案，鋼輪碾壓造成抗滑性能急劇降低，膠輪碾壓對(duì)抗滑性能影響不大；碾壓過(guò)后微表處抗滑系數(shù)的衰減變慢，不碾壓時(shí)衰減至20上下，一直至碾壓時(shí)衰減至13%左右。要想在微表處能早期成型，采用膠輪壓路機(jī)更有效，可讓礦料松散，大顆粒骨料脫落，有效延緩微表處的抗滑系數(shù)的衰減。
鋼輪壓路機(jī)碾壓易造成微表處石料的破碎，并會(huì)降低微表處路面摩擦系數(shù)，路面抗滑性能相對(duì)影響較大。建議微表處施工時(shí)不采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。
膠輪壓路機(jī)對(duì)路面的早期成型有一定作用，使礦料之間快速達(dá)到良好的嵌擠狀態(tài)，避免礦料松散、大顆粒骨料的脫落，能有效延緩微表處抗滑系數(shù)的衰減。但實(shí)際微表處施工時(shí)應(yīng)注意把握碾壓時(shí)機(jī)，避免粘輪。
2.2 微表處攤鋪車
（1）錯(cuò)誤的標(biāo)定導(dǎo)致各種組分比例發(fā)生變化與設(shè)計(jì)結(jié)果不一致或者長(zhǎng)期路用性能變差；
（2）礦物填充料進(jìn)料管道堵塞。這種情況比較不容易發(fā)現(xiàn)，但是有非常顯著的影響；
（3）磨損部件。隨著時(shí)間的過(guò)去會(huì)引起標(biāo)定結(jié)果偏移；
（4）管道或泵堵塞，造成難以覺(jué)察的出料組分變化；
（5）儲(chǔ)罐污染會(huì)引入設(shè)計(jì)中未涉及組分導(dǎo)致設(shè)計(jì)中材料發(fā)生變化；
（6）拌合箱內(nèi)不正常拌合行為。拌合箱類型（單軸VS雙軸）或者機(jī)械故障導(dǎo)致拌合不充分選用正確的微表專用設(shè)備，起泡或跑漿；
（7）攤鋪箱攪拌軸，刮板或死角造成對(duì)混合料缺乏控制或拖痕。
預(yù)防性措施：周期性再次標(biāo)定，制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)間表，注意設(shè)備的清潔。
3 施工工藝對(duì)于微表處性能的影響
攤 鋪：
（1）過(guò)度拌合。過(guò)度拌合超過(guò)應(yīng)該硬結(jié)的時(shí)間點(diǎn)而導(dǎo)致攤鋪后路面無(wú)強(qiáng)度；
（2）拌合太快（假稀漿）。混合料在攤鋪前破乳造成破乳后的瀝青膜剝落，而且強(qiáng)度上升慢；
（3）加水延長(zhǎng)拌合時(shí)間可能導(dǎo)致跑漿，造成骨料和乳化瀝青之間的離析，從而影響路面紋理；
（4）攤鋪前路面處理。攤鋪在臟路面，松散或粘附性很差路表；
預(yù)防措施：用化學(xué)緩破劑或調(diào)整乳化瀝青配方來(lái)代替外加水延長(zhǎng)拌合時(shí)間，打毛光滑路面就像路面的標(biāo)記，清理油斑。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加，乳化瀝青微表處作為一種新興的施工技術(shù)，在公路事業(yè)飛速發(fā)展的今天，將會(huì)以其獨(dú)特的施工工藝、特點(diǎn)牢固立足于公路施工工藝的競(jìng)爭(zhēng)行列之中。此項(xiàng)技術(shù)在降低公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面都有極大的意義，為高速公路快速高效處治車轍探索了新途徑，積累了新經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]王 旗，王 景.高速公路微表處工程技術(shù)應(yīng)用[J].
[2]虎增福.道路用乳化瀝青的生產(chǎn)與應(yīng)用.
[3]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2001）.
[4]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTGE60-2008）.
收稿日期：2018-8-6
摘 要：結(jié)合武威公路管理局在G30高速公路古永段養(yǎng)護(hù)維修工程中對(duì)乳化瀝青微表處在修復(fù)車轍技術(shù)中的應(yīng)用研究，分析了影響微表處施工及性能的幾種主要因素，可為以后提高微表處性能提供借鑒。
關(guān)鍵詞：微表處；材料；級(jí)配；機(jī)械；工藝；性能分析
中圖分類號(hào)：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0199-02
1 施工材料對(duì)于微表處性能的影響
1.1 石料的選擇
微表處石料堅(jiān)固性、磨光值、磨耗損失以及與瀝青粘附等級(jí)等指標(biāo)對(duì)微表處的抗滑性能、耐久性具有較大影響。建議微表處采用玄武巖石料。
1.2 材料對(duì)微表處施工的影響
1.2.1 變換料源
當(dāng)料源發(fā)生變換時(shí)，隨著石料巖性變化使和特定乳化瀝青、礦物填充料拌合時(shí)會(huì)導(dǎo)致拌合時(shí)間或養(yǎng)護(hù)時(shí)間變長(zhǎng)，這說(shuō)明微表處乳化瀝青不是“一種乳化瀝青適用所有系統(tǒng)”。
1.2.2 骨 料
在微表處施工中，骨料對(duì)施工及微表處性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：新破碎石料的表面電荷比堆放過(guò)的石料高，造成和拌合時(shí)間變短；不是所有的料場(chǎng)都是一樣的，料場(chǎng)內(nèi)不同地方料源也可能不一樣；粉料巖性和含量在微表系統(tǒng)中起著最關(guān)鍵的作用，它能夠影響整個(gè)系統(tǒng)的短期和長(zhǎng)期性能；改變骨料的級(jí)配能夠?qū)е掳韬蠒r(shí)間的改變，在車轍填補(bǔ)過(guò)程中再次出現(xiàn)車轍或泛油；粉料污染能夠造成同一堆料或同一批料骨料中粉料含量發(fā)生變化，從而影響微表處施工中拌合時(shí)間及成型時(shí)間的改變。
預(yù)防措施：熟悉料源，定期檢測(cè)骨料的級(jí)配，砂當(dāng)量和亞甲藍(lán)，并確切知道每項(xiàng)檢測(cè)所要求的指標(biāo)范圍。
1.2.3 礦物填充料
在微表處施工中使用了錯(cuò)誤的礦物填充料的類型，應(yīng)使用設(shè)計(jì)的類型（水泥，石灰或硫酸鋁），不要隨便變更設(shè)計(jì)中的礦物填充料類型；施工中使用了錯(cuò)誤的水泥型號(hào)，例如使用IA型號(hào)水泥（空氣引入）或者III型水泥（較高早期強(qiáng)度）與I型號(hào)水泥相比造成不一樣的結(jié)果，主要影響拌合時(shí)間，養(yǎng)護(hù)速率以及路面外觀。
1.2.4 乳化瀝青的粒徑分布
在微表處施工中，乳化瀝青的粒徑分布越窄越好，理想的粒徑為：90%小于7～8？滋m且平均粒徑為4～6？滋m。乳化瀝青粒徑越小，拌合時(shí)間越短，微表處成型也就越快（見(jiàn)圖1）。
1.2.5 液體添加劑
在微表處施工中使用液體添加劑時(shí)，液體添加劑錯(cuò)誤的化學(xué)性質(zhì)或濃度會(huì)影響拌合時(shí)間，養(yǎng)護(hù)速率以及長(zhǎng)期的粘聚力和磨耗性能。
1.2.6 水
含有鐵銹沉淀物或者水溶性無(wú)機(jī)鹽（硬水）也會(huì)影響拌合時(shí)間及固化速率。
2 施工設(shè)備對(duì)于微表處性能的影響
2.1 碾壓設(shè)備
碾壓時(shí)機(jī)選擇最重要。在微表處的料（混合）破乳后，路表面強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后可開(kāi)放交通，待攤鋪層穩(wěn)定方可碾壓。由車道一邊先開(kāi)始，完成后再換另一側(cè)，特別要小心兩邊連接處的處理。壓路機(jī)速度一般不能太快，v=8-9km/h，慢慢行駛，通常要兩種方式進(jìn)行，8t鋼輪壓路、16t膠累輪壓路機(jī)，各一次。
從現(xiàn)成施工情況來(lái)看，8t鋼輪壓路在施工中，其微表處石料會(huì)被嚴(yán)重壓碎，兩側(cè)鋼輪痕跡也比較明顯，而16t膠累輪壓路機(jī)在起步時(shí)會(huì)見(jiàn)明顯的輪跡，在處理中只有少量石料粘起情況。微表處經(jīng)歷1個(gè)月的行車碾壓后已基本穩(wěn)定，微表處進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)較為可靠。
對(duì)比不同碾壓方案，鋼輪碾壓造成抗滑性能急劇降低，膠輪碾壓對(duì)抗滑性能影響不大；碾壓過(guò)后微表處抗滑系數(shù)的衰減變慢，不碾壓時(shí)衰減至20上下，一直至碾壓時(shí)衰減至13%左右。要想在微表處能早期成型，采用膠輪壓路機(jī)更有效，可讓礦料松散，大顆粒骨料脫落，有效延緩微表處的抗滑系數(shù)的衰減。
鋼輪壓路機(jī)碾壓易造成微表處石料的破碎，并會(huì)降低微表處路面摩擦系數(shù)，路面抗滑性能相對(duì)影響較大。建議微表處施工時(shí)不采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。
膠輪壓路機(jī)對(duì)路面的早期成型有一定作用，使礦料之間快速達(dá)到良好的嵌擠狀態(tài)，避免礦料松散、大顆粒骨料的脫落，能有效延緩微表處抗滑系數(shù)的衰減。但實(shí)際微表處施工時(shí)應(yīng)注意把握碾壓時(shí)機(jī)，避免粘輪。
2.2 微表處攤鋪車
（1）錯(cuò)誤的標(biāo)定導(dǎo)致各種組分比例發(fā)生變化與設(shè)計(jì)結(jié)果不一致或者長(zhǎng)期路用性能變差；
（2）礦物填充料進(jìn)料管道堵塞。這種情況比較不容易發(fā)現(xiàn)，但是有非常顯著的影響；
（3）磨損部件。隨著時(shí)間的過(guò)去會(huì)引起標(biāo)定結(jié)果偏移；
（4）管道或泵堵塞，造成難以覺(jué)察的出料組分變化；
（5）儲(chǔ)罐污染會(huì)引入設(shè)計(jì)中未涉及組分導(dǎo)致設(shè)計(jì)中材料發(fā)生變化；
（6）拌合箱內(nèi)不正常拌合行為。拌合箱類型（單軸VS雙軸）或者機(jī)械故障導(dǎo)致拌合不充分選用正確的微表專用設(shè)備，起泡或跑漿；
（7）攤鋪箱攪拌軸，刮板或死角造成對(duì)混合料缺乏控制或拖痕。
預(yù)防性措施：周期性再次標(biāo)定，制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)間表，注意設(shè)備的清潔。
3 施工工藝對(duì)于微表處性能的影響
攤 鋪：
（1）過(guò)度拌合。過(guò)度拌合超過(guò)應(yīng)該硬結(jié)的時(shí)間點(diǎn)而導(dǎo)致攤鋪后路面無(wú)強(qiáng)度；
（2）拌合太快（假稀漿）。混合料在攤鋪前破乳造成破乳后的瀝青膜剝落，而且強(qiáng)度上升慢；
（3）加水延長(zhǎng)拌合時(shí)間可能導(dǎo)致跑漿，造成骨料和乳化瀝青之間的離析，從而影響路面紋理；
（4）攤鋪前路面處理。攤鋪在臟路面，松散或粘附性很差路表；
預(yù)防措施：用化學(xué)緩破劑或調(diào)整乳化瀝青配方來(lái)代替外加水延長(zhǎng)拌合時(shí)間，打毛光滑路面就像路面的標(biāo)記，清理油斑。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加，乳化瀝青微表處作為一種新興的施工技術(shù)，在公路事業(yè)飛速發(fā)展的今天，將會(huì)以其獨(dú)特的施工工藝、特點(diǎn)牢固立足于公路施工工藝的競(jìng)爭(zhēng)行列之中。此項(xiàng)技術(shù)在降低公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面都有極大的意義，為高速公路快速高效處治車轍探索了新途徑，積累了新經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]王 旗，王 景.高速公路微表處工程技術(shù)應(yīng)用[J].
[2]虎增福.道路用乳化瀝青的生產(chǎn)與應(yīng)用.
[3]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2001）.
[4]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTGE60-2008）.
收稿日期：2018-8-6
