高速公路养护中的微表处技术

李前银

摘要:微表处技术是公路路面的一种预防性养护措施,因其开放交通快、抗滑性能好、可修复车辙、有效防止地表水下渗、延长道路使用寿命等技术优点,近年来已在高速公路养护工程中得到广泛的应用。本文对微表处的材料要求、施工工艺、质量控制等进行介绍。

关键词:微表处;高速公路;预防性养护

1 前言

“预防为主,防治结合”是公路养护的基本原则,也是目前公路管养方面最切实可行的方法。微表处是采用专用设备将具有一定级配的矿料、聚合物改性乳化沥青、填料、水和添加剂等材料,按一定配合比均匀拌和成稀浆混合料并迅速摊铺到原路面上,在摊铺后1h-2h内可开放交通的薄层结构。在原路面出现功能降低、老化、贫油、渗水等情况,但尚未发生结构性损坏,基层稳固,且面层未出现大面积龟裂时,在原路面上使用微表处进行罩面,将大大地改善路面的老化、开裂,提高路面的抗水害能力,延长路面的使用寿命。本文结合具体工程谈谈微表处技术在高速公路养护工程中的应用

2 材料选择与要求

2.1 矿料

微表处中可以掺加矿粉、水泥、消石灰等填料。填料应干燥、疏松、无结团,主要作用是调整稀浆混合料的可拌和时间、成浆状态和成型恢复等。矿料进场后,分别堆放测定含水量,0～3mm,3～5mm,5～8mm的砂当量,并把矿料中的超大粒径筛出去,取样进行混合料的合成级配,测出含水量一单位体积干容重曲线图,然后取样确定最佳配合比,在骨料筛完之后,按配合比数据用带电子配料器的350型搅拌机将矿料进行预配,以保证各种矿料掺配均匀。

2.2 乳液

乳化沥青进场之后,取样对其进行各个项目技术指标的检测。采用改性乳化沥青成品油,该乳化沥青各项技术指标均应符合相关技术规范要求。

2.3 水

水是可饮用水,不含有害的可溶性盐类,能起化学反应的物质和其他污染物,工作前由业主认可,必要时承包商须按业主要求及时提供水质检测报告书。

2.4 添加剂

添加剂的作用是调节稀浆混合料可拌和时间、破乳速度、开放交通时间等施工性能,并在一定程度上改变混合料的路用性能。须符合乳化沥青、骨料等原材料的要求。未经实验验证的添加剂不得在施工中采用。

3 微表处施工配合比设计

根据选择的级配类型,确定矿料的级配范围,计算各种集料的配合比例,使合成级配在要求的级配范围内。配合比设计应完成的试验如下。

3.1 拌和试验

拌和试验用于检验稀浆混合料破乳速度和可拌和时间,现场的做法是从现场取样后进行模拟拌和。对于微表处稀浆混合料,要求25℃可拌和时间不小于120s,测试方法ISSATB113。

3.2 稠度试验

稠度试验用于检验稀浆混合料的用水量是否合适。用水量过少会造成摊铺困难,过多则导致微表处稀浆混合料离析流淌和延迟开放交通时间。对于现场稠度的检测可以采用如下两种方法:(1)如果备有锥体稠度仪,则从拌和箱内取样后立刻进行稠度试验,当稠度仪为2cm～3cm时,表明用水量合适。(2)如果没有锥体稠度仪,则可采用一根细棍(直径约2mm),在刚铺的封层上划一条细痕,如慢慢愈合,则表明用水量过多,如保持不变,则表明用水量合适。

3.3 粘聚力试验

粘聚力试验是确定微表处稀浆混合料的初凝时间和开放交通时间,确保微表处罩面层的早期养护和封闭交通的时间。要求初凝时间小于30min,粘聚力值不小于1.2N·m;固化开放交通时间小于60mi粘聚力值不小于2.0N·m。试验方法:TO754。

3.4 湿轮磨耗试验

主要用来控制沥青的最小用量,防止施工后骨料脱落,要求浸水1h、6d的磨耗值分别不大于540g/m2、800g/m2。试验方法:T0752。

3.5 负荷车轮试验

为防止微表处摊铺施工后修复层出现泛油,采用负荷车轮试验控制最大的沥青用量。要求粘砂量测试值不大于450g/m2。

根据试验室的试验数据和工程材料的实际情况,确定混合料配合比,混合料的各项技术指标均符合相关技术规范要求。施工时,水、助剂的用量可根据施工摊铺情况、气温、温度等条件进行适当调整。

4 施工质量控制

4.1 原路面清洗

安排人员或扫地车清扫路表面的树叶、纸屑后,后用水车对黏附在路表面的泥土冲洗,特别是超高路段靠近中央分隔带路缘石附近。水车清洗后路面不得有积水现象,严禁在有积水路面上施工。经冲洗后湿润的原路面有利于稀浆与原路面的粘结,保证稀浆的相对稳定性。

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确定。用水量过小,混合料粘稠,容易过早破乳,不易摊铺;用水量过大,混合料离析,使含有大量沥青的细料上浮在表面,影响路面的摩擦系数,并导致泛油。同时应考虑现场集料的含水量、施工温度、湿度、路面的吸水情况等条件与室内试验的差别,因地制宜地对用水量作适当调整,以保证混合料合适的粘稠度。如果破乳时间太短,混合料易结团硬化,施工难以顺利进行。反之,会延迟开放交通,同时由于沥青在未破乳的情况下随水分浮到表面形成一层油膜,导致出现泛油现象,并使其下面的混合料因水分无法进一步蒸发而难以成型。可以通过调节水量、调整配合比或适当加入一化学添加剂来调节石料与乳液表面电荷的正负与强弱,实现对破乳时间的有效控制。

4.3 横缝及纵缝的控制

前车料摊铺完成后,将末端1～2m内的混合料铲除至齐边并清扫干净。待下一车料摊铺前,用与摊铺宽度相同的铁皮将上一施工段末端1m覆盖,将摊铺车后退,使摊铺箱后缘落在铁皮上,启动摊铺。摊铺车前行后,将铁皮上面的稀浆混合料归人废料车中,并用人工进行横向抹平处理。根据国际稀浆封层协会微表处技术指南规定:纵向接缝搭接宽度不应超过76.2mm,接缝处高出量不应超过6mm。为了使纵向接缝处平滑连接,施工时用工具将搭部分抹平、抹薄,同时可以适当调低摊铺箱搭接一侧的高度,减小搭接处混合料的摊铺厚度。另外,微表处纵向接缝的位置应根据路面宽度合理分配每一幅的摊铺宽度,尽量将纵向接缝放在车道线旁边3～5cm的地方,以改善路面的外观质量,又不至于造成划线困难或使划线成本增高。

4.4 表观质量控制

表面划痕是指混合料在摊铺过程中因存在超粒径料、摊铺箱后缘橡胶刮板不清洁等因素,在摊铺箱的拖动下形成较长的划痕。为了解决划痕问题,最根本的解决办法是严把集料的质量关,在摊铺车内尽可能不混入超粒径颗粒。同时,为了防止破乳成团的混合料造成表面划痕,摊铺完成后要清理干净搅拌缸内结团的混合料。每一车摊铺完毕后,应认真清理摊铺箱,特别是将橡胶刮板清理干净。微表处路面泛油有二种情况,一种是“真泛油”,即设计油石比过大;一种是“假泛油”,即因含水量过大造成沥青上浮。微表处混合料设计油石比的确定必须充分考虑当地的气候条件、交通量大小、原路面状况和材料情况等因素。对于高温地区或者重载、大交通量道路应采用相对较低的设计油石比。另外,微表处摊铺车标定对油石比有很大影响。

4.5 人工局部修整

利用人工进行局部修整时,不宜采用破乳的混合料进行修补,必须迅速将摊铺箱中刚拌和好、尚未破乳的混合料倒人需修补的地方,并及时刮平。

5 结束语

微表处技术是一种功能完善的道路养护方法,它不仅可以迅速恢复和改善原路面的磨损、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车舒适性,提高路面的使用性能和耐久性,还可以提高原路面的承载力和防病害能力。对于降低路面的透水性,治理和改善路面网裂、松散等功能性破坏也有良好的效果。此外微表处的应用对降低路面的噪音污染也有显著的效果。微表处技术完全适用于高速公路路面的养护,与其它的路面施工养护措施相比,微表处技术具有施工快捷方便,大大缩短开放交通时间,节约能源,成本较低等优点因此,微表处技术以其优良的使用性能和显著的社会经济效益,在高速公路养护维修中有着广泛的应用前景。

参考文献

[1]李兵.微表处在高速公路预防性养护施工中的应用.山东交通学院学报.2007年9月.

[2]万欣,陈梦成.微表处在某高速公路中的应用.华东交通大学学报.2007年4月.