微表处在甬金高速公路养护工程中的应用研究

马羽中,高善东

(浙江交工高等级公路养护有限公司,浙江杭州 310051)

微表处技术于 20世纪 70年代在欧洲出现,现在已成为美国、加拿大、欧洲及其他一些国家和地区高等级公路主要养护手段之一。微表处是由聚合物改性沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配合比拌和并摊铺到原路面上,达到快速开放交通要求的薄层结构,其对车辙的填补、路面抗滑性能的恢复、路表水下渗的封闭、路面平整度的提高及泛油处治等,具有独特的功能,而且具有施工工艺简单、成本低和污染小等特点[1-2]。

甬金高速公路金华段经过数年经营,由于长期的渠化交通、超载车辆碾压及夏季连续高温等综合因素的影响,部分路面出现了轻微车辙、裂缝、松散等早期损坏现象,通过路面检评和分析,已经达到预防性养护合适的路面和合适的时机要求[3-5],通过科学比选各种预防性养护技术的优缺点,杭金衢分公司采用了微表处技术对路面进行养护。本文结合甬金高速公路微表处施工的情况,浅谈微表处在高速公路养护工程中的应用。

1 施工方案

通过对路况详细的调查和分析,采用的方案如下。

1.1 设置安全作业区

按照高速公路安全施工规范放置安全标志牌,安排专门安全员指挥过往车辆,在安全区内进行施工。根据施工情况,采用半幅施工半幅通行,当天施工当天放行。

1.2 微表处摊铺

微表处摊铺采用微表处摊铺机摊铺,且设备装有强力双轴搅拌系统,物料配比 PC程序控制准确,搅拌均匀,混合料质量稳定。

微表处摊铺对原路面要求:

(1)施工前对路面进行清扫,做到无泥土、杂物等。

(2)原路面要有足够的强度,路面有裂缝必须在摊铺前灌缝预处理;有坑槽、翻浆病害必须摊铺前挖补预处理。

(3)路面拥包严重必须先铣刨掉高出原路面部分,再进行微表处摊铺,保证摊铺后的平整度和路面排水顺畅。

(4)车辙深度＜15mm一次性罩面摊铺,车辙深度＞15 mm要进行两次摊铺,第一次对车辙部分进行填充,通车碾压后再进行第二次罩面摊铺。

2 配合比试验

微表处混合料由矿料、改性乳化沥青、填料、水和添加剂等 5种材料组成。为了确保微表处路面良好的使用质量和良好的防水、抗滑耐磨性能,根据相关规范规定,确定了各种原材料及混合料配合比[6-7]。

2.1 骨料种类及规格的选择

采用MS-Ⅲ型级配,石料采用玄武岩 2#(5～10 mm)、3#(3～ 5mm)、4#(0～ 3mm), 骨料级配及混合料砂当量(77%)符合规范要求,筛分结果见表1。

表1 矿料砂当量与级配

2.2 改性乳化沥青用量的确定

根据规范推荐和经验可知油石比为 6.0%-8.5%,拟定沥青用量分别为 6%、6.5%和 7%进行拌和试验,根据湿轮磨耗与负荷轮试验,确定沥青的最佳用油量。试验结果见表3。

表2 微表处混合料技术指标

表3 混合料磨耗附砂试验结果

拌和、粘聚力试验等各项试验结果均符合规范要求,考虑气候及交通特点等原因,确定沥青用量为7%,计算出改性乳化沥青用量为 10.9%,因此确定混合料配合比为骨料:改性乳化沥青:外加水量(助剂): 填料=100∶10.9∶7.0(0.5%)∶3.0, 然后进行混合料负荷轮碾压试验验证配合比的正确性。试验结果见表4。

表4 混合料的负荷轮试验结果

从各项试验结果可知,确定的混合料配合比均满足规范要求。

3 微表处的施工

3.1 施工准备

3.1.1 施工前对材料应按下列要求进行准备

(1)施工用的乳化沥青、矿料、水、填料等应进行质量检查,符合规范要求后方可使用。

(2)矿料中的超粒径颗粒必须筛除。

3.1.2 施工前对施工机具应按下列要求进行准备

(1)各种施工机械和辅助工具均应备齐,并保持良好工作状态。

(2)摊铺车在以下情况下必须进行计量标定:1)机器第一次使用时;2)机器每年的第一次使用时;3)新工程开工时;4)原材料改变配和比发生较大变化时。

(3)通过摊铺车的标定,得出摊铺车各料门开度或泵的设定等与材料质量的关系曲线,出具标定报告。

(4)施工现场应设专人管理交通,施工路段应设明显标志控制交通。

3.2 施工工艺

微表处工艺的基本施工程序。

图1 微表处工艺的基本施工程序

3.2.1 原路面局部铣刨处理

微表处施工摊铺前将路面局部拥抱、推移部分铣刨至与原路面等高。

3.2.2 微表处罩面(厚度约 10 mm)

3.2.3 微表处的摊铺施工

4 施工质量控制

4.1 施工前的材料与设备检查

(1)施工前提供原材料的检测报告,并确认符合要求。

(2)施工前材料的质量检查应以同一料源、同一次购入并运至生产现场(或储入同一储罐)的相同规格品种的集料、改性乳化沥青等为一“批”进行检查。矿料平时应用防雨布覆盖,或采用有效的防潮措施,保证其干燥.检查频率和要求如下表所示。

表5 微表处施工前的材料质量检查与要求

(3)施工前提供混合料的设计报告和检测报告,在确认材料没有发生变化和符合要求后方可施工。当改性乳化沥青蒸发残留物含量和矿料含水量发生变化,必须调整摊铺车的设定,确认材料配比符合设计配比后可施工。

4.2 施工过程的质量控制

施工中对稀浆混合料进行抽样检测,抽检项目、频率允许误差如下表所示。

表6 微表处施工前的材料质量检查与要求

5 微表处路段检测

微表处完工后一个月,根据相关要求对施工段进行了路面表观质量、路面渗水、摩擦系数及构造深度的质量检测和验收,由于微表处车辙填补技术为不等厚摊铺,因此本次检测未进行厚度检查,最后与施工前进行了比较,结果如表7所示。

表7 微表处施工段检测结果

检测结果显示,微表处施工后路面的抗滑性能得到了极大的改善,且渗水系数为 0,有非常好的密水效果;路面的平整度得到了很大提高,微表处外观平整、美观、无松散、无裂缝,取得了很好的预防性养护效果。

6 结束语

(1)微表处填补车辙工艺先进,无需大规模铣刨,施工速度快,成本低,施工后表面防水及抗滑性能大大提高,彻底改变了车辙内存水易产生水漂等安全隐患的情况,效果很好。

(2)由于施工前期对原路面的推移及拥包进行了铣刨处理,故微表处填补车辙后路面的平整度有了较大提高。

(3)微表处改善了路表功能,降低了道路破坏速率,满足了高速公路沥青路面预防性养护的要求。

[1] 郭忠印,李立寒.沥青路面施工与养护技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 徐培华.高等级公路路基路面养护技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3] 朱建东.公路沥青混凝土路面预防性养护对策的选择研究[J].上海建设科技, 2006(2):55-59.

[4] 董瑞琨,孙立军.路面预防性养护时机确定方法探讨[J].中国安全科学学报,2004(3):63-65.

[5] 姚玉玲,任勇.沥青路面的预防性养护时机[J].长安大学学报,2006(6):19-22.

[6] 交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

[7] 虎增福.乳化沥青及稀浆封层技术[M].北京:人民交通出版社,2001.