稀浆封层在高速公路养护中的应用

'微表处在高速公路养护中的应用摘要:近年来，我国的公路建设有了快速的发展，已初步形成了一个干支衔接，四通八达的公路网，因此今后的重点必将从新路的建设转向旧路的养护。在国外，微表处技术已广泛应用于高速公路的养护，并被证明是一种具有很高性价比的养护措施。在我国稀浆封层也已逐步用于高速公路的养护中.关键词:微表处高速公路养护一、微表处技术概况随着交通量的日益增长，车辆大型化，重载、超载严重，以及车辆渠化等，交通对路面的要求越来越高。而沥青路面对气温、雨水和日照等自然因素十分敏感，其承载能力和防止病害能力相对偏低，直接影响沥青路面的使用性能和耐久性。因此，为了加快养护速度、提高养护质量、降低养护成本，我国一些科研机构和施工单位，在借鉴国处成功经验的基础上，在高速公路上进行了稀浆封层的研究和应用，取得了一定的成功。微表处是采用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与乳化沥青、外掺剂和水按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀摊铺在路面上形成的沥青封层。在水分蒸发干燥硬化成型后，其外观与细粒式沥青混凝土相似，具有耐磨、抗滑、防水、平整等技术性能，施工快、造价低、用途广、能耗省、是一种沥青路面养护新材料、新工艺、新结构。实践证明，使用稀浆封层维修养护路面，大大改善了施工条件，从装料、配比、拌合、摊铺，自始至终在常温条件下操作。乳化沥青与砂石料都不需加热，没有繁重的体力劳动，完全由机械自动操作，减轻劳动强度，显著降低有害物质的排放量。从乳化沥青与热沥青厂周围监测结果表明，乳化沥青厂检测有害气体比热沥青厂降低14-136倍，低于国际环境保护要求标准。采用稀浆封层8 技术维修路面不仅延长了道路的寿命，也延长了施工人员的寿命。安新路原施工路面结构：面层为8cm厚中粒式沥青混凝土、5cm粗粒式沥青砼、7cm热拌沥青碎石；基层为20cm厚水泥稳定基层，底基层为35cm厚石灰土底基层。由于安新路是国内主干线,随着经济的发展,近年来交通量增加迅猛,而且大型、重型货车居多，对路面造成了严重的磨损，降低了路面的平整度。为了改善路面平整度，恢复路用服务功能。安新路在2005年8月份在K544+800－K547+800做了三公里(全幅)微表处的试验段.一、微表处前对路面的粗骨料(4．75~9．5mm)选用硬质的玄武岩石料，以确保微表处的抗滑性能不会随使用期限的延长而迅速衰减；4．75mm以下部分采用洁净、针片状含量少的石灰岩石屑，以改善沥青与石料的粘结，降低材料成本。经过试验比选，粗料与细料按照1：3的比例掺配，合成级配满足微表处III型级配要求。石料筛分结果见表1。石料筛分结果筛孔合成值筛分结果（mm）ISSA-III给级配(%)试验方法9.5100100T0327-20004.7578.070-902.3650.945-701.1834.028-500.623.119-340.314.212-250.1511.37-180.0756.65-15集料砂当量试验结果8 砂当量技术指标试验方法83.4≥65T0334-1994乳化沥青微表处必须采用慢裂快凝的改性乳化沥青，在标准气温25ºC时拌各时间不少于120s。当气温为30ºC时，拌和时间应不少于180s，拌和后的混合料、沥青能均匀地裹覆在骨为表面，没有花白现象，拌完后的混合料在手中用力攥紧出水并粘成黑球，落地后不散。安新路选用BCR改性沥青,稀浆封层技术的特点和作用一、乳化沥青稀浆封层技术是乳化沥青在路面工程中应用的新发展。由于拌和稀浆是加入了较多水分，是稀浆混合料具有较好的流动性和粘附性，从而更充分地发挥了乳化沥青的优点。和热拌沥青混合料相比，稀浆封层混合料具有如下特点：1、沥青与矿料的粘结力提高用阳离子乳化沥青拌制稀浆混合料时，沥青乳液中的沥青微粒表面带有正电荷，湿矿料表面带负电荷，由于异性电荷相吸的原因，沥青微粒可透过矿料水膜，牢固地吸引在矿料表面。若采用阴离子乳化沥青，在拌和稀浆混合料时，在矿料中若加入水泥或石灰粉，使矿料表面附有钙、镁离子，带有正电荷，沥青与矿料的粘结力同样得到提高。2、与原路面结合牢固摊铺稀浆封层混合料时，只要原路面扫净润湿，稀浆中沥青微粒能与原路面上露出的矿料很好的粘结，稀浆能渗透到路面缝隙中去，加强与原路面的结合。3、沥青能够完全裹覆矿料在拌和稀浆涂料时,加入的水对沥青乳液起到了稀释作用、降低了沥青乳液的粘度，使之有着更好的流动分散性，使沥青微粒完全地均匀裹覆在所有矿料表面上，形成一定厚度的沥青薄膜，既有足够的结构沥青粘附矿料，又无更多的自由沥青降低混合料的热稳定性和强度。4、强度高、耐久性好8 稀浆封层混合料所用矿料级配较细，接近于热拌细粒式沥青混凝土。由于其是在常温下拌和、摊铺，不存在沥青在加热中可能发生的老化问题，带稀浆混合料破乳固化成型后，其强度和耐久性高于一般热拌沥青混合料。在公路养护中作业应用乳化沥青稀浆封层技术，主要有以下作用：1．防水作用稀浆混合料的集料粒径较细，并具有一定的级配，在铺筑成型后，能与原路面牢固地粘附在一起，形成一层密实的表层，从而防止雨水或雪水通过裂缝渗入路面基层，保持了基层和土基的稳定。从透水系数测定结果看，铺筑稀浆封层厚的路面基本不再透水。2．防滑作用由于稀浆混合料摊铺厚度薄，沥青在粗、细集料中分布均匀，沥青用量适当，没有多余的沥青，从而使铺筑稀浆封层后的路面不会产生光滑、泛油等病害，具有良好的粗糙面，路面的摩擦系数明显增加，抗滑性能显著提高。3．填充作用由于稀浆混合料中有较多的水分，拌合后成稀浆状态，具有良好的流动性，可封闭沥青路面上的细微裂缝，填补原路面由于松散脱粒或机械性能破坏等原因造成的不平，改善路面的平整度。4．耐磨作用乳化沥青对酸、碱性矿料都有着较好的粘结力，所以稀浆混合料可选用坚硬的优质抗磨矿料，以铺筑有很强耐磨性能的沥青路面面层，延长路面的使用寿命。5．恢复路面外观形象对使用年久，表面磨损发白、老化干涩，或经养护修补，表面状态很不一致的就沥青路面，可用稀浆混合料进行罩面，遮盖破损与修补部位，使旧沥青路面外观形象焕然一新，形层一个新的沥青面层。二、稀浆封层原材料基本要求1、随着施工时间与季节的变化，改性乳化沥青的破乳速度应能随时变迁，改性乳化沥青的破乳时间必须做相应的调整，在乳化剂与外加剂的选择及乃是上都应做适当的调整。2、矿料8 矿料应采用碎石、轧制砾石、石屑、砂等。矿料的颗粒粒径组成，应符合稀浆封层骨料级配要求，压碎值不打于28%，洛杉矶磨耗值小于30%，吸水率小于2%，对沥青粘附性大于4机，骨料外形呈立方体，针片状含量小于10%，砂当量应大于60%。矿料混合料在添加填料之前，其砂当量不得小于45%3、填料水泥、熟石灰、硫酸安、粉煤灰均不得含泥土杂质，并应干燥、疏散，没有聚团和结块，且小于0.075mm的颗粒含量不应小于80%。一般在低温季节施工时，掺入少量（1%~2%）水泥，可以缩短混合料破乳时间，提高粘聚力，加速开放交通时间，但是加水泥不是对所有稀浆混合料都有相同作用，有的正起着相反的效果，因此选用填料不可随意套用，必须事先通过室内实验选定。4、水可采用饮用水5、外加剂可采用液体或固体的材料，并应于矿料等拌合均匀；采用外加剂不得损失沥青和混合料的整体强度。一、做稀浆封层前应对原路面做好如下处理（1）坑槽、宽缝处理用直尺测定破坏部分的范围和深度，按“圆坑方补”8 的原则，用直尺划出大致纵、横线与中心线平行或垂直的挖槽修补轮廓线，挖出的坑槽要规整，应为长方形或正方形。开槽应开凿到稳定部分，槽壁应垂直成线，并将槽底、槽壁松动料清扫干净。填补用的混合料级配类型，原则上应与原路面结构、层次相一致。在填入沥青混合料前，必须用电吹风或压缩空气将坑槽内的浮灰或零散粒料清除干净并将坑槽周围的浮灰及粒料清扫干净。在干净的槽底、槽壁上薄刷一层粘结沥青，随即将拌和好的沥青混合料填入槽内，用耙子将粗细混合料摊铺均匀，坑槽边缘填入细料，填入的混合料应留有虚方量，虚方量应根据坑槽的几何尺寸、料温、混合料的粗细及压实程度而定，虚方量一般为坑槽容积的15%-25%。如坑槽很深可分为填料分层碾压，直至完成为止，坑槽较大可根据情况分几个区域，先将一区域填料碾压然后再将其他区域填料碾压，注意要保证各个区域的密实度、高度及接缝的一致。符合填料标准后，将坑槽边缘周围的废料清除干净并回收，用压路机静压，先压缝处1-2遍，后压中心，最后用振动碾压3-5遍，先压横向，在压总想，要保证修补处的密实度及平整度。在碾压得同时要注意边缘处是否多料或缺料，多料应及时清除，少料应及时填补。（1）路面裂缝的维修方法由于路面基层温缩、干缩引起的纵、横向裂缝，缝宽在6mm以内的，宜将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹去灰尘后，采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵;缝宽在6mm以上的，应剔除缝内杂物和松动的裂缝边缘，或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净，采用砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充、捣实，并用烙铁封口，随即撒砂、扫匀；也可采用乳化沥青混合料填充。对轻微的裂缝：在高温季节采用喷洒沥青撒料入法修理，或进行小面积封层；在低温、潮湿季节宜采用阳离子乳化沥青封层或采用相应级配的乳化沥青稀浆封层；因土基、路面基层的病害或强度不足引起的裂缝类破损，首先应处理土基或基层，然后再修复路面（2）路面麻面松散的维修方法因低气温施工的沥青面层造成麻面或松散，可收集好松散料，待气温上升时清扫干净，重做喷油封层，并用轻型压路机压实；如在低温潮湿季节，可用乳化沥青碎石混合料修理；小面积麻面可用微表处修理；由于油温过高，粘结料老化而造成松散者，应挖除重铺；由于基层或土基松软变形而引起的松散，应选处理基层或土基的病害，而后重做路面；如因采用酸性石料与沥青粘附性造成松散，则应在沥青中掺加抗剥离剂、增粘剂或用干燥的生石灰、消石灰、水泥作为填料的一部分，或用石灰浆处理粗集料等抗剥离措施，改善沥青与石料的粘附力，提高沥青混合料的水稳定性。（3）路面油包的维修方法在气温较高时（或用加热器烘烤发软后），将油包铲除，而后找补平整，再用烙铁烙平。属于油钉或撒漏形成的油包，在气温高时铲去即可。（4）路面拥包维修方法属于基层原因引起较严重的拥包，用挖补方法先处理基层，然后再重做面层。由于面层原因引起较严重的拥包，应在气温较高时（或用加热器烘烤发软后）铲除，而后找补平顺，用烙铁烙平；面层较厚、拥包范围较大、气温降低时，可采用路面铣刨机铣平。已趋稳定的轻微拥包，可在高温时直接铲平。（5）路面泛油的维修方法8 对于泛油路段，应先取样作抽提试验，求算出油石比，然后确定不同的处治措施。含油量高的严重泛油路段，一般在高温季节撒料强压处理，先撒一层S10（10-15mm）。或更粗些的碎石，用重型压路机强压入，达到基本稳定后，再分次撒S12（5-10mm）的碎石，引导行车碾压成型。泛油较重路段，根据情况可先撒S12（5～10mm）的碎石，待稳定后，再撒S14（3～5mm）石屑或粗砂，引导行车碾压。轻度泛油，可撒S14（3～5mm）的石屑或粗砂，通过行车碾压至不粘轮为度。撒料必须先撒粗料后撒细料，撒布要均匀，无堆积、无空白；均匀压入。在行车碾压过程中，要及时扫回飞散的集料，待泛油稳定将多余的集料清扫回收。五、稀浆封层的摊铺1．在合格的面层上，方可铺筑混合料；根据封层路幅全宽，调整摊铺机宽度；摊铺必须均匀，缓慢，连续不间断地进行。2．将符合要求的各种材料分别装入摊铺机，矿料的湿度应均匀一致；办好的稀浆封层流入摊铺箱，当混合料体积大到摊铺箱容积的2/3左右时，开动摊铺机以1.5~3km/h(0.4~0.83m/s)均匀的速度行驶，其摊铺速度根据拌和能力、摊铺厚度、宽度及连续摊铺的长度而定。3．稀浆封层摊铺后，应立即使用橡胶耙进行人工找平；找平的重点是：横、纵向接缝，过厚、过薄或不平处，对超大粒径矿料产生的纵向刮痕，应尽快清除并填平路面；在混合料摊铺过程中随时检查其宽度、厚度、平整度，对不合格的路段应及时进行返工处理4．接缝处理在稀浆封层施工中，要控制接头、接缝的衔接和平整度。纵、横向接缝不可有空白或过度的隆起，以3m直尺测量接缝处高差应小于3mm。纵横向接缝采用对接。在先铺筑的接缝处进行预洒水处理有助于稀浆混合料的粘结，而用橡胶刮耙处理接缝处的突出部分非常有效，再用扫帚进行扫平，是纵向接缝处变得平顺，总体外观更佳，横向接缝过多过密会影响外观和平整度，同时要尽可能减少横缝的数量，提高接缝的施工水平。六、施工质量控制1．施工前必须提供材料的合格试验报告，方可使用2．施工前必须提供混合料的试验报告，在确认材料没有发生变化和符合要求，方可施工；当乳化沥青的蒸发残留物含量和矿料含水量发生变化时，应调整配合必是指符合要求，并按调整后的施工配合比施工8 3．稀浆封层施工外观质量应符合下列要求：1）表面平整，密实，无松散，无轮迹;2）纵、横缝衔接平顺，外观色泽均匀一致;3)与其他构造物衔接平顺,无污染;4)摊铺范围以外无流出的稀浆混合料;5)表面粗糙，无光滑现象。   通过以上分析我们可以了解到,稀浆浆层技术是一种功能完善的道路养护方法，它不仅可以提高路面的抗滑性和耐磨性，改善路面平整度和行车舒适性，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。 微表处技术完全适用于高速公路的养护，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，因此具有较好的社会经济效益和广泛的应用前景。参考文献:《公路沥青路面养护新技术》2001人民交通出版社常奎和、高群《改性稀浆封层施工技术》2001石油工业出版社姜去焕、钦兰成、王立志《高等级公路路基路面养护技术》2003人民交通出版社徐培华《公路沥青路面技术技术规范》人民交通出版社2005-01-018'