沥青微表处治在高速公路预养护中的应用论文_麦义生

沥青微表处治在高速公路预养护中的应用论文_麦义生

广东华路交通科技有限公司

摘要:微表处技术是高速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。

关键词:微表处治;高速公路;预防性养护

引言

“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。微表处治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治技术在高速公路养护工程中的应用。

一、高速公路预防性养护措施概述

高速公路预防性养护是一种在路面没有结构性损坏,存着功能性缺陷的情况下,采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用—效益的养护策略。预防性养护在没有提高路面结构能力的情况下,延迟路面的损坏,维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。与之相对的就称为高速公路矫正性维修,常见的方式就是铣刨重铺路面面层。

1、高速公路预防性养护技术的内涵

(1)预防性养护技术可修复路面功能性损坏,延缓路面结构性损坏

预防性养护技术是一种“未雨绸缪”式的技术,用于路面状况良好或仅有少量病害的路面,在路面某种病害出现或继续恶化之前即采取适当的养护技术恢复路面的使用性能。预防性养护技术本身对于路面结构性能的提高没有任何帮助,但却可通过修复路面功能性损坏的方式延缓路面的结构性损坏。

(2)预防性养护技术是科学的技术体系,而非单一的养护措施的应用

在最合适的时间,将最合适的措施,应用在最合适的位置,是预防性养护措施的核心理念。预防性养护技术并非指单一的养护措施的应用,而是指周期性、系统性的成套养护策略的应用。

(3)预防性养护技术仅针对项目级系统,不适用于网级系统

预防性养护技术主要着重于路面的单一类型损坏,在修复某种路面损坏的同时,兼顾其余路面损坏。预防性养护技术的针对性更强,着眼点更具体。

2、目前,广东省内常用的沥青路面预防性养护处治措施有裂缝封堵、雾封层、微表处、

超薄粘结磨耗层等。各种预防性养护措施在路面保护中所起的作用是不一样的。

2.1裂缝封堵

与传统的开槽灌缝不同,目前新型的裂缝封堵技术是应用橡胶沥青材料对裂缝进行条带封堵。利用橡胶沥青材料受热延伸且与沥青路面同质密实粘贴的特点,对裂缝周边进行包裹,形成不渗水的条带物,有效地避免了路面二次渗水损坏。

2.2雾封层

雾封层是一种将乳化沥青稀释液或特制路面保护剂喷洒在现有沥青路面上的预防性养护技术。目前常用的雾封层按使用材料可分为两大类,一类是普通乳化沥青类雾封层,另一类是含“再生剂”类沥青乳液。雾封层措施一般应用于无结构性病害、松散脱落病害严重、微细裂缝、渗水较严重的路段,选择分段时,首先要考虑这些因素;同时,要考虑段落长度适应施工工艺、交通影响、交通控制、交通量及轴载状况、路线线形、坡度、构造物等问题。雾封层的成本较低,使用寿命较短,其主要的功能属性是密水。

2.3微表处

微表处是一种典型的预防性养护措施,是对旧沥青路面实施保护的又一个层次,当雾封层或封闭微裂缝等措施无法满足保护路面的效果时,且就路面结果强度储备尚够,无明显结构性病害等情况下,可以采用微表处措施。微表处可以改善道路面层构造深度,提高路面抗滑性能;封闭道路表面下渗水,防止道路基层受水侵蚀破坏;弥补沥青面层贫油情况,修复沥青面层功能;比热沥青施工快、约一个小时即可开放交通,减少施工对交通的影响;修复较浅的车辙。微表处措施的主要功能属性为密水。

2.4超薄粘结磨耗层

超薄粘结磨耗层这种措施形成于 1988 年,由法国的 SIR 开发,特性类似于 SMA,采用优质轧制集料,间断级配。超薄磨耗层可以提供卓越的抗滑性能,同时可修复路面的轻微裂缝、松散、老化等病害,并可减少行驶噪音,增强路面的横向排水能力。超薄磨耗层措施的主要功能属性为功能恢复。

二、沥青微表处治的施工准备

1、原材料

改性乳化沥青:改性乳化沥青是微表处的粘结材料,其质量的好坏对封层质量的影响最直接、明显。改性乳化沥青的特征主要与乳化剂和改性剂的选择有关。为了达到快开放交通的要求,乳化剂必须是慢裂快凝型的阳离子乳化剂,且所用乳化剂不能对沥青性能造成影响。对各种沥青的适应性要好,与改性剂要有良好的配伍性。改性剂的选择应根据不同地区的气候、交通特点进行试验后确定。

集料:用于微表处的集料,必须坚硬、耐磨,不含泥土杂质,同时还应当满足路用石料的各项技术要求,经过多方面的比较和筛选。用于微表处的集料还应符合一定的级配标准。首先,在集料中要有一定数量的粗料起骨架作用。粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降,导致封层强度和高温稳定性降低;其次,需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性、耐久性及和易性。室内拌和试验和稠度试验表明,如果混合料级配过粗,由于混合料的孔隙率偏大,拌和时会离析分散,大颗粒沉淀不能形成稠度适宜的粘稠浆体。

微表处所用矿料通常选用玄武岩矿料,其级配有2种:MS-2型和MS-3型。MS-2型最大公称粒径为4.75mm,MS-3型公称粒径最大为9.5mm,这其中以MS-3型为首选级配。

矿粉:矿粉的主要作用是改善矿料级配。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用石灰岩或岩浆岩中强基性岩石等增水性石料经磨细得到的矿粉,质量满足JTG F40-2004有关要求。

水:微表处用水不得含有有害可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其他污染物,一般采用饮用水即可。

添加剂:控制其快凝性和提高粘结力,应通过拌和设计确定,添加剂和其他成分的可混性施工前必须得到检验。如用水泥作为添加剂应采用普通硅酸盐水泥。

2、配合比设计

微表处配合比的设计,应充分考虑使用要求、原路面状况、交通量及气候条件等因素。微表处工程质量与配合比有密切的关系,要求配合比必须由具有相关资质的单位设计,MS一3型油石比为6.0% 一8.5%。

3、作业面准备

微表处施工前应对原路面进行全面调查。原路面标线需清除干净。原路面必须具有足够的强度,因为微表处本身并没有补强的作用。原路面如果存在坑槽、裂缝、松散等病害时,应先处理好病害再进行微表处。对宽度超过5mm的裂缝应进行灌缝处理,对深度超过40mm 的车辙需进行挖补或铣刨处理。对于深度在15~25mm以内的车辙应首先进行微表处车辙填充,再进行微表处罩面或者采用双层微表处。对于深度在25~40mm以内的车辙应首先用多层微表处填充,摊铺完第一层行车碾压24h确认成型后,方可在上面进行第二层摊铺。

4、施工机械

采用3-4台微表处专用车进行施工,以确保施工质量。其他配备设施包括石料筛分配料仓一台、装载机一台、水车一台、自动上料机一台等。

三、沥青微表处治施工工艺

⑴交通封闭:专职安全员按照工长预先安排的施工段提前到场,将所施工的路段按规定设置好施工指示牌、限速牌、安全导帽、封闭红线等安全设施。施工现场整个用安全导帽和封闭红线严格封闭,禁止任何非作业人员和机动车驶入。在施工现场的前后方位置设置前方施工、注意慢行标志及指示牌、限速牌,摆放整齐规范,保证施工路段不被损坏。

⑵清扫路面:人工将施工路段路面清扫干净,对进行过挖补工序的段落更是要彻底清除浮动材料。对路面清扫困难的路段提前一天用水车清洗干净,然后在施工前再清扫。

⑶封层车车组人员(司机、操作手、调平工)在料场提前将石料、乳化沥青、水加满。

⑷耙工、锹工在封闭好的路段内准备好工具,做好施工准备。

⑸封层车到现场后,调平工配合操作手,做好摊铺槽连接,预调好摊铺厚度。

⑹操作手指挥司机调整好摊铺槽位置。

⑺根据摊铺幅宽,封层车最低时速(15m/min),操作手标定好厚度、油石比。

⑻操作手先启动给水阀,随之启动油阀和供料阀,进行搅拌,待混合料充满摊铺槽时,指挥司机启动封层车。

⑼司机沿路缘石或边线低速(一般以低档怠速)前进,保证线形直顺,并随时从反光镜中观察后面摊铺情况,注意操作手指挥手势。

⑽操作手根据骨料干湿程度和拌和稠度,随时调整用水量,以保证混合料的稠度,并随时调整摊铺槽分料器转向,始终保持摊铺槽内拌和料分布均匀。

⑾调平工根据路面情况随时调整摊铺厚度,随时检查厚度。

⑿锹工随车随时填补或铲除摊铺不均匀的地方,并铲除稀浆外溢,保证路肩不被污染。⒀耙工对拌和料分布不均匀(超厚、过薄、大料划道)进行修补。

⒁连续上一车段落时应重叠一个摊铺槽的宽度,并及时刮除初试时外流的稀浆,达到没有明显痕迹,连续顺势。

⒂与构造物(一般视桥面类型,黑色桥面直接铺过去)衔接处应顺势、无跳车现象,铲除多余料,禁止污染。

⒃在铺中间幅时,调整好摊铺槽宽度,槽脚重叠不宜过宽(保证摊铺槽脚宽即可),重叠部分的冷料应清除刮平,作到平整、顺势。

⒄根据拌和料破乳凝固情况,掌握通车时间,据此确定最后一车料的收工时间。

⒅掌握拌和料在不同气候条件下的破乳时间,以便确定在不同气候条件下的施工时间。

⒆交通封闭人员保护好施工路段,保证路面凝固前免遭人为损坏,并对局部损坏进行及时维修。

⒇在稀浆混合料破乳凝固后,撤除各种标志,开放交通。

四、沥青微表处治施工注意事项

微表处治的施工应充分考虑气候因素,做到以下几点:

①气温达到13℃且持续下降时不得施工,但气温达到10℃并持续上长时可以施工;

②雨后路面积水未干或未清除以前,不得施工;

③施工养护成型期内可能降雨,则不得施工;

④养护成型期内气温大于10℃。

⑤落实交通管理,并有专人负责,配备专职安全员负责交通及生产安全。

结束语

总之,微表处治施工适合于路面病害程度较轻、还未出现严重破坏的高速公路路面小、中修工程,可以处理路表面的松散、表面细小裂缝、车辙和坑槽等各种病害,提高路面的抗滑性和防水性,改善路面平整度和行车舒适性。微表处施工方便、成本低、材料环保无污染,成型时间短,不影响交通,经济效益和社会效益显著,可以在高速公路的养护中推广应用。

参考文献:

[1]李红梅,倪富健.基于车辙发展分析的高速公路沥青路面养护措施的费用-效益研究[J]. 2016.5

[2]任奕,谈至明,柳正华.沥青混凝土路面预防性养护效益计算及参数[J]. 公路. 2016.8

[3]童毅. 高架桥梁排水沥青路面的设计应用与优化设想[J]. 城市道桥与防洪. 2016.6

论文作者:麦义生

论文发表刊物:《防护工程》2019年12期

论文发表时间:2019/9/4

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