河南省郑许高速公路有限公司 河南 新郑 451150
摘要:当前,我国公路事业正处于建养并重的关键阶段,养护任务愈加繁重。公路建设需要发展,同样,养护工作也需要不断更新技术、更新设备,迈向更高的层次。微表处是沥青路面预防性养护技术之一,在修补轻微裂缝方面效果良好,可延长路面使用寿命,保障公路行车安全。基于此,本文在全面了解微表处作用原理的基础上,结合工程案例,对微表处施工技术要点及质量控制措施进行了分析与探究。
关键词:沥青路面;微表处;作用机理;质量控制
引言
随着公路使用时间的不断增加,大量沥青路面步入了养护维修期,路面养护成为了公路部门工作的重中之重。除此之外,因为一些路面结构不合理,施工材料质量不佳,质量控制不良等原因,沥青路面早期损坏问题严重,如何做好路面养护工作,加强养护新技术、新材料及新工艺研究极为关键。目前,在路面养护技术方面,从概念上来讲,主要分为两类,其一,矫正性养护技术;其二,预防性养护技术。预防性养护是指根据路面调查实际状况,及时了解路面病害问题,在病害早期阶段对症采取措施进行养护维修,通过预防性养护,可以避免病害进一步加重,同时能够修复路面轻微破损,让路面保持良好的使用状态,最终达到延长路面使用寿命的目的。微表处是一项成本低、高效的预防性养护技术,采取该技术进行沥青路面养护,可达到良好的应用效果。
一、微表处作用原理
作为一种集经济、快速、机械化为一体的路面预防性养护技术,微表处施工需要将级配适宜的集料,按照一定比例掺加到聚合物改性乳化沥青、改性剂和谁当中,随后进行均匀拌和,并将其用于面层损坏处理。以生产材料和结构组成等角度来分析,微表处可以看作是稀浆封层技术的一种,但两者之间存在很大区别,比如拌和所需沥青材料,微表处所需掺加的沥青材料主要是聚合物改性乳化沥青,此类材料具有较好的高温稳定性,因此,相比之下,对于沥青的软化点具有较高要求。总体来讲,微表处技术的优点主要包括以下几点:
第一,混合料内具有大量粗集料,构造深度大,且具有较强抗磨耗能力;
第二,微表处主要采取间断级配,细集料不多,且具有较大空隙率,噪音污染相对较小;
第三,微表处内的改性沥青具有较强粘附性,集料剥落难度大,可大幅降低路面水损坏产生的可能性;
第四,沥青混合料具有良好的粘附性和稳定性,面层无塑性变形的情况下,无需碾压,即可修复车辙,同时可替代铣刨,解决车辙病害;
第五,此类技术施工方便,基本上不会影响道路的使用。
二、工程概况
随着地区经济的迅速发展,公路沿线交通量不断增加,使得路面承受了巨大的压力,早期病害逐步显现。工程全长28.275km,路面结构为4cmSMA-13+6cmAC-20+7cmAC-25+36cm二灰碎石+20cm二灰土。经调查研究发现,本项目存在裂缝、车辙等病害,但并未造成结构性破坏。为此,决定采用微表处进行路面预防性养护。
三、沥青路面微表处施工技术要点
1、施工准备
第一,施工前,需先进行原路面、基层情况的详细检查,在微表处封层施工前,修补完路面的裂缝、坑槽等病害。
第二,俗话说,“巧妇难为无米之炊”,材料是公路建成实体的物质基础,是工程施工中必不可少的关键因素,对工程质量起决定性作用,也是保障工程质量的前提,若只谈工程质量,而忽视材料质量,那么就是空谈。以经济价值角度来讲,在公路工程总造价当中,材料费用所占比例最高,主要控制在60%-80%之间,材料质量与成本息息相关。从施工及管理角度来讲,唯有重视材料质量,才能提高工程质量。按照施工进度要求,制作及准备数量充足的改性乳化沥青材料,并做好取样检测工作,保证乳液检查合格,方可用于施工。同时,在骨料等材料进入施工现场前,检验其各项技术指标,尤其是砂当量、级配等,若骨料质量不符合规定,则不允许使用。
第三,施工前,做好施工机械组合配置工作,检验、调试设备,保证属于良好的工作状态,避免出现故障、异常情况。对于封层机械,需提前标定,完成标定,且合格的基础上,才能使用封层机。
第四,对于施工现场需指派专人做好交通管理工作,将相应标志、路栏设于指定位置,确保施工现场安全,封层固化成型前期阶段,严禁任何车辆通行。
2、路面清理
完成各项施工准备工作后,应及时清理干净路面,确保作业面洁净、无杂物、无污染。对于沿线路缘石等设施,需采取一定保护措施,待结束施工后,才能显露出来,避免被封盖。路面上的杂物、碎石、泥土等清理干净,保持作业面干净,提高封层施工的粘结效果。
3、洒粘层油
通常情况下,无需洒粘层油,仅在沥青路面贫油严重时,才需喷洒粘层油,采用乳化沥青材料。根据工程实际情况,可在0.3kg/㎡左右控制乳化沥青用量,且粘层油乳化沥青材料应与微表处所使用材料相同。一般在施工放样前,喷洒粘层油,这样可以防止放样线被覆盖。粘层完全固结后,方可进行封层施工。
4、摊铺施工
稀浆封层设备装好原材料后,现场就位,摆好装置,按要求调整摊铺箱的宽度、拱度,并做好走向控制线等设置。待摊铺箱调整后,应保证其和机尾平行,并确定摊铺厚度。
材料均匀搅拌后,进入摊铺箱,待保证混合料稠度等指标符合规定,便可进行路面摊铺,在整个摊铺过程中,合理控制行驶速度,不得超过3km/h,保持匀速前行。同时,确保摊铺量充足,若施工当天气温过高,或者路面太过干燥,需要湿润路面时,应将喷水器开启,湿润路面。
5、接缝处理
本工程采取对接缝处理封层的横向接缝,接缝时,先整平前一施工段末端,并覆盖一层油毡,确保油毡末端和封层材料层边缘平整、对齐。随后,封层机退后,摊铺槽后缘落于油毡上面。待结束后,方可开启封层机进行摊铺施工。最后将油毡及其上方的混合料清理。
对于封层的纵向接缝,本工程以搭接缝为准进行处理。为了确保接缝效果,需合理控制搭接宽度,根据现行规定要求,微表处技术处理时,纵向接缝搭接宽度需控制在76.2mm以内,接缝位置多出量不宜超过6mm。一般来讲,纵向接缝位置对路面表层的美观性影响较大,为此,多在车道线上布设纵向接缝,这样可以起到美化路表的效果。
6、养护及开放交通
施工之后,微表处封层需要一定时间完成破乳成型,在此阶段,严禁车辆通行,需封闭交通。严格按照混合料含水量情况、粘结力变化确定养护周期。一般来讲,若粘结力满足1.2N·m的情况下,表明混合料已进入初步凝结时期,若粘结力满足2.0N·m,则说明混合料凝固状态良好,可满足开放交通的条件。开放交通后,需及时撤掉标识、路栏,不得存在任何障碍物,确保道路畅通。
7、性能检测
施工结束后,为了检验路面微表处养护施工质量,需对其平整度、摆值、构造深度、渗水系数进行检测,所得结果如表1所示。
项目 | 施工前 | 施工后 | 技术要求 |
平整度/mm | 3.6 | 2.1 | ≤5 |
摆值/BPN | 53.7 | 69.2 | ≥45 |
构造深度/mm | 0.62 | 0.73 | ≥0.60 |
表1 微表处路面施工前后性能检测
由此可见,相比微表处施工前,施工后路面性能明显提升,说明微表处施工效果良好。此外,还对渗水系数进行了检测,检测结果为0,说明微表处防水效果明显。
四、沥青路面微表处养护质量控制
1、混合料破乳过早控制
在施工过程中,混合料破乳过早,势必会影响施工质量。为了避免混合料破乳过早,在混合料拌和、摊铺等施工阶段,需确保施工稳定性。具体控制方法包括以下几种:
第一,添加适量缓凝剂,比如乳化剂水溶液等,要求严格按照室内试验结果确定缓凝剂的类型及用量,不得采取经验主义,随意采用。
第二,根据室内试验结果,合理控制混合料当中填料的用量,这样也可满足延缓破乳的作用。
第三,施工时,若路表温度太高,势必会增加混合料摊铺的难度,这种情况下,可湿润路面,即开启封层机上的预湿水装置,在一定时间内迅速降低路面温度。
第四,若施工当天气温过高,尽可能不在高温时段施工,可选择在早上、晚上等时间开工。
第五,根据实际情况,适当调节乳化沥青的配合比,例如,加大乳化剂的用量等。
2、摊铺厚度控制
摊铺厚度与集料最大粒径之间存在必然联系,一般来讲,对于集料最大粒径来讲,混合料的摊铺厚度在其0.95-1.25倍之间。因此,在整个摊铺施工阶段,需要详细检测及合理控制摊铺厚度。摊铺厚度检测时,每1000m测5个断面,各个断面设3个检测点,测点主要设在路中间、两侧位置,施工厚度允许偏差控制在±2mm左右,若在偏差值范围以外,需及时调整。
3、车辙修补控制
沥青路面是我国高等级公路的主要路面结构形式,相比其他路面材料,沥青路面优点很多。随着交通运输需求的逐年增长,路面出现了不同程度的早期病害,经实践考察可知,车辙病害是路面病害之一,对于道路自身及车辆、人员来讲,一旦形成车辙,便会带来危害。为此,在施工阶段,需做好质量控制工作。本次研究的重点为车辙,为解决车辙病害,施工后需进行质量检测,可采用激光车辙仪或综合检测车按照试验要求进行测定,并统计车辙深度。经检测可知,车辙平均最大车辙在0.3-2.3cm之间,经统计,车辙深度在1cm以内的占比81%,车辙深度在1-1.5cm的占比17%,车辙深度在1.5-2.0cm之间的占比2%。由此可见,通过微表处养护维修后,路面车辙病害得到了修复,且施工效果良好。
五、结束语
综上所述,近年来,中国经济进入了发展的快车道,各地公路网日渐完善,公路通车里程越来越长,在使用过程中公路病害问题也不断凸显。为了优化路面结构,改善路面使用性能,修复路面病害,必须重视公路路面养护施工。目前,在公路预防性养护施工当中,常用的公路养护技术包括微表处、稀浆封层、雾封层等,其中微表处因其技术优势,在公路路面养护施工中合理应用微表处具有良好的应用效果。
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