论文部分内容阅读
摘要：随着社会的发展与进步，重视高速公路养护工艺研究具有重要的意义。本文主要探讨高速公路养护工艺的有关内容。
关键词高速 公路 配合比 养护 工艺
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
Abstract: Along with the development of social development and progress, we shall pay attention to the highway maintenance technology research which is of great significance. This paper mainly discusses the expressway curing and process related content.
Key Words: highway, road, mix rate, maintenance, technique
引言
近年来我国高速公路建设得到了迅速发展，但随着高速公路的建设，高速公路的养护与翻修等问题逐渐显现出来。高速公路的养护不同于低等级公路，它不但要求施工速度快、开放交通快，而且要求施工质量好、平整度高。所以在高速公路的养护中需要投入高科技的机械设备。现根据所用的主要设备就养护工艺作一简单探讨。
1、工程概况
某高速公路全长134公里，2008年12月26日实现全线通车。路面类型结构主要是：路面结构组合为面层mm抗滑表层AKl3A+5cm中粒式沥青混凝土Ac一16I+6cm中粒式沥青混凝土AC一20聃基层犯Ocm二灰稳定碎石)+底基层伫ocm水泥稳定碎甸，另外在基层表面设置了改性乳化沥青稀浆封层；近几年来，随着交通量的急剧增长和超载车辆的增多。路面破坏也迅速加剧，该路段主要病害种类有：龟裂、路面沉陷、裂缝、车辙。
2、微表处施工工艺
2.1微表处充分利用改性沥青的特性，将骨料乳液、填料、水等原料，按一定比例拌制成糊状流态、均匀的稀浆混合料，并将其均匀摊铺在路面上。微表处的摊铺厚度—般为5mmrlOmm。铺筑后，经过乳液与骨料的裹覆、破乳、分离、析水蒸发、固化等过程，从而形成密实、坚固、耐磨的道路表面封层。
2.2微表处施工工艺不但可用于沥青路面的预防性养护，也可用于粗粒式或贯入式路面的封层。这种封层能与底面牢固结合，用于高等级公路地方道路的表面层，可以提高道路路面的抗水、抗滑、耐磨、平整等特性。但是，由于微表处施工工艺的特殊性，不能提高道路路面原有结构的强度和道路的稳定性。因而，微表处施工工艺艺要求必须保证原道路的整体结构强度和稳定性符合设计与施．[规范并日原道路路面的平整度、坡度、拱度等也要符合设计要求，方能进行微表处的施工。如果原道路路面已发生大裂缝、大峁隋、波浪、推移等病害，则必须先进行修补，方可进行微表处的施工。
2.3微表处的施工温度—般在10C以上。如果必须在低温和阴湿季节施工，则应该采取一定的措施，提高早期强度，加速路面的成型，做好早期养护。由于该施工方法是在常温条件下进行的薄层封层施下，污染排量显著减少，有利于环境保护，降低能源消耗。另外，常温条件下的施工作业，也使工人的施工条件得到了改善。“微表处施工只用一种施工机械，即可完成施工作业，使用慢裂快凝的改性乳化沥青，其稀浆混合料可以很快同化，不需设立庞大的拌和厂，不污染环境，也不会引起路面发生油包、波浪等病害。
2.4必须严格控制原材料的质量，使其符合规定的要求．以保证微表处的施工质量。应准确控制各种材料用量的配合比例。使稀浆混合料能摊铺均匀。还应配备熟练掌握微表处施工工艺技术的操作手，严格执行原材料、施工机械、施丁操作的检查制度。
3、微表处的材料选择
3．1改性乳化沥青。微表处所选用的聚合物改性乳化沥青应根据集料的表面电荷等情况综合考虑。近几年笔者单位选用的是阳离子慢裂快凝型。基质沥青必须符合重交通道路沥青的技术要求，选用AH一70号沥青，改性剂剂量不宜小于3％。特别注意：破乳速度、它受内因和外因两方面制约，其中最根本的内因是乳化剂的化学结构，同时又与乳化剂的剂量、pH值的高低、基质沥青的酸值、集料的活性、环境温度等有着密切的关系。
3.2集料。在交通部公路科学研究院编著的《微表处和稀浆封层技术指南施丁技术规范淞寸微表处集料技术有规定，对各级集料本身的材质、形状、级配和粒径规格等提出了一系列要求，主要有：
3.2.1石料要求强度高、硬度大、耐磨性，本项目的矿料。按ES-3型级配来设计。矿料的砂当量要求大于65％。
3.2.2集料中的含泥镀不能过高，项目所有石料进场前均经过含泥量检测。
3.2.3微表处集料须采用二次破碎，降低针片状含量，提高骨料方正率，保证级配的连续，减少级配的差异性，控制粗骨料的比例，以降低微表处实施后的噪音影响。具体技术指标及集料的级配范围见《微表处和稀浆封层技术指南施丁技术规范》。
3.3填料。可选用普通波特兰水泥或消石灰填料的种类及用量应通过混合料设计试验确定。
3.4水。应使用饮用水。用井水时，特别要注意工业用水或海水对井水的污染，因为水对制成糊状稀浆与调节破乳时间都有重要作用，所以必须保证水的质量。
4、配合比的确定
4.1初定实验室设计配合比。
选择改性乳化沥青的剂昔为105％、ll％、115％、12％、125％做拌和试验，测定其町拌和时间及观察稠度情况，部分试验结果如表l所示。由表l可见，在卜述水泥和水的用量条件下，改性乳化沥青的含量从ll％到1 25％都能满足拌和要求及成浆状态的要求。由于该微表处路段位于西南地区，冬季寒冷，要考虑微表处层的抗裂性能，须使用稍大的油石比；夏季炎热，要考虑表处层的泛油可能性，要考虑使用较小的油石比；从经济性上分析也是尽可能使用较小的油石比宕觉b综合考虑进定改性乳化沥青岢为115％。
4.2混合料初凝时间和开放交通时间的确定
在最佳油石比和级配的情况下按符合稠度和符合破乳时间要求的混合料配比趁行拌龠进行黏聚力试验结果见表2。本项目开放交通的时间是摊铺后养生2小时。
4.3配合比确定
根据以上试验结果可以确定本次工程的混合料配合比：Ms-3型微表处混合料配合比为：骨料：改性乳化沥青：外加水量：水泥=100：(10．7一115)：120：2J0；Ms一2型微表處混合料配合比为：骨料：改性乳化沥青：外加水量：水泥=100：(112一12．o)：11.0：2．0
5、公路养护中的其他工艺
5.1 铣刨工艺
此工序是清理原路面的病害或对原路面进行整平，提供新的较平整的工作面。铣刨前要先对划定的处治范围进行切缝处理，横缝要与路线方向垂直，纵缝要与路线方向平行，切缝深度最少要达到4 cm。铣刨的效果会直接影响到摊铺平整度和处治质量，因此在每个处治段铣刨前，都应根据病害特征的具体情况确定铣刨方案。由于大型铣刨机的铣刨边缘不能完全与切缝重合，所以在铣刨完毕后，应人工清除未铣刨的部位。铣刨后，铣刨面有松散现象的，也应人工清除，如松散情况严重时，可考虑重新制定铣刨方案，加深铣刨厚度。铣刨结束后，应进行检测，检验铣刨效果，确定用料量，并结合天气情况通知拌和厂出料。
5.2 拌和工艺
a)拌和厂生产所需石料、沥青、砂等原材料要符合生产规范要求；
b)拌和厂生产所用的级配是由有一定资质检测试验部门提供的目标配合比，并结合原材料及拌和设备的控制情况确定的标准配合比；
c)拌和厂应提前通过导热油加热沥青，将沥青温度加热至140 C～160 C；
d)在拌和过程中确保骨料和沥青的温度与级配都在标准范围；
e)拌好的热料沥青混合料不立即铺筑时，可放人成品储料仓储存；
f)运料车车厢应清扫干净并涂刷一层柴油水溶液(柴油：水一1：3)；装料时要不停挪动车位，以避免离析现象发生；在运输过程中要加盖防雨保温材料；
g)出厂的沥青混合料应逐车用地磅称重，并严格进行温度检测；
h)对沥青混合料要及时进行抽提筛分及马氏试验，根据试验结果即时指导生产。
5.3摊铺工艺
a)对已经过铣刨工序的坑槽(病害路面铣刨后)进行清理，清理必须干净、彻底，必要时可采用森林灭火器吹净；
b)制定摊铺方案。摊铺是处治路面病害的关键一步，摊铺方案应根据铣刨坑槽的具体情况确定，摊铺的效果直接影响到病害处治质量。对于坑槽深度最大超过8 cm时，应分层摊铺。如局部小范围超过8 cm时，可用人工先铺平，压实后，再摊铺；
c)所有的作业面应均匀洒布乳化沥青，乳化沥青宜采用喷洒泵喷洒。坑槽接头部位喷洒过量时应予以清除。坑槽边缘、侧边喷洒不到的部分，应涂抹乳化沥青；
d)按照摊铺用料数量，检查料车的到位情况，除特殊天气影响外，不允许中途停顿待料；
e)摊铺机铺筑与原路面搭接时，搭接宽度不应超过5 cm，与新铺筑的路面搭接时，搭接宽度应有5 cm ～ 10 cm ；
f)摊铺机和运输车辆进出坑槽时，应在坑槽边缘垫方木，方木的厚度应略比坑槽边缘高；
g)沥青混合料必须缓慢、匀速、连续不问断地摊铺。摊铺过程不允许随意变换速度或中途停顿。摊铺速度应在2 m／min～ 4 m／min为宜。在铺筑过程中，摊铺机螺旋送料器应不停地转动，两侧应保持不少于送料器高度2／3的混合料，并保证在摊铺机全宽断面上不发生离析。在熨平板按所需厚度固定后，不得随意调整，以免发生起伏波浪；
h)机械铺筑面缺陷严重时，应予铲除，并调整摊铺机控制装置或改进摊铺工艺。
5.4 碾压工艺
a)压实后的沥青混合料应符合压实度和平整度的要求，沥青混合料的分层压实厚度不得大于
10 cm ；
b)应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤，以达到最佳效果。沥青混合料压实宜采用双驱双振双钢轮压路机和轮胎压路机组合使用；
C)沥青混合料的压实应按初压、复压、终压3个阶段进行。压路机应以均匀的速度碾压。初压应在混合料摊铺后较高温度下进行，并保证不发生推移、开裂，压实温度应在120 C，初压时应采用钢轮静压2遍。复压应紧接在初压后进行，复压宜采用轮胎压路机，也可采用振动压路机。碾压遍数应在4遍～6遍，达到要求的压实度，并无显著轮迹。终压应紧接在复压后进行。终压应选用钢轮压路机静压，遍数不宜少于2遍；
d)处治段纵向为坡度时，压路机上坡的速度应比下坡的速度快，以免引起推移、拥包。处治段较长时，压路机每次折回的位置不应在同一横线上；
e)压路机碾压过程中有沥青黏轮现象时，可向碾压轮洒少量水或加洗衣粉的水，严禁洒柴油；
f)热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度底于5O-C后，方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降低混合料温度。
结束语
总之，高速公路的养护是一项长期而艰巨的工程。但只要我们在施工前认真准备，施工中仔细操作，施工后及时检验、总结，那我们的施工工艺、施工进度、施工质量就都会得到提高。
参考文献
1． 中华人民共和国交通部《公路養护技术规范》JTJ073-96北京： 人民交通出版社1996
2． 中华人民共和国交通部《公路沥青路面养护技术规范》JTJ073．2-2001北京： 人民交通出版社2001
3． (美)奥本人学国家沥青技术中心余叔藩译《热拌沥青混合料材料、混合料改计与施工》重庆交通科研设计院2000
4．沈金安《改性沥青与SMA路面》北京： 人民交通出版社1999
关键词高速 公路 配合比 养护 工艺
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
Abstract: Along with the development of social development and progress, we shall pay attention to the highway maintenance technology research which is of great significance. This paper mainly discusses the expressway curing and process related content.
Key Words: highway, road, mix rate, maintenance, technique
引言
近年来我国高速公路建设得到了迅速发展，但随着高速公路的建设，高速公路的养护与翻修等问题逐渐显现出来。高速公路的养护不同于低等级公路，它不但要求施工速度快、开放交通快，而且要求施工质量好、平整度高。所以在高速公路的养护中需要投入高科技的机械设备。现根据所用的主要设备就养护工艺作一简单探讨。
1、工程概况
某高速公路全长134公里，2008年12月26日实现全线通车。路面类型结构主要是：路面结构组合为面层mm抗滑表层AKl3A+5cm中粒式沥青混凝土Ac一16I+6cm中粒式沥青混凝土AC一20聃基层犯Ocm二灰稳定碎石)+底基层伫ocm水泥稳定碎甸，另外在基层表面设置了改性乳化沥青稀浆封层；近几年来，随着交通量的急剧增长和超载车辆的增多。路面破坏也迅速加剧，该路段主要病害种类有：龟裂、路面沉陷、裂缝、车辙。
2、微表处施工工艺
2.1微表处充分利用改性沥青的特性，将骨料乳液、填料、水等原料，按一定比例拌制成糊状流态、均匀的稀浆混合料，并将其均匀摊铺在路面上。微表处的摊铺厚度—般为5mmrlOmm。铺筑后，经过乳液与骨料的裹覆、破乳、分离、析水蒸发、固化等过程，从而形成密实、坚固、耐磨的道路表面封层。
2.2微表处施工工艺不但可用于沥青路面的预防性养护，也可用于粗粒式或贯入式路面的封层。这种封层能与底面牢固结合，用于高等级公路地方道路的表面层，可以提高道路路面的抗水、抗滑、耐磨、平整等特性。但是，由于微表处施工工艺的特殊性，不能提高道路路面原有结构的强度和道路的稳定性。因而，微表处施工工艺艺要求必须保证原道路的整体结构强度和稳定性符合设计与施．[规范并日原道路路面的平整度、坡度、拱度等也要符合设计要求，方能进行微表处的施工。如果原道路路面已发生大裂缝、大峁隋、波浪、推移等病害，则必须先进行修补，方可进行微表处的施工。
2.3微表处的施工温度—般在10C以上。如果必须在低温和阴湿季节施工，则应该采取一定的措施，提高早期强度，加速路面的成型，做好早期养护。由于该施工方法是在常温条件下进行的薄层封层施下，污染排量显著减少，有利于环境保护，降低能源消耗。另外，常温条件下的施工作业，也使工人的施工条件得到了改善。“微表处施工只用一种施工机械，即可完成施工作业，使用慢裂快凝的改性乳化沥青，其稀浆混合料可以很快同化，不需设立庞大的拌和厂，不污染环境，也不会引起路面发生油包、波浪等病害。
2.4必须严格控制原材料的质量，使其符合规定的要求．以保证微表处的施工质量。应准确控制各种材料用量的配合比例。使稀浆混合料能摊铺均匀。还应配备熟练掌握微表处施工工艺技术的操作手，严格执行原材料、施工机械、施丁操作的检查制度。
3、微表处的材料选择
3．1改性乳化沥青。微表处所选用的聚合物改性乳化沥青应根据集料的表面电荷等情况综合考虑。近几年笔者单位选用的是阳离子慢裂快凝型。基质沥青必须符合重交通道路沥青的技术要求，选用AH一70号沥青，改性剂剂量不宜小于3％。特别注意：破乳速度、它受内因和外因两方面制约，其中最根本的内因是乳化剂的化学结构，同时又与乳化剂的剂量、pH值的高低、基质沥青的酸值、集料的活性、环境温度等有着密切的关系。
3.2集料。在交通部公路科学研究院编著的《微表处和稀浆封层技术指南施丁技术规范淞寸微表处集料技术有规定，对各级集料本身的材质、形状、级配和粒径规格等提出了一系列要求，主要有：
3.2.1石料要求强度高、硬度大、耐磨性，本项目的矿料。按ES-3型级配来设计。矿料的砂当量要求大于65％。
3.2.2集料中的含泥镀不能过高，项目所有石料进场前均经过含泥量检测。
3.2.3微表处集料须采用二次破碎，降低针片状含量，提高骨料方正率，保证级配的连续，减少级配的差异性，控制粗骨料的比例，以降低微表处实施后的噪音影响。具体技术指标及集料的级配范围见《微表处和稀浆封层技术指南施丁技术规范》。
3.3填料。可选用普通波特兰水泥或消石灰填料的种类及用量应通过混合料设计试验确定。
3.4水。应使用饮用水。用井水时，特别要注意工业用水或海水对井水的污染，因为水对制成糊状稀浆与调节破乳时间都有重要作用，所以必须保证水的质量。
4、配合比的确定
4.1初定实验室设计配合比。
选择改性乳化沥青的剂昔为105％、ll％、115％、12％、125％做拌和试验，测定其町拌和时间及观察稠度情况，部分试验结果如表l所示。由表l可见，在卜述水泥和水的用量条件下，改性乳化沥青的含量从ll％到1 25％都能满足拌和要求及成浆状态的要求。由于该微表处路段位于西南地区，冬季寒冷，要考虑微表处层的抗裂性能，须使用稍大的油石比；夏季炎热，要考虑表处层的泛油可能性，要考虑使用较小的油石比；从经济性上分析也是尽可能使用较小的油石比宕觉b综合考虑进定改性乳化沥青岢为115％。
4.2混合料初凝时间和开放交通时间的确定
在最佳油石比和级配的情况下按符合稠度和符合破乳时间要求的混合料配比趁行拌龠进行黏聚力试验结果见表2。本项目开放交通的时间是摊铺后养生2小时。
4.3配合比确定
根据以上试验结果可以确定本次工程的混合料配合比：Ms-3型微表处混合料配合比为：骨料：改性乳化沥青：外加水量：水泥=100：(10．7一115)：120：2J0；Ms一2型微表處混合料配合比为：骨料：改性乳化沥青：外加水量：水泥=100：(112一12．o)：11.0：2．0
5、公路养护中的其他工艺
5.1 铣刨工艺
此工序是清理原路面的病害或对原路面进行整平，提供新的较平整的工作面。铣刨前要先对划定的处治范围进行切缝处理，横缝要与路线方向垂直，纵缝要与路线方向平行，切缝深度最少要达到4 cm。铣刨的效果会直接影响到摊铺平整度和处治质量，因此在每个处治段铣刨前，都应根据病害特征的具体情况确定铣刨方案。由于大型铣刨机的铣刨边缘不能完全与切缝重合，所以在铣刨完毕后，应人工清除未铣刨的部位。铣刨后，铣刨面有松散现象的，也应人工清除，如松散情况严重时，可考虑重新制定铣刨方案，加深铣刨厚度。铣刨结束后，应进行检测，检验铣刨效果，确定用料量，并结合天气情况通知拌和厂出料。
5.2 拌和工艺
a)拌和厂生产所需石料、沥青、砂等原材料要符合生产规范要求；
b)拌和厂生产所用的级配是由有一定资质检测试验部门提供的目标配合比，并结合原材料及拌和设备的控制情况确定的标准配合比；
c)拌和厂应提前通过导热油加热沥青，将沥青温度加热至140 C～160 C；
d)在拌和过程中确保骨料和沥青的温度与级配都在标准范围；
e)拌好的热料沥青混合料不立即铺筑时，可放人成品储料仓储存；
f)运料车车厢应清扫干净并涂刷一层柴油水溶液(柴油：水一1：3)；装料时要不停挪动车位，以避免离析现象发生；在运输过程中要加盖防雨保温材料；
g)出厂的沥青混合料应逐车用地磅称重，并严格进行温度检测；
h)对沥青混合料要及时进行抽提筛分及马氏试验，根据试验结果即时指导生产。
5.3摊铺工艺
a)对已经过铣刨工序的坑槽(病害路面铣刨后)进行清理，清理必须干净、彻底，必要时可采用森林灭火器吹净；
b)制定摊铺方案。摊铺是处治路面病害的关键一步，摊铺方案应根据铣刨坑槽的具体情况确定，摊铺的效果直接影响到病害处治质量。对于坑槽深度最大超过8 cm时，应分层摊铺。如局部小范围超过8 cm时，可用人工先铺平，压实后，再摊铺；
c)所有的作业面应均匀洒布乳化沥青，乳化沥青宜采用喷洒泵喷洒。坑槽接头部位喷洒过量时应予以清除。坑槽边缘、侧边喷洒不到的部分，应涂抹乳化沥青；
d)按照摊铺用料数量，检查料车的到位情况，除特殊天气影响外，不允许中途停顿待料；
e)摊铺机铺筑与原路面搭接时，搭接宽度不应超过5 cm，与新铺筑的路面搭接时，搭接宽度应有5 cm ～ 10 cm ；
f)摊铺机和运输车辆进出坑槽时，应在坑槽边缘垫方木，方木的厚度应略比坑槽边缘高；
g)沥青混合料必须缓慢、匀速、连续不问断地摊铺。摊铺过程不允许随意变换速度或中途停顿。摊铺速度应在2 m／min～ 4 m／min为宜。在铺筑过程中，摊铺机螺旋送料器应不停地转动，两侧应保持不少于送料器高度2／3的混合料，并保证在摊铺机全宽断面上不发生离析。在熨平板按所需厚度固定后，不得随意调整，以免发生起伏波浪；
h)机械铺筑面缺陷严重时，应予铲除，并调整摊铺机控制装置或改进摊铺工艺。
5.4 碾压工艺
a)压实后的沥青混合料应符合压实度和平整度的要求，沥青混合料的分层压实厚度不得大于
10 cm ；
b)应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤，以达到最佳效果。沥青混合料压实宜采用双驱双振双钢轮压路机和轮胎压路机组合使用；
C)沥青混合料的压实应按初压、复压、终压3个阶段进行。压路机应以均匀的速度碾压。初压应在混合料摊铺后较高温度下进行，并保证不发生推移、开裂，压实温度应在120 C，初压时应采用钢轮静压2遍。复压应紧接在初压后进行，复压宜采用轮胎压路机，也可采用振动压路机。碾压遍数应在4遍～6遍，达到要求的压实度，并无显著轮迹。终压应紧接在复压后进行。终压应选用钢轮压路机静压，遍数不宜少于2遍；
d)处治段纵向为坡度时，压路机上坡的速度应比下坡的速度快，以免引起推移、拥包。处治段较长时，压路机每次折回的位置不应在同一横线上；
e)压路机碾压过程中有沥青黏轮现象时，可向碾压轮洒少量水或加洗衣粉的水，严禁洒柴油；
f)热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度底于5O-C后，方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降低混合料温度。
结束语
总之，高速公路的养护是一项长期而艰巨的工程。但只要我们在施工前认真准备，施工中仔细操作，施工后及时检验、总结，那我们的施工工艺、施工进度、施工质量就都会得到提高。
参考文献
1． 中华人民共和国交通部《公路養护技术规范》JTJ073-96北京： 人民交通出版社1996
2． 中华人民共和国交通部《公路沥青路面养护技术规范》JTJ073．2-2001北京： 人民交通出版社2001
3． (美)奥本人学国家沥青技术中心余叔藩译《热拌沥青混合料材料、混合料改计与施工》重庆交通科研设计院2000
4．沈金安《改性沥青与SMA路面》北京： 人民交通出版社1999