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摘要:微表处技术是以聚合物改性沥青为粘结料的冷拌混凝土薄层施工技术。用来修复基层基本稳定但面层已有相当程度损坏道路的表面功能,还可以进行微车辙填充等。本文结合广东省多条高速公路对微表处的应用,从微表处功能和优点、适用条件、质量控制与经济效益等方面对该项技术进行了总结。
关键词:微表处 功能和优点 适用条件 质量控制 效益
1 前 言
随着交通量的日益增长,重载超载严重,交通对于路面的要求越來越高。用聚合物改善沥青的性质,提高路面使用性能,延长路面的使用寿命,已成为国内外沥青路面技术发展的趋势。因此,聚合物改性乳化沥青稀浆封层(微表处)的研究也逐步得到发展和应用。时至今日,微表处已被认为是修复道路车辙及其它多种路面的病害最有效、最经济的手段之一。
2 功能和优点
一、主要功能
1)防水功能:微表处封层透水系数低,渗水系数可达到10ml/min内,在路面形成一个致密防水层,能够有效地阻止雨水渗透到路面下层,防止路面由于水损害而产生破坏。
2)抗滑功能:微表处封层的摩擦系数大,能够很好地提高路面的抗滑功能。在自然气象条件差的天气下,提高高速公路的行车安全性。
3)修复车辙功能:在面层不发生塑性变形的条件下,可修复车辙而无需碾压。微表处可以在不使用铣刨的情况下,填补深达38mm的车辙,而且十分稳定,也不会使面层产生塑性变形。
4)预防养护功能:微表处封层的使用寿命3-5年,由于微表处封层具有防水、抗老化功能,在新修路面上铺设一层微表处,能够有效地延长路面的使用寿命,降低路面综合养护费用。
二、主要优点
1)施工速度快:连续式微表处摊铺机1天之内能摊铺500t微表处混合料,折合为一条10.6Km长的标准车道,施工后1-2h即可通车,适用于大交通量的高等级公路及城市干道。
2)成型快,工期短,可施工季节长,尤其适于交通繁忙的公路、高速公路、街道和机场道路的维修和养护。
3)施工方便、施工人员少。施工速度快、交通开放时间快,加上施工人员少,可以在不影响交通畅通的情况下进行路面的维修养护工作,特别适合于高速公路的快速维修和养护。
4)常温条件下作业,降低能耗,不释放有毒物质,符合环保要求。
5)因为微表处封层很薄,所以在城市主干道和立交桥上应用不会影响排水并且桥面也不会增加多少重量。
6)降低道路维修养护费用。由于微表处的预养护功能,在路面的寿命期内摊铺3-4次微表处封层,能够提高路面的使用寿命,降低道路特别是高速公路寿命期内的道路维修养护费用。
7)可提高路面的构造深度和摩擦系数,从而提供良好的防滑能力;
广东省高速公路经过多年的通车运营,或多或少出现不同程度的病害,且广东的气候特点是雨水多、气温高,带来对高速公路路面的破坏主要表现为车辙、坑槽、裂缝等。因此,广东省的高速公路对于密水性、抗车辙要求尤为重要,而微表处施工技术很好地改善这一点缺陷。
3 适用条件
1)原路面结构强度必须满足要求。在路面还没有或即将发生病害时用这种工艺较好,对于路基变形较大、已大面积严重损坏的路面则不宜使用。
2)原路面存在的裂缝、坑槽、龟裂、网裂等病害必须事先进行修补、灌缝处理。如果微表处施工前路面的病害未得到彻底的治理,那么这些病害将很快地反射到微表处表面,造成新的路面病害。
3)原路面湿度较大情况下不能实施微表处工程。因微表处具有封水效果,会将面层的水分封住,在车辆荷载作用下,会加速路面的破损。
4 质量控制
一、混合料稠度的控制
良好的微表处摊铺要求混合料具有合适的稠度。较为理想的混合料含水量,一般应是干骨料重量的6%~11%。当含水量低于6%时,混合料太稠,不便于摊铺均匀,与原路面的粘结也不会牢固;当含水量高于11%时,混合料太稀,会造成跑浆,不利于保证纵向接缝的顺直性,同时会使细集料上浮,粗集料下沉,而造成离析,对微表处的路用性能不利。因此慎重地控制用水量是保证微表处混合料质量的关键。一般控制含水量在9%左右,并根据骨料与拌和等具体情况适当调整。微表处混合料的可拌和时间只有2min左右,无法像普通稀浆封层材料一样进行稠度试验,故只能依靠经验来判断其稠度是否合适。刚摊铺的微表处混合料如有跑浆迹象,说明混合料偏稀可适当降低用水量,用细棍划刚摊铺的微表处层,如果集料有松散的迹象,说明混合料偏稠,可适当加大用水量。
二、破乳时间控制
破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因。混合料应该在搅拌和摊铺过程中保持必要的施工稳定性,过早的破乳造成沥青结团,厚薄不均、刮痕、拉伤的不良表面,而且对封层与原路面的粘附力也是很不利的。破乳时间过长会影响成型时间。解决办法应该是通过调节水量、调整配合比或适当加入一些化学添加剂的方法来实现对破乳时间的控制。施工中应尽量采用常温状态的沥青材料和呈弱碱性的混合料。
破乳前的施工效果 成型后的施工效果
5 效益分析
从经济角度分析,微表处市场价为18~22元/㎡,工艺简便,施工设备投入低,具有完善的防水、抗滑、抗磨和延缓进一步破坏的功能;超薄磨耗层价格为50~60元/㎡,施工工艺复杂,设备需要拌和楼、专用摊铺机等,且磨耗层为开级配,空隙率大,防水损害技术难度大,耐久性尚难确定;铣刨热拌罩面的成本更高,技术含量低,与行业中大力提高养护技术含量的趋势相背。从国内其他省市的行业发展趋势来看,当前和今后一段时间,微表处技术将是主导的养护方式。具体比较分析见下表。
基本养护方式比较分析
项目
微表处 超薄磨耗层
洗刨热罩面
现场基本设备
稀浆封层机,
少量运输车
拌和楼,专用摊铺机,大量运输车
拌和楼,摊铺机,
铣刨机,大量运输车
技术难度
低
开级配的性能难以保证
无
路用性能
高抗磨耗、抗滑性能,防水损害,提高平整度。
高抗磨耗、抗滑性能,减少噪声,提高平整度。
抗磨耗、抗滑性能,
防水损害。
不足之处
局部破坏严重地区需复合采用其它养护方式。
防水损害技术难度大,耐久性尚难确定。
铣刨废料需运输,存放;增加费用,浪费旧料。
市场前景
原材料市场成熟,国内设备保有量大,当前和今后一段时间,微表处将是主导的养护方式。
由于设备投入大,技术尚不成熟,短期内很难确定其发展前景。
技术含量低,与行业中大力提高养护科技含量的趋势相背。
正确实施预防性养护措施可保持良好的路面使用性能,延长路面的使用周期,減少道路生命周期费用和节约养护维修资金。根据美国SHRP计划估算,在路面整个生命周期内进行3~4次的微表处等预防性养护可以延长使用寿命7~10年,节约养护费用45%~50%,调查统计得出,每投入1元钱预防性养护资金,可节约4~10元后期矫正性养护资金的结论。
4 结束语
通过在广东省惠河、开阳、新台、阳茂等高速公路路面进行的微表处施工,实践证明微表处具有优良的修复车辙功能,与原路面粘结牢固,没有脱皮现象。微表处作为高速公路预防性养护措施在国内方兴未艾,要把这项技术应用好,发挥它的功能作用,必须从原材料、混合料设计、施工工艺等方面进行有针对性的质量控制,确保微表处施工质量适应高速公路的要求。
参考文献:
[1]交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南.人民交通出版社.2006 年3月
个人简介
姓名:史宇明;性别:男;出生年月:1980-7;籍贯:吉林省四平市;学历:大学本科;专业:土木工程系;目前职称:中级工程师;从事工作:路桥施工管理
关键词:微表处 功能和优点 适用条件 质量控制 效益
1 前 言
随着交通量的日益增长,重载超载严重,交通对于路面的要求越來越高。用聚合物改善沥青的性质,提高路面使用性能,延长路面的使用寿命,已成为国内外沥青路面技术发展的趋势。因此,聚合物改性乳化沥青稀浆封层(微表处)的研究也逐步得到发展和应用。时至今日,微表处已被认为是修复道路车辙及其它多种路面的病害最有效、最经济的手段之一。
2 功能和优点
一、主要功能
1)防水功能:微表处封层透水系数低,渗水系数可达到10ml/min内,在路面形成一个致密防水层,能够有效地阻止雨水渗透到路面下层,防止路面由于水损害而产生破坏。
2)抗滑功能:微表处封层的摩擦系数大,能够很好地提高路面的抗滑功能。在自然气象条件差的天气下,提高高速公路的行车安全性。
3)修复车辙功能:在面层不发生塑性变形的条件下,可修复车辙而无需碾压。微表处可以在不使用铣刨的情况下,填补深达38mm的车辙,而且十分稳定,也不会使面层产生塑性变形。
4)预防养护功能:微表处封层的使用寿命3-5年,由于微表处封层具有防水、抗老化功能,在新修路面上铺设一层微表处,能够有效地延长路面的使用寿命,降低路面综合养护费用。
二、主要优点
1)施工速度快:连续式微表处摊铺机1天之内能摊铺500t微表处混合料,折合为一条10.6Km长的标准车道,施工后1-2h即可通车,适用于大交通量的高等级公路及城市干道。
2)成型快,工期短,可施工季节长,尤其适于交通繁忙的公路、高速公路、街道和机场道路的维修和养护。
3)施工方便、施工人员少。施工速度快、交通开放时间快,加上施工人员少,可以在不影响交通畅通的情况下进行路面的维修养护工作,特别适合于高速公路的快速维修和养护。
4)常温条件下作业,降低能耗,不释放有毒物质,符合环保要求。
5)因为微表处封层很薄,所以在城市主干道和立交桥上应用不会影响排水并且桥面也不会增加多少重量。
6)降低道路维修养护费用。由于微表处的预养护功能,在路面的寿命期内摊铺3-4次微表处封层,能够提高路面的使用寿命,降低道路特别是高速公路寿命期内的道路维修养护费用。
7)可提高路面的构造深度和摩擦系数,从而提供良好的防滑能力;
广东省高速公路经过多年的通车运营,或多或少出现不同程度的病害,且广东的气候特点是雨水多、气温高,带来对高速公路路面的破坏主要表现为车辙、坑槽、裂缝等。因此,广东省的高速公路对于密水性、抗车辙要求尤为重要,而微表处施工技术很好地改善这一点缺陷。
3 适用条件
1)原路面结构强度必须满足要求。在路面还没有或即将发生病害时用这种工艺较好,对于路基变形较大、已大面积严重损坏的路面则不宜使用。
2)原路面存在的裂缝、坑槽、龟裂、网裂等病害必须事先进行修补、灌缝处理。如果微表处施工前路面的病害未得到彻底的治理,那么这些病害将很快地反射到微表处表面,造成新的路面病害。
3)原路面湿度较大情况下不能实施微表处工程。因微表处具有封水效果,会将面层的水分封住,在车辆荷载作用下,会加速路面的破损。
4 质量控制
一、混合料稠度的控制
良好的微表处摊铺要求混合料具有合适的稠度。较为理想的混合料含水量,一般应是干骨料重量的6%~11%。当含水量低于6%时,混合料太稠,不便于摊铺均匀,与原路面的粘结也不会牢固;当含水量高于11%时,混合料太稀,会造成跑浆,不利于保证纵向接缝的顺直性,同时会使细集料上浮,粗集料下沉,而造成离析,对微表处的路用性能不利。因此慎重地控制用水量是保证微表处混合料质量的关键。一般控制含水量在9%左右,并根据骨料与拌和等具体情况适当调整。微表处混合料的可拌和时间只有2min左右,无法像普通稀浆封层材料一样进行稠度试验,故只能依靠经验来判断其稠度是否合适。刚摊铺的微表处混合料如有跑浆迹象,说明混合料偏稀可适当降低用水量,用细棍划刚摊铺的微表处层,如果集料有松散的迹象,说明混合料偏稠,可适当加大用水量。
二、破乳时间控制
破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因。混合料应该在搅拌和摊铺过程中保持必要的施工稳定性,过早的破乳造成沥青结团,厚薄不均、刮痕、拉伤的不良表面,而且对封层与原路面的粘附力也是很不利的。破乳时间过长会影响成型时间。解决办法应该是通过调节水量、调整配合比或适当加入一些化学添加剂的方法来实现对破乳时间的控制。施工中应尽量采用常温状态的沥青材料和呈弱碱性的混合料。
破乳前的施工效果 成型后的施工效果
5 效益分析
从经济角度分析,微表处市场价为18~22元/㎡,工艺简便,施工设备投入低,具有完善的防水、抗滑、抗磨和延缓进一步破坏的功能;超薄磨耗层价格为50~60元/㎡,施工工艺复杂,设备需要拌和楼、专用摊铺机等,且磨耗层为开级配,空隙率大,防水损害技术难度大,耐久性尚难确定;铣刨热拌罩面的成本更高,技术含量低,与行业中大力提高养护技术含量的趋势相背。从国内其他省市的行业发展趋势来看,当前和今后一段时间,微表处技术将是主导的养护方式。具体比较分析见下表。
基本养护方式比较分析
项目
微表处 超薄磨耗层
洗刨热罩面
现场基本设备
稀浆封层机,
少量运输车
拌和楼,专用摊铺机,大量运输车
拌和楼,摊铺机,
铣刨机,大量运输车
技术难度
低
开级配的性能难以保证
无
路用性能
高抗磨耗、抗滑性能,防水损害,提高平整度。
高抗磨耗、抗滑性能,减少噪声,提高平整度。
抗磨耗、抗滑性能,
防水损害。
不足之处
局部破坏严重地区需复合采用其它养护方式。
防水损害技术难度大,耐久性尚难确定。
铣刨废料需运输,存放;增加费用,浪费旧料。
市场前景
原材料市场成熟,国内设备保有量大,当前和今后一段时间,微表处将是主导的养护方式。
由于设备投入大,技术尚不成熟,短期内很难确定其发展前景。
技术含量低,与行业中大力提高养护科技含量的趋势相背。
正确实施预防性养护措施可保持良好的路面使用性能,延长路面的使用周期,減少道路生命周期费用和节约养护维修资金。根据美国SHRP计划估算,在路面整个生命周期内进行3~4次的微表处等预防性养护可以延长使用寿命7~10年,节约养护费用45%~50%,调查统计得出,每投入1元钱预防性养护资金,可节约4~10元后期矫正性养护资金的结论。
4 结束语
通过在广东省惠河、开阳、新台、阳茂等高速公路路面进行的微表处施工,实践证明微表处具有优良的修复车辙功能,与原路面粘结牢固,没有脱皮现象。微表处作为高速公路预防性养护措施在国内方兴未艾,要把这项技术应用好,发挥它的功能作用,必须从原材料、混合料设计、施工工艺等方面进行有针对性的质量控制,确保微表处施工质量适应高速公路的要求。
参考文献:
[1]交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南.人民交通出版社.2006 年3月
个人简介
姓名:史宇明;性别:男;出生年月:1980-7;籍贯:吉林省四平市;学历:大学本科;专业:土木工程系;目前职称:中级工程师;从事工作:路桥施工管理