陳 果,朱建東,劉炤宇

(1.湖南省高速百通建設(shè)投資有限公司,湖南長(zhǎng)沙 410003; 2.殼牌(中國(guó))有限公司,北京 100020)

微表處是采用專用機(jī)械設(shè)備將聚合物改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水和添加劑等按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上的一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案,該技術(shù)具有快開放交通、高抗滑和耐久性的特點(diǎn),可以滿足攤鋪不同截面厚度(楔形、凹形、刮痕面)的要求。微表處開放交通時(shí)間的長(zhǎng)短依工程所處環(huán)境的不同而變化,通常在氣溫為24℃,相對(duì)濕度為50%(或更小)的狀況下可以在1 h內(nèi)開放交通。按照礦料級(jí)配的不同,微表處可以分為II型和III型,分別以MS—2和MS—

3表示。

1 潭邵高速公路路面狀況

潭邵高速公路是國(guó)家重點(diǎn)規(guī)劃的“五縱七橫”國(guó)道主干線網(wǎng)中上海至云南瑞麗高速公路在湖南境內(nèi)的一段。起于湘潭市境內(nèi)蓮易高速公路的終點(diǎn)株易路口,接京珠高速公路殷家坳互通,沿線穿越湘潭、婁底、邵陽(yáng)三市,止于邵陽(yáng)市隆回縣周旺鋪鎮(zhèn),與320國(guó)道相接。潭邵高速公路于2000年7月1日開工建設(shè),于2002年12月26日建成通車。隨著交通量增長(zhǎng)和營(yíng)運(yùn)年限增加,在部分路段路面出現(xiàn)損壞現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為主車道局部凹陷、車轍和縱橫裂縫。為減少水損害,延長(zhǎng)路面使用壽命,增加行車安全和舒適性,決定對(duì)破損修復(fù)后的路面以及車轍路段進(jìn)行專項(xiàng)微表處處治。經(jīng)路面實(shí)地病害調(diào)查,微表處面層攤鋪面積約25萬(wàn)m2,車轍填充處理約3萬(wàn)m3。微表處施工分為兩個(gè)階段,第一階段2010年8月至10月,第二階段為2011年3月至4月。

2 施工方案確定

2.1 病害處理方案

通過(guò)路況調(diào)查分析,針對(duì)不同路面的病害類型和路面損害的程度采用不同的處理方案。

2.1.1 原路面有車轍

輕微車轍,深度在1.0 cm以下,無(wú)擁包;明顯車轍,深度在1.0～2.0 cm,擁包在0.5 cm以下;嚴(yán)重車轍,深度在2.0～4.0 cm,擁包在2.5 cm以下。見(jiàn)圖1。

圖1 路面病害示意

處理方案:對(duì)輕微車轍,本次施工不進(jìn)行處理,直接用3.6m攤鋪箱進(jìn)行微表處罩面;對(duì)明顯車轍,先用1.4 m車轍攤鋪箱進(jìn)行車轍處理,然后用3.6m攤鋪箱進(jìn)行微表處罩面;對(duì)嚴(yán)重車轍,本次施工采取精銑刨,銑刨深度至基準(zhǔn)面以下1 cm;后在銑刨面上進(jìn)行微表處罩面,如果銑刨后,車轍最深處仍然低于銑刨面超過(guò)6mm,需要用1.4m攤鋪箱進(jìn)行分層攤鋪,但每次攤鋪厚度不超過(guò)13mm,最后用3.6 m攤鋪箱罩面(備注:一般在車轍處理后先不進(jìn)行罩面,等通車一段時(shí)間后,經(jīng)過(guò)車輪荷載自然碾壓密實(shí)后,再進(jìn)行微表處罩面效果更佳)。

2.1.2 原路面有裂縫(縱向、橫向、龜裂、網(wǎng)裂等)

輕度裂縫,可不進(jìn)行前期處理,微表處對(duì)這些細(xì)小的裂縫有很好的密封效果。

中度裂縫,先對(duì)裂縫進(jìn)行充分清理,灌注熱用聚合物高分子密封膠,以達(dá)到對(duì)裂縫的密封作用,然后用微表處進(jìn)行罩面。

嚴(yán)重裂縫,沿裂縫外輪廓線切除寬30 cm、深5 cm的舊路面層(矩形),然后對(duì)裂縫進(jìn)行充分清理,灌注熱用聚合物高分子密封膠;再用高分子抗裂貼進(jìn)行貼縫,鋪設(shè)熱瀝青混凝土,最后進(jìn)行微表處罩面。

2.1.3 原路面坑槽和沉陷

沿病害最大輪廓線開挖出規(guī)則矩形,深度約3～5 cm,底部和側(cè)面均勻噴灑乳化瀝青粘層油,然后鋪設(shè)熱瀝青混凝土,最后用微表處罩面。

2.1.4 貧油、露骨或洗刨后路面

用乳化瀝青噴灑車先噴灑粘層油,噴灑粘層時(shí)要均勻一致,噴灑成點(diǎn)狀,嚴(yán)重貧油處可噴灑2～3次,等乳化瀝青破乳后水分蒸發(fā)到一定程度,再進(jìn)行微表處罩面。

2.2 橋面施工方案

先把橋面的水泥表面做拉毛處理,后用清掃機(jī)進(jìn)行廢料清掃,人工清理完成后再進(jìn)行粘層油的噴灑,最后再進(jìn)行微表處罩面。

3 混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1 本次施工采用的原材料

主要有玄武巖碎石、改性乳化瀝青、425#普通硅酸鹽水泥、消石灰、水、添加劑等幾種材料組成。經(jīng)過(guò)檢測(cè),原材料都可滿足國(guó)標(biāo)技術(shù)要求。

1)混合料級(jí)配見(jiàn)表1。

表1 混合料級(jí)配

2)混合料砂當(dāng)量。

混合料的砂當(dāng)量是測(cè)定細(xì)集料中所含的粘性土或雜質(zhì)的含量,微表處技術(shù)要求砂當(dāng)量大于65%,本試驗(yàn)檢測(cè)4.75 mm以下集料砂當(dāng)量為67%,滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

3.2 混合料試驗(yàn)

1)拌和試驗(yàn)。

按照微表處設(shè)計(jì)方法,經(jīng)驗(yàn)判斷在該級(jí)配情況下,擬定乳化瀝青用量范圍為9.0%到11.5%,通過(guò)變化填料、用水量、乳化瀝青用量等進(jìn)行小樣試拌。

以乳化瀝青為可變定量,調(diào)整不同的填料用量和用水量,在滿足可拌和時(shí)間的情況下,達(dá)到較好的瀝青混合料的稀漿狀態(tài)。見(jiàn)表2。

表2 手拌試驗(yàn)

參考拌和試驗(yàn)的結(jié)果,進(jìn)行濕輪磨耗試驗(yàn)和負(fù)荷車輪試驗(yàn),以及驗(yàn)證石料與乳化瀝青的配伍性試驗(yàn)。

2)濕輪磨耗試驗(yàn)見(jiàn)表3。

3)負(fù)荷車輪變形試驗(yàn)見(jiàn)表4。

分析上面兩組試驗(yàn),濕輪磨耗試驗(yàn)9.0%的乳化瀝青用量磨耗值不能滿足要求,11.5%的負(fù)荷車輪試驗(yàn)車轍縱向變形量接近上限要求的2.1 mm。所以該混合料的乳化瀝青用量區(qū)間為大于9.5%,小于11.5%;綜合考慮原路面、氣候及交通因素,混合料乳化瀝青用量為10.5%±0.5%,按照瀝青含量62.5%計(jì)算,瀝青用量為6.56%。

4)配伍性試驗(yàn)。

按照配伍性分級(jí)試驗(yàn)用集料級(jí)配要求,測(cè)定集料與改性乳化瀝青之間的配伍性,集料級(jí)配見(jiàn)表5。配伍性分級(jí)試驗(yàn)見(jiàn)表6。

表3 濕輪磨耗試驗(yàn)

表4 負(fù)荷車輪變形試驗(yàn)

表5 集料級(jí)配

表6 配伍性分級(jí)試驗(yàn)

5)粘聚力試驗(yàn)。

按照上面試驗(yàn)確定的用水量、水泥用量和乳化瀝青用量,測(cè)試粘聚力值,為其開放交通時(shí)間提供參考的依據(jù)。見(jiàn)表7。

表7 粘聚力值表

3.3 混合料配合比設(shè)計(jì)方案

綜合上面的分項(xiàng)試驗(yàn),混合料配合比設(shè)計(jì)配比見(jiàn)表8。

表8 微表處所用材料設(shè)計(jì)配合比%

4 微表處施工質(zhì)量控制

4.1 施工前控制

4.1.1 原路面勘察

在計(jì)劃鋪設(shè)微表處路段進(jìn)行人工徒步檢測(cè),主要標(biāo)記要處理的原路面病害,調(diào)查的主要病害有:裂縫、車轍、坑槽、麻面、露骨等。按照上面的病害處理方案進(jìn)行分類處理。

4.1.2 原材料控制

按照微表處項(xiàng)目過(guò)程控制要求對(duì)各種原材料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)控制;改性乳化瀝青廠家必須提供每批次的產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告,產(chǎn)品到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后由收貨方取樣進(jìn)行產(chǎn)品指標(biāo)復(fù)核,每三批次抽檢一次,收貨單位、改性乳化瀝青供應(yīng)商和監(jiān)理共同取樣送檢;集料檢測(cè),每批次都要檢測(cè)石料篩分、砂當(dāng)量、石料的含水量等;添加劑的使用必須要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)后才可使用。

4.1.3 稀漿封層車設(shè)備控制

在開工前對(duì)稀漿封層設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定的材料主要有:集料混合料、填料、改性乳化瀝青、添加劑,按照混合料試驗(yàn)報(bào)告各種材料的組成比例進(jìn)行設(shè)定;當(dāng)瀝青混合料中各種材料有變化時(shí)都需要進(jìn)行設(shè)備再次標(biāo)定。

4.2 施工過(guò)程控制

將準(zhǔn)備好的稀漿封層車,按照設(shè)計(jì)要求裝好各種材料后進(jìn)行攤鋪前排料,排料是讓操作手進(jìn)行攤鋪前操作的熟練過(guò)程和用水量控制過(guò)程,排料正常后將攤鋪車開到需要鋪設(shè)的路段,調(diào)整好攤鋪箱的寬度,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攤鋪,在攤鋪的過(guò)程中操作手要密切注意稀漿混合料的稠度,適當(dāng)時(shí)要進(jìn)行用水量和添加劑的調(diào)整。

在稀漿封層車正常行駛攤鋪過(guò)程中,要按照設(shè)計(jì)厚度的要求,調(diào)節(jié)好攤鋪出混合料的厚度,攤鋪箱鋪設(shè)過(guò)后的混合料個(gè)別地方需要人工進(jìn)行處理;鋪設(shè)出瀝青混合料的表觀均勻一致,混合料需要合理的級(jí)配控制,拌和稀漿稠度控制以及攤鋪過(guò)程中攤鋪箱和刮皮的調(diào)節(jié)。

4.3 施工后控制

剛鋪好的微表處路面要嚴(yán)禁車輛及人員通行,保持早期養(yǎng)護(hù)。1 h后,粘聚力值大于2.0 N?m時(shí),可開放交通,但一定要限制車速在60 km/h以下,并且不能在攤鋪過(guò)后的路面上停留太久或原地轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。

4.4 微表處施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理辦法

1)原材料不穩(wěn)定或集料拌和不均勻造成混合料級(jí)配偏差大。遇到這樣的情況,在施工中是很容易被發(fā)現(xiàn)的,從稀漿混合料狀態(tài)和攤鋪出混合料的表觀或用水量變化較大時(shí),即可斷定原材料發(fā)生了變化,這樣要立即停止施工,進(jìn)行原材料復(fù)核試驗(yàn),如果是材料發(fā)生了較大的變化,在原材料滿足要求的情況下調(diào)整各種材料的添加比例,盡量使篩分通過(guò)率曲線靠近設(shè)計(jì)曲線,必要時(shí)要進(jìn)行瀝青混合料驗(yàn)證試驗(yàn)。

2)可工作時(shí)間短造成攤鋪困難。這樣首先要先進(jìn)行混合料篩分試驗(yàn)和細(xì)集料砂當(dāng)量試驗(yàn)檢測(cè),確保材料沒(méi)有問(wèn)題的情況下進(jìn)行稀漿混合料拌和試驗(yàn),測(cè)定其拌和時(shí)間,在正常施工溫度條件下,拌和時(shí)間一般控制在2min以上即可滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求,如果遇到拌和時(shí)間較短,可以進(jìn)行以下幾方面調(diào)節(jié)延長(zhǎng)可拌和時(shí)間:第一調(diào)節(jié)填料的用量或改變其他填料進(jìn)行拌和試驗(yàn),通常相同標(biāo)號(hào)不同生產(chǎn)廠家的水泥或消石灰等,對(duì)稀漿混合料拌和時(shí)間也不一樣;第二添加添加劑延長(zhǎng)可拌和時(shí)間,但是一定要對(duì)添加劑濃度和用量進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算控制,否則添加劑用量太高會(huì)影響混合料的成型;第三盡量避開高溫時(shí)段施工,溫度高于35℃不建議施工,高溫季節(jié)施工時(shí)也可以在集料表面和瀝青罐表面進(jìn)行灑水降溫,施工時(shí)攤鋪車可進(jìn)行同步在原路面灑水以達(dá)到降低路表溫度的效果。

4.5 微表處施工注意事項(xiàng)

4.5.1 雨季施工

微表處項(xiàng)目在雨季施工時(shí)應(yīng)密切注意天氣變化,確保在在混合料攤鋪后養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不會(huì)下雨,陰天不宜施工,路面潮濕或有積水時(shí)不宜施工。

微表處攤鋪后遇雨建議:攤鋪過(guò)后立即遇雨,建議將混合料全部鏟除;如果攤鋪過(guò)后,乳化瀝青已全部破乳但沒(méi)有達(dá)到最終強(qiáng)度,建議封閉交通,等路面水分和混合料內(nèi)部水分完全蒸發(fā)完,表層混合料達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)再開放交通。

4.5.2 高低溫施工

在環(huán)境氣溫超出35℃時(shí),稀漿混合料稠度變化較大時(shí),建議立即停止施工,不要加入大量的外加水進(jìn)行稠度調(diào)節(jié),建議避開高溫施工。

環(huán)境溫度較低時(shí),不建議施工,必須在環(huán)境溫度達(dá)到7℃時(shí),并且氣溫在逐漸上升才可以進(jìn)行施工;如果夜間施工一定要嚴(yán)格控制混合料前期破乳成型的濕度和溫度條件。

4.5.3 表觀控制

微表處稀漿混合料攤鋪前,一定要進(jìn)行原路面的前期處理,達(dá)到鋪設(shè)微表處的要求;在配料時(shí)一定要嚴(yán)格過(guò)篩控制集料混合料的超粒徑顆粒,避免稀漿縱向劃痕,在攤鋪時(shí)控制稀漿混合料的稠度,使攤鋪出的混合料均勻一致;橫向或縱向攤鋪相接時(shí)最好采取稀漿混合料對(duì)接的方式,避免混合料搭接太多影響路面的平整度。

4.5.4 車轍處理

在微表處治理車轍時(shí),如果需要進(jìn)行車轍填補(bǔ)時(shí),每一層填補(bǔ)后至少需要通車48 h以后再進(jìn)行第二層的鋪設(shè),如果沒(méi)有進(jìn)行壓密填補(bǔ)后的混合料直接進(jìn)行罩面處理,最后還會(huì)出現(xiàn)輕微的車轍。

5 施工總結(jié)

微表處項(xiàng)目有別于其他項(xiàng)目,整個(gè)項(xiàng)目的流程必須按照要求執(zhí)行,體現(xiàn)了過(guò)程控制的重要性,因此在施工時(shí)要注重每一個(gè)環(huán)節(jié),隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,保證材料輸出的一致性,確保微表處稀漿混合料的質(zhì)量。

通過(guò)對(duì)潭邵高速公路路面工程微表處技術(shù)的應(yīng)用,證明了預(yù)養(yǎng)護(hù)微表處技術(shù)對(duì)原路面的要求非常嚴(yán)格,原路面的病害必須進(jìn)行前期預(yù)處理,才能達(dá)到其養(yǎng)護(hù)的目的。本次項(xiàng)目應(yīng)用微表處技術(shù)也體現(xiàn)出了該技術(shù)的優(yōu)越性,尤其在封水效果、抗滑性能和施工效率上有了很明顯的提高,養(yǎng)護(hù)成本相對(duì)也比較低,對(duì)原路面的輕微病害治理也有相當(dāng)明顯的效果。

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