微表處技術(shù)在高速養(yǎng)護工程的應(yīng)用

(福建省高速公路養(yǎng)護工程有限公司，福州350018)

微表處技術(shù)在高速養(yǎng)護工程的應(yīng)用

■魏其順

(福建省高速公路養(yǎng)護工程有限公司，福州350018)

本文結(jié)合三明福銀二期高速公路路面微表處工程施工實踐，系統(tǒng)地從混合料設(shè)計、原路面處治、施工前準(zhǔn)備工作和施工中質(zhì)量控制等方面對微表處全流程關(guān)鍵技術(shù)進行探討和分析，施工后使用效果表明路面微表處技術(shù)具有一定的優(yōu)越性，為今后類似工程施工提供一定的理論和實用參考價值。

高速公路瀝青路面微表處質(zhì)量控制

0 引言

微表處是一種改性的、“精細(xì)”的封層技術(shù)，是一種由聚合物改型乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑按合理配合比拌合并通過稀漿封層車攤鋪到原路面上，達(dá)到迅速開放交通要求的薄層結(jié)構(gòu)。微表處技術(shù)作為一種經(jīng)濟、快捷、有效的路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，大量地應(yīng)用到福建省高速養(yǎng)護工程。我司承接微表處工程總量785萬m2，折算雙向四車道高速公路施工長度523km。

多年微表處施工成效突出，最具代表性的工程為2013年三明福銀二期微表處工程。2013年10月三明福銀二期高速公路K315+800～K322+162段落實施微表處，經(jīng)過3年多時間的觀察與檢測，路面表觀質(zhì)量優(yōu)，路用性能顯著改善。本文重點分析微表處混合料設(shè)計和施工質(zhì)量控制。

1 工程概況

本工程位于福銀高速公路，于2006年1月25日建成通車。路面類型結(jié)構(gòu)主要是：上面層為4cmAC-16A，中面層采用6cmAC-20I，下面層采用8cmAC-25II，基層采用32cm 5%水泥穩(wěn)定碎石基層和18cm 3%水泥穩(wěn)定碎石底基層。經(jīng)過了7年的使用，路面性能有所衰退，該路段主要病害為裂縫和車轍。

2 微表處材料和配合比設(shè)計

2.1 原材選擇

微表處混合料主要由礦料、改性乳化瀝青和水泥三種材料組成。

(1)石料

微表處混合料礦料占90%以上，因此礦料質(zhì)量至關(guān)重要。微表處礦料必須堅硬、耐磨，本工程選用漳平浩元玄武巖0～4.75mm和4.75～9.5mm兩檔。

(2)改性乳化瀝青

改性乳化瀝青作為粘結(jié)料，對施工質(zhì)量的影響與石料同樣重要，直接決定拌和時間和開放交通時間，因此選擇合適的乳化劑和改性劑至關(guān)重要。本工程選用殼牌瀝青有限公司鄂州庫生產(chǎn)微表處改性乳化瀝青。

(3)水泥

水泥主要作用是調(diào)整稀漿混合料的可拌和時間、成漿狀態(tài)和成型速度。本工程選用江西萬年青P.O42.5水泥。

各種材料具體指標(biāo)要求見《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》。

2.2 微表處混合料配合比設(shè)計

2.2.1 配合設(shè)計和復(fù)核比較

2013年7月我司送樣至殼牌瀝青中國技術(shù)服務(wù)中心進行改性乳化瀝青配方選擇和配合比設(shè)計，并將氣候條件、應(yīng)用場合、使用要求、材料供應(yīng)情況反饋給設(shè)計方。2013年9月送樣至福建省公路工程試驗檢測中心站進行配合比復(fù)核工作。設(shè)計和復(fù)核階段試驗結(jié)果均滿足技術(shù)要求，試驗結(jié)果分別見表1和表2。

從表1～2可以得出:(1)砂當(dāng)量越低，需通過加大水量延長可拌和時間，而水量過大會造成瀝青和細(xì)料上浮，表面形成油膜，而下面瀝青不足的情況。(2)砂當(dāng)量越低，相應(yīng)1h濕輪磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差。(3)砂當(dāng)量高的集料所需瀝青用量更少。因此砂當(dāng)量顯著影響混合料的施工性能路用性能，砂當(dāng)量控制是微表處工程成本控制關(guān)鍵所在。

2.2.2 混合料最佳配合比確定

礦料合成級配中0.075mm通過率較大，礦料比表面積越大，瀝青油膜厚度減少。微表處兩檔石料較穩(wěn)定，兩檔石料無法進行有效調(diào)整從而減少0.075mm通過率，因此在滿足級配要求前提下，采取降低水泥用量，從而增大瀝青油膜厚度。經(jīng)試驗，水泥劑量對混合料可拌和時間影響見表3。

表1 砂當(dāng)量、材料配合比和合成級配比較

表2 混合料配合比試驗數(shù)據(jù)比較

表3 水泥劑量對混合料可拌和時間的影響

從表3得出：水泥用量為1.5%，可拌和時間滿足要求。因此，本工程最終生產(chǎn)配合比為：石料∶水泥=98.5∶1.5，瀝青含量6.0%。前期砂當(dāng)量不高的集料瀝青含量按6.2%控制。

3 原路面處治和施工前準(zhǔn)備工作

微表處作為一種預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，厚度僅為10mm左右的薄層結(jié)構(gòu)，原路面的穩(wěn)定性，礦料的級配和品質(zhì)，改性乳化瀝青的施工性能、設(shè)備輸出計量精確性對微表處質(zhì)量有著重要影響。

3.1 原路面處治

微表處的使用效果和壽命在很大強度上決定于原路面的強度和病害情況。在微表處施工前對路面病害做預(yù)處理，主要措施有：密封膠進行灌縫；局部坑槽進行挖補處理；10～20mm車轍進行車轍填充。本工程車轍填充時攤鋪箱刮皮改用鋼板，車轍填充更到位，施工效率更快。

3.2 原材質(zhì)量控制

3.2.1 改性乳化瀝青控制

運送到施工現(xiàn)場的改性乳化瀝青必須附有出廠檢驗報告。每次來料時取樣進行拌和試驗，只要拌和時間和成型速度滿足要求，就可以認(rèn)定乳化瀝青配方?jīng)]有太大問題，此外還需注意每批瀝青的固含量不同相應(yīng)調(diào)整料門開度。我們公司改性乳化瀝青罐加裝攪拌裝置，每天定時進行攪拌，保證改性乳化瀝青均勻性。

3.2.2 石料控制

針對9月份送樣礦料砂當(dāng)量有所降低情況，我們要求石料開采時山皮清除到位，備料盡量選用天晴時生產(chǎn)的石料。我們在備料場建立簡易試驗室，加強級配試驗和砂當(dāng)量檢測力度，通過小樣試拌來進一步論證集料級配和砂當(dāng)量。通過以上措施，石料砂當(dāng)量有所提高，砂當(dāng)量在70%左右。另外做好石料防雨水措施。

3.3 封層車設(shè)備標(biāo)定

稀漿封層車在作業(yè)過程中，必須保證各種原材料按照事先設(shè)定的比例混合，因此計量的準(zhǔn)確性和輸送的穩(wěn)定性十分重要。稀漿封層車采用的是體積計量方式，當(dāng)?shù)V料含水率發(fā)生變化時，礦料的體積會隨之變化，如果不及時調(diào)整攤鋪車的設(shè)定，就會造成稀漿混合料的實際油石比的顯著變化。任何類型的微表處攤鋪機在首次使用前或使用一定時間后，都要進行標(biāo)定。

4 微表處施工中的質(zhì)量控制

4.1 攤鋪過程控制

微表處施工過程是微表處施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。操作手和施工工人操作的熟練程度直接影響路表美觀和路面質(zhì)量。

(1)微表處施工效率快，施工長度較長，因此布控要加密，每5m布設(shè)一個錐標(biāo)，每隔100m設(shè)置一道橫向錐標(biāo)，確保施工安全和養(yǎng)護質(zhì)量。施工前用鼓風(fēng)機進行原路面清潔。

(2)操作手根據(jù)標(biāo)定結(jié)果調(diào)整料門開度在堆料場進行吐量觀測混合料成漿狀態(tài)，然后封層車開往施工地點。

(3)已拼接好寬度攤鋪槽從隨車吊就位到施工點，攤鋪槽兩側(cè)落位在兩個自制滑輪車上。增加隨車吊，大大減少攤鋪箱拼接時間，大幅提高施工效率。

(4)封層車和攤鋪箱連接到位，就位后調(diào)整好攤鋪厚度，擰緊刮皮上鎖螺栓，封層車駕駛員應(yīng)以車道標(biāo)線為參考，如遇彎道應(yīng)考慮攤鋪槽側(cè)滑因素，確保封層車走線順直，進一步確?？v向接縫順直。微表處施工時在起點前或前一施工段末端鋪墊一塊長4m寬0.5m薄鐵皮，保證薄鐵皮末端與微表處材料層邊緣平齊，封層車前進后將薄鐵皮連同上面混合料取走放入廢料車。

(5)在微表處攤鋪過程中，技術(shù)人員和設(shè)備操作手必須密切注意稀漿混合料狀態(tài)的變化，如果稀漿狀態(tài)變化較小，要及時的調(diào)整，根據(jù)稀漿狀態(tài)判斷調(diào)整水或填料的用量，使混合料的狀態(tài)復(fù)原；如果發(fā)現(xiàn)稀漿狀態(tài)變化較大，要及時的停機，鏟除攤鋪稀漿狀態(tài)較差的部分，尋找混合料稀漿狀態(tài)變化的原因，直至排除方可繼續(xù)施工。

(6)采用橡膠耙、刮鏟和鐵鍬等工具及時修補攤鋪后路面局部缺陷。

(7)應(yīng)時刻注意各組成材料的使用情況，當(dāng)任何一種材料接近用完時，應(yīng)立即關(guān)閉各材料的輸出，待攤鋪槽中的混合料全部攤出到路面上，封層車停止前進。施工人員應(yīng)立即將末端漿狀態(tài)異常材料清除，攤鋪槽卸在滑輪車上，用高壓水槍清洗攤鋪槽，封層車開至堆料場裝料。

4.2 碾壓養(yǎng)生及開放交通

本工程所在地為山嶺重丘，十月下旬最高溫度27℃，最低溫度7℃，無持續(xù)風(fēng)向，天氣以陰為主。如遇天氣情況不佳，下午施工段落通常要留控至第二天太陽照射后開放交通。為更早地開放交通，我們采取膠輪壓路機進行碾壓，從而加快排除混合料水分的速度，減少固化成型所需時間，密實表面，加快封水效果。根據(jù)實踐經(jīng)驗，最佳碾壓時間為混合料破乳初凝，表面烏黑無水光，用腳輕壓，表面油膜不破，稍加力腳印位置有水份析出。通常碾壓后2小時可開發(fā)交通。

5 微表處使用效果評價

微表處工程完工后，選擇不同時間對其路用性能進行檢測,檢測結(jié)果見表4。

表4 微表處工后檢查結(jié)果

從表中可以看出，微表處在通車半年后，構(gòu)造深度為0.88mm,擺值61BPN,顯著改善了路面的抗滑性能。微表處滲水系數(shù)為0，有非常好的封水效果。微表處通車1年后和3年后構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)檢測數(shù)據(jù)較通車半年后的檢測數(shù)據(jù)有所降低，但仍然維持較高抗滑性能，目前路面表觀整體良好，部分反射裂縫及時通過封縫處理。這說明微表處能夠在相當(dāng)長的時間內(nèi)維持很好的抗滑性能。另外該段后續(xù)無需挖補，這說明微表有效防止了路表水進入路面結(jié)構(gòu)，大大減少了水損害造成的坑槽挖補量。

6 結(jié)束語

通過三明福銀高速公路路面微表處技術(shù)的應(yīng)用實踐，得出以下結(jié)論：

(1)在微表處配合比設(shè)計過程中，合成混合料砂當(dāng)量是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，同時也是工程成本控制的重要指標(biāo)。

(2)微表處抗滑性能卓越，且抗滑性能不會隨使用期的延長迅速衰減。

(3)工程質(zhì)量優(yōu)秀的微表處路面完全不透水，可以有效防止路表水的下滲。

(4)微表處延緩了路面的大中修時間，可以節(jié)省路面養(yǎng)護和維修費用。

(5)工程實例證明，在原路面病害得到合理處治的情況下，微表處壽命至少可達(dá)3年。

[1]微表處和稀漿封層技術(shù)指南[Z].北京.交通運輸部.2005.

[2]黃頌昌,徐劍,秦永春編著.改性乳化瀝青與微表處技術(shù)[J].北京.