摘要:以道路预防性养护理论为基础,对微表处混合料的配合比设计、微表处的施工工艺进行了探讨与总结。工程实践表明,微表处养护技术施工工艺简单,养护周期短、成本低,在高速公路沥青路面预防性养护中应用效果良好。
关键词:沥青路面;预防性养护;微表处;配合比设计;施工工艺;验收检验
路面预防性养护是在不影响道路使用能力前提下,以养护成本最低、道路使用最优为目标,对路面状况良好的道路,进行预防性、小规模的计划性养护,主要实施措施是表面封层,包括微表处、稀浆封层、碎石封层、雾封层、还原剂封层等。其中微表处因其对车辙的填补、路面平整度的提高及泛油处治等具有独特的功能,而且施工工艺简单、开放交通速度快、成本低、污染小等优点,而越来越受到青睐。本文介绍了微表处在高速公路沥青路面预防性养护中的应用情况,以供同类工程参考。
1 实施预防性养护前的路况
京港澳高速公路湖北段的路面结构为:4cm Super12.5沥青混凝土上面层+6cm AC20-I沥青混凝土中面层+6cm AC-20S沥青混凝土下面层+20cm水泥稳定级配碎石上基层+20cm水泥稳定级配碎(砾)石下基层+20cm水泥稳定碎石底基层。经过数年运营,由于长期渠化交通、超载车辆碾压及夏季连续高温等综合因素的影响,部分路面出现了轻微车辙、裂缝、松散等早期损坏现象,通过路况检测评价与分析,确定适合采用预防性养护。其中K74+400~K75+460路面总体状况良好,无坑槽、无松散、无拥包,有轻度块状裂缝1道,轻度横向裂缝14道,有明显车辙,深度大多大于15mm,但小于25mm,属轻度车辙。通过分析,拟采用微表处进行处置。
2 微表处混合料配合比设计与施工
微表处是由聚合物改性沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配合比拌和并摊铺到原路面上达到快速开放交通要求的薄层结构。为确保微表处技术达到良好的效果,确保路面良好的防水、抗滑耐磨性能,根据相关规范规定,确定各种原材料及混合料配合比如下。
2.1微表处混合料配合比设计
(1)骨料种类及规格的选择
根据《微表处和稀浆封层技术指南》的要求,采用MS-3型微表处,石料采用湖北某地玄武岩2#(5~10mm)、3#(3~6mm)、4#(0~3mm),骨料级配及砂当量(71%)符合规范要求。对各单料级配经过试配,采用质量比2#︰3#︰4#=4︰3︰6.5的合成级配
(2)外加水量的确定
根据稠度试验确定最佳外加水量,以保证微表处具有适宜的稠度和和易性。试验结果为加水量为骨料总量的6.0%~8.0%时稠度适中,施工时根据温度和湿度等情况进行适当调整。
(3)粘聚力试验
根据粘聚力试验确定稀浆混合料的初凝时间和开发交通时间,以确保微表处的早期养护时间和封闭交通时间。
(4)改性乳化沥青用量的确定
《公路沥青路面施工技术规范(JTG(F40-2004)》推荐沥青用量一般在6.0%-8.5%(油石比)之间,而改性乳化沥青的设计要求沥青含量为60%~65。故改性乳化沥青的用量范围分别为8.46%~9.17%、12.31% ~13.33%。根据湿轮磨耗与负荷轮试验,确定沥青的最佳用油量。确定最佳沥青用量,油石比范围5.8%~7.8%,由磨耗粘砂曲线确定最佳用油量10.9%。根据以上结果,初步确定微表处配合比为骨料︰改性乳化沥青︰外加水量(助剂)︰填料=100︰10.9︰7.0(0.5%)︰3.0。各项指标均符合规范要求。
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2.2微表处施工工艺
(1)施工前准备
路面的清扫:原路面上的松散材料、泥巴、油污和其他杂物都会影响微表处与原路面的粘结,造成脱皮。在施工前对老路面进行彻底清扫,对一些不易清扫的路段,用水冲洗,待完全干燥后方可进行施工。
病害的处治:提前对施工段路面病害进行彻底处治,保证原路面的平整度及完整性。本路段的主要病害为车辙、裂缝,施工前做了车辙、灌缝处理。
摊铺车标定:微表处摊铺车采用体积计量方式,在铺筑前对其进行认真标定。
交通管制:施工采取半封闭半开放交通的施工方式,每次封闭半幅1km长的路面,保证施工区内无行车干扰。由试验数据可知,本次施工路段1h即可开放交通,但因高速公路上车速太快会对刚成型的材料造成损害,所以设定开放交通时间为2h。
(2)确定施工工序
根据《微表处和稀浆封层技术指南》,对深度15~25mm的车辙应首先进行微表处车辙填充,然后再进行微表处罩面。故施工顺序为:路况调查→病害预处理(包括坑槽修补、灌缝、铣刨等)→填充车辙→养生→开放交通→微表处罩面→养生→开放交通。其中的两层微表处施工分别为:第一层用V字形车辙摊铺箱摊铺,以填补轮迹带的车辙;第二层对行车道进行微表处罩面。
3验收检验情况
根据《微表处和稀浆封层技术指南》,微表处工程完工后1~2个月对施工全线以1km~3 km为评价路段进行交工验收检验。检验项目包括路面表观质量、摩擦系数、构造深度、渗水系数。由于本试验段微表处为不等厚施工,故未进行厚度检测。检测结果:表面平整、密实,均匀,无松散,无花白料,无轮迹,无划痕;摆值、横向力系数均满足规范要求。
经检测评价,本试验段的PCI指标93.7,可见,使用性能指标值提高明显;微观方面,对本试验段实施微表处后,消除了车辙以及车辙内存水导致水漂等安全隐患,表面防水性能大大提高,表面粗糙,构造深度较大,抗滑能力明显提高,路面外观明显改善,效果良好。缺点是行车噪音大,且一旦有剥落,外观将较为难看。
4 结语
本路段实施养护不是等路面已经发生明显病害后才进行,而是在发生明显病害前、路面状况总体良好时进行,属于预防性养护,经过微表处技术施工处理后,路面表面防水及抗滑性能大大提高,彻底改变了车辙内存水易产生水漂等安全隐患的情况,改善了路表功能,降低了道路破坏速率,达到了预期效果,其优越性与效益在日后会逐步显现。
参考文献
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论文作者:梁志浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签:车辙论文; 路面论文; 预防性论文; 沥青论文; 交通论文; 病害论文; 沥青路面论文; 《基层建设》2018年第19期论文;