微表处施工方案

微处施工方案 **大道——**大道施工方案及建议 一 **大道、**大道简介及目前路况 1**大道: 北立交——铁西路 16*117=1872? 铁西路——华祥路 15*5198=77970? 2**大道 北立交——油厂分流岛 23*585=13455? 分流岛——平原路 15*5198=77970? 平原路 ——中华路 23*913=20999? 中华路——交速口 (15+15)*2695=80850? 合计: ***大道;全长5315米 快车道面积:79842? 交叉口:11214.8? ***大道;全长7131.1米 面积159375.5? 交叉口55315? 总面积305747.3? 二 微表处简介 国际稀浆封层协会(ISSA)将稀浆封层分为:Slurry seal 和Microsurfacing. 而我们将Slurry seal翻译成“稀浆封层”;将Microsurfacing翻译成“微表面处理”，简称为“微表处”。它采用的骨料是经过严格筛选的，并采用高分子聚合物乳化沥青和添加剂的混合物，同时使用设计独特的改性稀浆封层机来进行铺设。是稀浆封层技术发展的高级阶段，微表处技术因其开放交通快、抗滑性能卓优，特别是对路面病害进行预防性养护效果佳等技术优点，已成为欧美发达国家重要的路面养护手段。目前已在我国很多省份逐步推广使用。特别是大量超载超限车辆的行驶，对路面造成一定的损坏，出现了局部车辙、裂缝、唧浆、坑槽等病害。。随着我国高速公路的建设，高等级公路的路程越来越长。而车辆重载超速的情况也越来越严重。路表面出现的病害情况开始引起了人们的关注。采用什么养护手段，也成为人们讨论的焦点。根据美国和欧洲等西方国家多年来的经验，微表处，对高等级公路进行预防性的养护，已经成为一种最经济有效的手段 。随着我国沥青路面使用年限的增加、沥青路面不断老化，病害增加，使用功能不断降低。适时对沥青路面实施微表处，实践 证明是一项较好的预防性养护技术。研究和总结微表处施工技术及质量控制，对改善沥青路面使用性能、延长其使用寿命、节约投资。具有十分重要的意义。我国近几年开始在高等级公路上进行微表处施工，并取得了良好的效果。 三 微表处的优点 及适用范围 近几年来，微表处作为高等级公路的预防性养护新技术，被越来越多的业内人士所青睐。常规的做法是采用微表处摊铺机将聚合物改性乳化沥青、集料、水、填料和添加剂等按照设计的配合比拌和成稀浆混合料，迅速摊铺到原路面，形成一层厚度1cm左右的薄层结构，摊铺后1-2小时开放交通。与其他道路养护方式相比较，微表处有着以下一些优点: (1)施工速度快，封闭交通时间短。微表处可用于多种路面情况，它所含的聚合物使乳化沥青增加了黏结力，使路面快速稳定和坚固。 (2)适合于重载交通的路面。由于采用质量较高的骨料和黏结力较大的改性乳化沥青，微表处比普通稀浆封层有着更强的粘合力。因此其比较适合重载交通的路面上，更适合于交通繁忙的公路。 (3)可以在常温条件下施工，甚至可以在夜间工作或在不防碍交通的情况下施工。 (4)微表处可以作成很薄的层面，所以可以在桥面上或市政的道路上使用，而不会过多地增加重量和厚度。也不会影响城市道路的排水系统。 (5)微表处可以明显地提高路面的抗滑能力，同时也可以改善路面裂缝的状况，延长路面的寿命。 (6)微表处还可以作成一种比较厚的铺层，用于填充不规则的路面。 (7)微表处是一种低成本的养护:根据美国VSS公司的施工经验，微表处的费用是:1.44-1.8美元/平方米。而铺设厚度 为1.9-3.8cm的热拌和沥青路面的费用是:4.74-7.25美元/平方米。可见热拌和沥青摊铺的成本是微表处成本的3-4倍。 (8)微表处的寿命通常超过7年。 (9)微表处施工所需的能源少，无污染排放，对环境安全。 2 微表处适用的范围 (1)微表处适用于路基完好，面层出现泛油现象而导致的防滑系数降低的情况。 (2)微表处适用于路基完好，但面层出现了细小的裂缝而导致路面渗水的情况。 (3)微表处适用于路基完好，水泥混凝土路面出现细小裂缝但又难于修补的情况。 (4)桥面的面层进行修补时，可以考虑使用微表处以减轻重量。 (5)重载交通和车流量大的公路进行微表处养护。 (6)飞机场跑道、滑行道、停机坪等的养护也可以考虑微表处。但是，以上种种都基于路基必须完好的情况才可以使用微表处施工。 四 施工路段设计方案及设计要求 根据对施工段进行路况调查后，认为可以在此段进行微表处罩面。微表处罩面设计平均厚度为10mm，要求微表处具有一定的粘结能力，以及防水、抗滑、耐磨性能，根据《微表处和稀浆封层技术指南》的要求及试验结果，选用ES-?型级配进行车辙填补。 一 原材料的选择和微表处混合料设计 微表处的原材料选用 微表处混合料是由合理配比的乳化沥青、改性剂、集料、水和填料等组成的，材料质量的好坏直接关系到混合料的性能。微表处混合料中，集料重量占到了混合料总重量的90%以上，而改性剂则是微表处区别于普通稀浆封层最重要的特征之一。因此，集 料和改性剂质量的好坏直接影响混合料性能。 1集料的选择 微表处成败与否的关键是集料.由于其功能是制造一个封闭、粗糙的表面，石料的耐磨耗性特别重要。故微表处所用集料，特别是粗骨料部分应该使用耐磨耗的硬质石料，这与中国对高速公路沥青面层用粗集料应采用耐磨耗的要求相同。 规范要求集料的砂当量不低于65%，高于对普通稀浆封层用集料砂当量不低于45%的要求。也高于规范中高速公路沥青面层用细集料砂当量不小于60%的要求。对不同砂当量值的集料进行湿轮磨耗试验，结果表明:砂当量越低，混合料的湿轮磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差;砂当量低的集料还可能使改性剂无法发挥改性效果;因此微表处用集料砂当量不宜低于65%。 2胶乳改性剂的选择 微表处混合料大多选用胶乳改性剂。其中最为常用的是SBR胶乳。胶乳改性剂的加入，一方面改善了沥青本身的高温稳定性和低温延伸性，同时又可以增进沥青与石料之间的裹附性能，改善混合料的耐磨耗能力。研究表明，国外知名厂家生产的沥青改性专用SBR胶乳(用量3%)可以使乳化沥青蒸发残留物的针入度降低20%~30%，软化点增高5?,7?，5 ?延度增至80cm以上.混合料的湿轮磨耗值减少20%以上。对乳化沥青和微表处混合料均表现出好的改性效果。 3 沥青 微表处采用阳离子慢裂快凝改性乳化沥青，这是专门用于微表处的聚合物改性乳化沥青，其各项技术指标符合微表处施工技术规范要求，见表1。 表1 改性乳化沥青技术要求及壳牌沥青测试结果 测试项目 结果 技术规格 分析方法 测试项目 结果 技术规格 分析方法 沥青含量 63.4 60-65 ASTM D 244 破乳速率 慢 慢 T 66017 筛上剩余量 0.009 ,0.1 ASTM D 244 恩格拉粘度 4.1 3-15 ASTM D 1665 动力粘度 120.5 80-200 ASTM D 2171 电荷 阳离子 阳离子 ASTM D 244 与矿料粘附性、裹附试验 通过 通过 ASTM D 244 针入度(1/10mm) 51 40-90 ASTM D 5 软化点(?) 63.1 ,57 ASTM D 36 延度(5? 1cm/min) 22.4 ,20 ASTM D 113 溶解度(三氯乙稀 %) 99 ,99 ASTM D 2042 4集料 集料坚硬、耐磨、洁净、无泥土和有机杂质的玄武岩，集料分别采用ISSA?型级配。其级配见表2。 表2 ISSA?型 筛孔mm 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 ISSA? 100 70-90 45-70 28-50 19-34 12-25 7-18 5-15 5 水泥 水泥采用普通硅酸盐水泥，用水采用洁净可饮用水。 6 配合比 根据石料的级配、砂当量等数据和工程材料的实际情况，经配合比试验，油石比为6.5%，和ISSA?型配比如表3。 表3 材料名称 集料 乳化沥青 水泥 水 ISSA?型 100 6.5 1 7.5 二 微表处混合料配合比为:石料:乳液:助剂:外加水=100:6.5:1.0:7.5 五 微表处的主要施工流程: 一 施工前的一般要求 1微表处采用专用机械施工，修补车辙时必须配有专用的V字型车辙摊铺槽。摊铺机的计量控制系统必须进行标定。 2 微表处施工养生期的气温应高于10?;不得在雨天施工，严禁在过湿或积水的路面上进行施工。 二 施工方法 微表处施工一般采用下列工序施工:修补清洁原路面?施划导线?洒布乳化沥青粘层油?摊铺车摊铺稀浆混合料?手工作业修复局部缺陷?初期养护?开放交通。 三 微表处施工机械 微表处要求机器必须动力强劲;计量精确;采用自动控制程序;所有传动都应采用液压驱动;应具备适合其型号的连续运转的双轴搅拌器;所有料仓应根据材料的使用比例来设计;对摊铺箱来说必须具有双轴螺旋分料器。 成功的微表处来自于优质的原料(骨料、改性乳化沥青、水、液体填加剂、细料等)，科学的混合比设计，先进的技术规范和经实践考验的施工技术以及优良的专用设备。 四 改性乳化沥青粘层油洒布 洒布量0.35Kg/m2，保证洒布均匀，洒布量精度控制在土0.05 Kg/m2，洒布时注意起步、结尾处、路面两侧结构物的防护措施，严防乳化沥青污染。 六 微表处施工前期路面病害的处理 微表处作为预防性养护的有效方法之一，主要应用在改善路面的抗滑性能、降低路面渗水、进行车辙修复等方面。因微表处厚度仅l cm左右，实施微表处技术不能增加路面抵抗变形的能力，期望1 cm左右厚的微表处能治百病是不现实的。因此，必须确定一个微表处的合理适用范围，不能什么样的病害路段都用微表处进行处理。因此，对于路面已出现的不同病害应进行如下处理: (1)原路面结构强度必须满足要求。为保证微表处实施效果，就要求拟进行微表处的路段道路结构强度必须满足要求，否则应 首先进行补强处理。应在分析病害成因的基础上选择沥青层挖补、基层翻修甚至路基土的换填等方式进行处理，然后再进行微表处罩面。以杭甬高速公路部分拓宽路段为例，在实施微表处前对拟实施路段根据路面病害情况进行钻芯取样分析，发现部分路段的基层、底基层局部松散严重，强度足，路基含水量偏高。据此，对出现严重病害路段进行局部铣刨并加铺沥青面层，然后再在病害处理后的路面上实施微表处。 (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。试验证明，原路面上宽度大于5 mm的未处理裂缝、坑槽、龟裂、网裂、严重车辙、拥包、波浪等沥青路面病害，在通车l,2个月左右便会反射到表面上。 (3)裂缝处理技术 目前，改性乳化沥青封层技术作为新兴的处理裂缝技术，对早期的路面病害已被越来越多的专业人员所肯定。 裂缝宽度在2mm以下，建议采用高压气体喷射设备进行清缝。清除缝隙内积留的灰尘和杂物。清缝完毕后，可直接采用微表处理，或者先进行灌缝处理，再进行微表处理。灌缝时，填缝材料需在具有双层保温层，间接导热泊加热的锅炉内搅拌融化，同时应避免在填料时产生气泡。裂缝宽度在2mm以上时，采用开槽切割，高压气体喷射设备清缝，吹扫次数不得少于2次，直至清理干净为止。清缝完毕后必须进行灌缝处理，最后微表处理即可 七 微表处混合料的设计及施工过程中应当注意的问题 1 矿料级配 (1)微表处级配宜粗不宜细。随着微表处使用期的延长，最初外观表现较好，级配较细的微表处，出现抗滑功能不足的问题，而最初表观粗糙的微表处，不仅外观效果变得美观，而且保持了良好的抗滑性能。因此，微表处用于交通量大、重载车多的高速公路时，应采用?型级配。交通量特别大的，级配曲线宜在?型级配范围中值与下限之间。 (2)谨慎使用间断级配。问断级配存在施工和易性的问题，但间断级配曲线将加重矿料在运输、装载过程中出现粗料与细料离析的现象，影响摊铺的均匀性。 此外，间断级配会显著影响混合料的使用效果，这种级配往往会造成微表处表观不均匀、大料容易飞散。 2 油石比的确定 在混合料设计时，应根据实际情况选择合理的油石比: 1)原路面情况。如果原路面有泛油，特别是对于采用以前高标号沥青的，微表处材料层可以采用较小的油石比;如果原路面贫油。或者原路面沥青老化较严重时，可以考虑采用稍大的油石比;原路面表面层空隙率大或渗水严重的，宜采用稍大的油石比。 2)交通量的大小。交通量大，微表处应采用较小的油石比;交通量较小的，微表处可以采用相对较大的油石比。 3)高温季节微表处施工，油石比宜小不宜大。 3 稠度 (1)稀浆混合料在进入摊铺箱后应保持良好的和易性。混合料过于粘稠，易造成破乳过早，并影响铺层的平整度，还会在刮平器作用下留下刮痕。如果过稀则混合料会离析，影响路面的摩擦系数，并导致泛油、粘结力下降、铺层的厚薄不均。在混合料的配比设计中，用水量已被确认，因现场集料的含水量、温度、湿度、路面的吸水情况等条件都会有所偏差，故在施工中应根据实际情况作相应调整，以保证混合料合适的粘稠度。 (2)摊铺过程中微表处混合料的稠度是保证摊铺质量的关键指标，必须及时进行检测。 4 破乳时间 破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因，稀浆混合料应该在搅拌和摊铺过程中保持必要的稳定性，过早的破乳造成沥青结团，厚薄不均、刮痕等现象，而且对封层与路面的粘结非常不利，破乳时间过长会影响成型时间。解决办法是通过调节水量 或适当加入一些化学添加剂来实现对破乳时间的控制。 5 预湿水 天气过于干燥炎热时，对原路面进行预洒水，有利于稀浆对原路面的牢固粘结。一些新式的稀浆封层机都带有预洒水系统，摊铺时打开即可。对于无洒水系统的摊铺机或人工摊铺，可采取其他方式洒水，但应避免洒水过多，量的控制以路面无积水为宜，洒水后可立即摊铺。 6 接缝 纵缝与摊铺方向平行，是影响封层总体外观的重要方面，因此纵缝的处理非常关键。在先铺筑的接缝处进行预湿水处理有助于2辆车稀浆混合料的连接，而用橡胶刮耙处理接缝处的突出部分非常有效，再用扫帚进行扫平，使纵向接缝变得平顺，总体外观更佳。在高速公路上，应尽量减少纵缝的搭接宽度。并尽可能将重叠的位置安排在标线的位置，将一车道分成2幅或3幅摊铺的情况应当避免。横向接缝过多过密会影响外观和平整度，因此要尽可能减少横缝的数量，提高接缝的施工水平。良好的横向接缝对于防止水分下渗和形成悦目的外观极为重要。首先在起点处，当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时，就可以低速缓慢前移，这样就可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象。施工时可在起点的摊铺箱下铺垫一块油毡，当摊铺机前进后，将油毛毡连同上面的混合料一道拿走，这样可以保证一个非常平整的起点和良好的外观。当摊铺机所携的任何一种材料已经用完时，操作手应力求摊铺箱内混“合料分布均匀。一般情况下，摊铺终点的稀浆混合料会不均匀，应往回铲除1~2 m的长度;下一车的摊铺应从上一车的终点倒回30,50 cm的距离，铺好油毛毡再开始摊铺;当进行最后一车时，其终点的处理应采取人工整平，并做出一条直线。 7 加水量 某一种石料和乳化沥青，当外加水量为某一范围时，可以成为稳定的稀浆。机械作业时的外加水量，可以采取允许范围的中值。若加水量过少，拌和时的和易性及均匀性都受影响，甚至拌 不出稀浆。有的施工单位片面地认为加水量增大有利于拌和摊铺，而对稀浆质量无多大影响，这是不正确的。 8 超径颗粒及细料凝块 石料中难免会有超径的颗粒，这些颗粒有可能会卡住搅拌轴，引起机械故障。更有可能卡在橡胶刮板下面，形成纵向划痕。矿料受潮时会产生细料凝块，特别是对于砂当量较低的矿料，这种凝块也容易造成纵向划痕有时也可能在摊铺箱下压碎，给封层表面留下一条松散的浅色痕迹、通车后这条痕迹很容易跑散而形成一条凹槽。为避免这种现象，应在矿料装入矿料箱前将矿料过筛。 用于微表处的集料还应符合一定的级配标准。首先，在集料中要有一定数量的粗料起骨架作用。粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降，导致封层强度和高温稳定性降低;其次，需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性、耐久性和和易性。室内拌和试验和稠度试验表明，如果混合料级配过粗，则由于混合料的孔隙率偏大，拌和时会离析分散，大颗粒沉淀不能形成稠度适宜的粘稠浆体。 9 摊铺箱 摊铺箱的功能是把混合的稀浆以一致的形式分布在路面上。用哪种形式的摊铺箱常取决于封层的类型和摊铺速度。摊铺箱的清洁非常重要，每天工作结束后必须清洁摊铺箱。在每车摊完的间隙内，也应该清洁摊铺箱和后面的橡胶刮板。如果在橡胶板的边缘堆积过多凝固的颗粒，会在摊铺时形成划痕。摊铺箱不应有漏浆现象，其侧面应安装橡胶板以使侧面保持整洁。摊铺箱的橡胶(或钢板)厚度应一致，这样在摊铺的封层表面就不会留下纵向不均匀的划痕式凸起的条纹，橡胶刮板的宽度、厚度和硬度应满足理想摊铺效果的需要。 摊铺箱的拖动应保持平稳无振动，机器的速度应一致，不能忽快忽慢。速度过快会造成摊铺箱振动或跳动，并在稀浆上留下横向的波纹。在使用拖布(常用短的粗麻布)的情况下，过快的速 度会造成表面的划痕和不均匀。合适的摊铺速度取决于摊铺的效果。摊铺速度也受道路等级、石料级配、稀浆稠度和原路面的影响。 10 刮板 合适的橡胶刮板可以保证封层所需要的厚度。如果刮板材料太厚太硬，就会使混合料分离并挡住大颗粒，使其不能摊铺出去，形成划痕;如果刮板太软太薄，就会造成多层稀浆通过刮板。不同的橡胶和合成材料适合做成不同硬度的刮板，有的微表处在摊铺时甚至需要钢刮板。拖布常用来使封层表面形成理想的纹理。 11 摊铺速度 微表处一个突出的优点是在摊铺过程中自动填充需要修补的路面，因此正确的摊铺速度对项目成功起着非常重要的作用。过快会引起波纹、推移和离析。摊铺的速度应根据路面的状况进行调理。在铺较薄的封层时，摊铺速度对封层的影响更加显著。摊铺速度主要取决于2大因素，一是集料的级配，二是原路面的表面纹理。 12 摊铺厚度 微表处摊铺厚度的控制也是微表处施工中的一个环节、不合理的厚度会减少微表处的寿命。在级配范围中的曲线如靠近粗的一侧，亦即集料中大颗粒的比例较大时，就必须铺得厚一点，否则大骨料就不能嵌入封层当中，并容易被刮板带起形成划痕。反之，级配靠近较细的一侧，即集料中细料比例较大时，就需要铺得薄一点。微表处的设计厚度为稀浆中最大颗粒的粒径，如果强行将封层铺厚或铺薄，将造成封层稳定性差，易出现松散、泛油和车辙等病害。现有路面的粗糙程度直接影响稀浆的摊铺厚度，表面的孔隙越多，需要填充的材料就越多。路面孔隙的尺寸和数量受到许多因素的影响:原有的沥青混合料中集料的尺、集料中细料的多少、原路面摊铺时的压实度、混合料的类型以及上一次封层的粗糙度等，都会影响摊铺厚度。遇到松散严重的沥青面层时，可铺2层微表处以形成低孔隙的紧密表层。在摊铺时，集料中 最大粒径的骨料应埋入摊铺层内75%以上。摊铺太薄形成划痕，同时摊铺箱会刮走粗料，只剩下细料和乳液形成光面。 13 人工摊铺 有些路段不适合机械摊铺，必须通过人工摊铺来完成，这些地段的摊铺可以用胶滚来完成。人工摊铺的原则是越少越好，人工摊铺的稀浆越多，发生的离析也越多。当胶滚使混合料来回移动时，大骨料被带到了表面，造成表面没有细料，并使混合料脱水从而造成松散。人工摊铺时，首先应该湿润原沥青路面，确保微表处的整体性。混合料中的水会减少路面的张力，有利于人工操作，因此可适当增加人工摊铺时的用水量。 在操作过程中，凝固的稀浆必须清除。 14 降雨 在尚未达到通车的粘聚力之前，突然发生降雨冲刷封层表面时，应在雨停后立即上路检查，如有局部轻度损坏时，可等路面干硬后进行人工修补:如普遍有损坏时，应在路面强度较低的情况下，将全部雨前摊铺的封层铲除，重新摊铺。 15 其他应注意的问题 1微表处的填料可以用普通的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，填料用量允许有?1%的变化。 2水要求选用饮用水，且不含有害的可溶性盐类、能起化学反应的物质和其它污染物。 3 外加剂可以掺入稀浆混合料中，也可以掺入混合料某一组分中，能起控制开放交通时间的作用。外加剂的选用应满足与混合料的各组分均匀相溶的要求。 4 改性乳化沥青储罐要安装搅拌器，每天都对改性乳化 沥青搅拌10min，以防止离析和聚结; 5 要搭建简易的料棚存放石料，防止石料受环境特别是雨 水的影响; 6通过检查每车摊铺作业后材料计量器的读数的方法统计材料 用量检查混合料配合比，通过数护栏的数量，方便、精确地计 算摊铺长度，来计算摊铺厚度是否符合要求; 7 雨季施工时为了保证微表处与路面牢固联结，在雨停之 后，让路面在干燥后再继续微表处施工; 8 最好在气温高于15?的情况下施工。如低于15?施工， 施工后微表处层成型缓慢，与原路面粘结不够牢固、易脱皮。 八 结语 微表处在中国还是一项新技术，现行的施工技术标准和规范尚未完善，公路养护工作者应以科学、严谨、务实的态度来认识和应用该技术。并在施工中认真实践、摸索，逐渐总结出一套适用于高等级公路养护的施工技术。