微表处在沥青路面养护工程中的应用研究

摘要:本文通过实例阐述了微表处在施工过程中的优缺点、施工工艺,并对微表处的技术缺点和局限性进行了分析。通过实例表明,微表处是一种具有高抗滑性和耐久性,可被广泛应用于高等级公路的路面预防性养护技术。

关键词:微表处;预防性养护;技术缺点;局限性

0引言

微表处是一种较为常见的预防性养护技术,采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和外掺剂等按照设计配比拌和成的稀浆混合料,并将其均匀地摊铺到路面上形成沥青封层。微表处能满足摊铺不同形状截面和厚度的要求。混合料采用不同的沥青用量和不同的摊铺厚度,经养生和初期交通作用固化后,均能耐受行车作用,并保持良好的抗滑性能。一般来说,在气温24℃、湿度小于50%(或更小)的情况下,12.7mm厚的微表处在施工后1h即可开放交通。适用于二级及以上高等级公路的路面预防性养护罩面。

1微表处的优缺点

1.1微表处的优点

微表处技术是具有高抗滑性和耐久性能的薄层,被广泛应用于高等级公路的路面预防性养护。其优点包括:具有良好的抗磨性、防水性,与下层黏附力更强;可延长道路寿命,降低养护综合成本;施工速度快,对交通影响小;常温作业,清洁环保。

1.2微表处的技术缺点和局限性

⑴噪声问题。实际施工过程中,车辆在微表处路面进行作业所产生的噪声特点明显有别于普通沥青混凝土路面,且完工通车后所产生的噪声相对较大,这种噪声对驾乘舒适性产生了较大的负面影响。现场噪声测试发现,新铺筑的微表处路面车内噪声比常规热拌沥青混凝土路面高出2~3dB。

⑵外观问题。微表处的外观质量受施工影响较大,如果施工过程控制不当,容易造成外观质量缺陷,影响路面的美观,且造成的社会影响较大。

根据北京市交通委员会路政局开展的“北京市公路路面预防性养护技术对策研究”,提出了实施微表处预防性养护后路面PCI值下降到80分所需的时间同原路面PCI值、交通量之间的关系,如式1所示

t80=-0.TL+0.PCIt⑴

式中:TL为交通量等级,ADDT(年平均日交通量)为0~时,取为1,ADDT为~时取为2,ADDT为~时取为3,ADDT大于时取为4;PCIt为原路面的PCI值。

2微表处的施工工艺及注意事项

在对裂缝、坑槽、车辙、沉陷等病害处理之后方可进行微表处施工,施工前应检查路面,确保路面有足够的结构强度。微表处施工过程如下:

(1)施工前先将公路表面的土和其他杂物清理干净;若用水清洗路面,则应在路面所有裂缝完全干燥后才能进行施工。

⑵施工前应先进行划线放样及其他准备工作。

⑶调节集料和各种填料、水、乳液的配比,使调好的混合料具有良好的施工和易性,确保混合料能均匀分布。混合料在拌和及摊铺中应保持糊状且均匀,不得含有多余水分和乳液,不能出现乳液、细集料与粗集料离析的现象。

⑷施工时确保铺筑的厚度均匀,铺筑机匀速前进。

⑸铺筑新旧路面交界处时,应选择在纵向接缝处。

⑹摊铺结束后立即进行人工整平,纵向接缝应尽可能放置在车道标线上。

⑺施工时应保证车道分隔线处摊铺成一条直线,且不得有松散现象,用适当材料及方法对摊铺末端进行处理,以保持直线端口。

⑻施工结束后,清理现场多余的材料。

3工程实例分析

某市年大中修工程对路面局部破损严重、影响行车安全的项目路段进行了预防性养护工程,为提高行车安全、保证该路段车辆正常行驶、提高公路的服务质量,采用微表处的处理方法,其实施方案为以下几点。

3.1公路病害类型及病害分析

3.1.1公路病害

主要病害类型:路面横、纵裂缝和网裂较严重,存在不同程度车辙或推移,局部路段路面沉陷。

3.1.2病害分析

根据勘察及详细调查结果,结合公路现状、公路病害特征等对病害进行分析。

(1)横向裂缝成因分析。①基层反射裂缝:基层反射裂缝包括两方面,一是在基层施工完成后成型的过程中,材料失水收缩导致的规则横向裂缝;二是基层材料因温度下降过快而发生收缩导致的开裂。这两种收缩变形主要形成了沥青路面的横向裂缝。②沥青混凝土的温缩裂缝:沥青混合料随着温度的下降会发生收缩变形。当收缩时产生的拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青混凝土路面就会被拉裂,随着拉裂的程度增大,裂缝逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。③地基差异沉降导致的横向裂缝:软土地基与普通地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与正常路段交接处,因地基或路基与构造物的差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。

⑵纵向裂缝形成分析。①路基施工原因:地基遇高填土路段时易产生不均匀沉陷,造成路面的纵向裂缝;施工时天气原因导致局部路堤填料粉碎不足,致使路基压实度不均匀;路基边缘超宽碾压不足,导致路基边缘压实度不够;垫层水稳定性差,遇水后其强度发生衰变,引起路面开裂。②渗水原因:路面、边坡等渗水,使得局部路基受水浸泡后土体的黏聚力、摩擦角值降低,在动静荷载作用下,使裂缝进一步产生小圆弧滑动趋势。③荷载原因:由于车辆荷载(超载车辆)和温度效应的反复作用,沥青面层底部承受的弯拉应力不均,当应力超过沥青面层底的弯拉应力时,就会造成沥青面层开裂。

⑶网裂是路面使用到一定年限后呈现的较为广泛的病害,其主要原因是路面的长期使用。

⑷车辙的主要原因是大型重载车辆的长期反复冲击、碾压,导致面层累积变形、移位而形成车辙。

⑸路面沉陷分析。经勘察,局部路面沉陷路段、大面积路面破损路段,大部分为基层损坏,产生原因分为两种,一是重荷载作用,二是局部低填浅挖路段的基底处理深度不够,导致基层整体沉陷。

3.2实施方案

根据原路面结构、公路病害状况及范围,确定实施方案如下:首先处理原路面病害,然后进行微表处罩面。经实地勘测、分析和统计,该路段基层病害处置率(基层挖补率)为1.8%,面层病害处置率(面层挖补率)为3.7%。

3.2.1横纵裂缝处理

①裂缝宽度≤5mm时,清除缝内杂物和尘土,采用乳化沥青灌入缝内,灌缝深度约为缝深的2/3,填入干净的石屑并捣实,将溢出裂缝外的沥青及石屑清除。

②裂缝宽度>5mm时,清除已松动的裂缝边缘,用热沥青混合料填入缝中、捣实,如果缝内潮湿应采用乳化沥青,均采用混合料。

3.2.2网裂、龟裂、破损、坑槽处理

将破损的面层画出矩形轮廓线,轮廓线与路中心平行或垂直,挖槽时槽壁应垂直顺直,并挖到稳定部位,将槽内物清除干净;当槽深≤4cm时、铺筑AC-13C细粒式沥青混凝土至槽顶面,当槽深>4cm时,先铺筑AC-16C沥青混凝土至上面层底,再铺筑AC-13C细粒式沥青混凝土至槽顶面,最后进行微表处罩面。

3.2.3路面沉陷处理

①大面积基层破损路段。清除已破损的基层,修补找平底基层,设置18cm水泥稳定级配碎石基层,洒布透层油,铺筑5cm厚AC-16C沥青混凝土至上面层底,再铺筑4cm厚AC-13C沥青混凝土至槽顶面,最后进行微表处罩面。

②小面积基层损坏。将原基层损坏的部分按矩形画出轮廓线,再挖槽修补,其纵边应与路中心线平行或垂直,槽壁垂直、顺直,并挖至稳定部位,将槽内物清理干净。首先铺筑水泥稳定级配碎石基层或铺装沥青混合料,铺筑5cm厚AC-16C沥青混凝土至上面层底,再铺筑4cm厚AC-13C沥青混凝土至槽顶面,最后进行微表处罩面。

3.2.4车辙、推移处理

对车辙深度小于15mm的,可直接通过微表处进行处理;对车辙深度大于15mm的,先对原路面进行铣刨,铣刨平均厚度约2.5cm,清除杂物并洒布黏层沥青后铺筑AC-13C细粒式沥青混凝土进行找平,最后进行微表处。

4注意事项

⑴保证施工、养生期的温度,不得在冬季施工。

⑵雨季不得施工,如施工中或施工后混合料尚未成形时遇雨,应在雨后将无法正常成形的材料铲除。

⑶微表处施工时应确保旧路表面的干燥。

⑷微表处铺筑后需进行早期养护,待乳液破乳,水分蒸发,干燥成形后方可开放交通并进行自然碾压。

5结语

本文通过实例说明,具有高抗滑性和耐久性等优点的微表处养护技术可以更好地应用于高等级公路的养护作业中。

参考文献

[1]交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封测技术指南[R].北京:人民交通出版社,.

[2]浙江省公路管理局.JTGH10-公路养护技术规范[S].北京:人民交通出版社,.

[3]交通运输部公路局,中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTGB01-公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,.

(本文来源于网络)

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