微表处技术1微表处的概念1.1微表处技术的出现微表处是由稀浆封层发展而来,稀浆封层用于路面工程始于20世纪20年代末期的德国。
20世纪40年代,稀浆封层技术首先在美国加里福尼亚州得到应用,1955年加里福尼亚州Fresno沥青公司研制出了世界上第一台稀浆封层摊铺车,从而实现了稀浆封层的机械化施工。
20世纪70年代中期,德国公路工作者为了用稀浆封层解决路面车辙问题,开始对稀浆封层混合料进行改良,使用聚合物改性的快凝、快开放交通的稀浆封层—微表处车辙填充技术诞生,随后,微表处混合料也开始用于整幅路面的罩面。
1.2微表处的概念国际稀浆封层协会(ISSA)对微表处的定义为:微表处(Micro-surfacing)是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配比拌和并通过专门施工设备摊铺到原路面上,达到迅速开放交通要求的薄层结构[1]。
2微表处技术特点2.1微表处的优点2.1.1施工速度快,封闭交通时间短。
由于使用改性乳化沥青增加了粘结力,使路面快速稳定和坚固,一般施工2h后可通车,对交通影响小;采用机械施工,施工速度快。
连续式稀浆封层机1天内能摊铺500t微表处混合料,折合为一条10.6km长的标准车道[2]。
2.1.2改善路面使用性能。
有较大的构造深度,可以明显的提高路面的抗滑性能,保证行车安全;改善原有路面裂缝状况并延长路面寿命。
与传统沥青薄罩面相比,具有更好的耐磨性、防水性。
2.1.3可以在常温下施工,甚至可以在夜间或在不防碍交通的情况下施工。
不需要加热设备,能耗低,不释放有毒物质,对环境影响小。
2.1.4可以填补车辙,恢复路表的平整度。
微表处还可以作为一种比较厚的铺层(或双层微表处),用于填充不规则的路面。
2.1.5微表处成型快,工期短,施工季节长。
2.1.6养护成本相对较低,根据美国VSS公司的施工经验, 铺设厚度为1.9~3.8cm的热拌和沥青摊铺的成本是微表处成本的3~4倍。
2.2微表处的适用范围2.2.1原路面有足够的结构强度。
微表处层较薄,可用于改善路面表面功能,而不能用于道路补强。
原路面强度不能满足要求时,应首先进行补强处理。
2.2.2原路面具有良好的整体稳定性。
微表处施工后,对路面的稳定性改善很小,且微表处层几乎不具有结构抗应变能力,因此要求原路面整体的水稳性和热稳性良好,以保证施工后路面稳定性。
2.2.3原路面表面平整、密实。
微表处只起调整表面平整度的作用,当路面表面的不平整度太大时,微表处由于它本身的厚度和施工方法所限,希望仅通过它就能达到相当高的要求是不现实的。
尤其是一些大的拥包、坑槽等,应根据《公路沥青路面养护技术规范》、《城市道路养护技术规范》的要求进行修补,达到平整。
同样,原路表面必须密实。
3微表处技术的应用微表处应用广泛,既可以用于高速公路等各级公路的养护,又可以应用于农村公路罩面[3]。
3.1沥青路面微表处罩面,微表处是一种迅速、有效的表面处治方法,可以防治路面早期开裂,提高路面耐久性和使用性能。
3.2水泥路面微表处罩面,在旧水泥混凝土路面上加铺稀浆封层能处治脱皮、麻面、磨光、微裂缝等病害。
3.3微表处可以作成很薄的层面,不会过多地增加铺装层的重量和厚度,所以可以在桥面上使用,对桥面沥青混凝土铺装出现了桥面沥青层脱落、推移、车辙等病害进行修复。
微表处技术还可以应用于隧道路面处治[4]。
3.4微表处可用于城市道路中,且不会对其排水系统产生影响。
3.5微表处用于预防性养护在提高路面抗滑性能,封闭路表水下渗,改善路面外观和平整度等方面的突出优点[5],防治路面早期病害并能及早防止路面病害,扩大延长路面使用寿命。
微表处用于预防性养护时应采用加入废胶粉复核改性的乳化沥青,这样能显著提高微表处的低温抗裂性能[6]。
4施工工艺4.1施工前准备4.1.1施工气候条件①温度。
道路的温度在微表处固化过程中起着重要的作用,温度越高,改性乳化沥青破乳成型越快,因此在高温季节,摊铺机应对路面喷洒水雾,以降低路面温度,从而防止乳液与路面接触时就发生破乳,影响其对原路面的填充与粘结作用。
而气温未达到10℃的时候微表不宜施工,但在气温大于7℃并持续上升时可以施工。
②水。
雨后路面积水未干或未清除之前,不可施工;施工养护成型期内可能会降雨,则不可施工;24h内如果有霜冻的可能,应避免施工,因为微表处成型后,层间的水分仍将滞留较长的时间,如果产生冰冻,微表处将遭到破坏。
4.1.2交通管制。
4.1.3原路面处理。
施工前应根据《公路沥青路面养护技术规范》对原路面的病害进行处理,对较宽裂缝进行灌缝,填缝料应采用与裂缝壁粘结良好,缩胀能力强的材料,填料不应超出路面;较严重坑槽应进行修补,坑槽的修补表面应与原路面一致,或稍凹下,不允许向上鼓起;对较严重的车辙,拥包,推移,波浪的凸起部分进行铣刨掉,并填平压实。
4.1.4清扫路面。
在施工前对原路面进行彻底清扫,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。
4.1.5摊铺车标定。
微表处摊铺车采用的是体积计量方式,在铺筑前对其进行认真标定。
4.1.6放样划线。
根据施工路面的全宽,调节摊铺箱宽度,使施工幅数为整数,施划导线,作为封层机行驶的导向线和施工幅数分界线。
当有路缘石、车道线等作为参照物的,也可不划导线。
4.2摊铺4.2.1使用封层机进行摊铺。
4.2.2对于摊铺后路面的局部缺陷进行人工找平。
4.2.3处理施工中的横,纵接缝。
4.3碾压稀浆混合料在破乳成型后,都会留有空隙。
这些空隙在自然交通的反复作用下,将自动弥合,因此也就无需碾压。
但交通量不足的地方,如停车场、机场、广场及不开放交通的下封层,则必须碾压。
在较低温度下施工时,可采用胶轮压路机对混合料进行碾压,将混合料中的水分挤出来,提高混合料的固化速率[7]。
碾压的时机非常重要,一般认为,刚破乳的沥青微粒,其成膜后的性质接近于液态而非固态,因此在此时碾压,其压实效果最好。
4.4养护微表处施工完后需要一个养护成型的过程。
养护时间,视稀浆混合料中水的蒸发及粘结力的大小而变化,通常认为,当粘结力达到1.2N·m时,微表处混合料已经初凝,当凝结力达到2.0N·m时,微表处混合料已可以开放交通的状态。
影响微表处混合料成型的因素很多,除气候、材料、机械设备等非人为因素外,乳化沥青的性能及配比是影响成型的最关键因素。
4.5开放交通5施工质量控制5.1根据相关标准严格控制原材料质量5.2控制混合料油石比和集料级配5.3混合料稠度控制混合料稠度过大,容易使混合料过早破乳,施工困难;混合料过稀,则易引起离析,影响构造深度和与原路面的粘结,并可能导致泛油。
混合料流动性过大导致摊铺层厚度不均,边线不齐。
5.4摊铺厚度控制混合料的摊铺厚度应是集料最大粒径的0.95~1.25倍左右。
施工过程中控制了摊铺厚度,就保证了微表处混合料的用量。
在大纵坡路段施工时,应该特别注意摊铺厚度的检测与控制,因为摊铺槽中的混合料在重力作用下向槽后缘聚集,导致摊铺厚度会变大;反之,沿下坡方向摊铺时的厚度会变小,坡度越大,这种现象也就越明显。
6施工中常见问题及处理方法6.1脱落微表处从原路面脱落主要是由于其与原路面粘结不良。
小面积的脱落可采用人工修补的办法,而大面积的脱落必须清理该路段微表处,然后重新摊铺。
6.2松散在车轮荷载作用下,微表处材料大颗粒散落。
处理方法采用在微表处上加铺一层的方法或将其全部铲除,重新组织摊铺。
6.3泛油处理办法是在泛油路面上撒上3-5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机碾压。
6.4表观质量问题①铺面划痕。
由矿料粒径原因产生的划痕,施工中集料应分类堆放,不同粒径的矿料不相互掺杂,特别应避免超粒径矿料混入集料中;由摊铺厚度过小引起的划痕,应调整摊铺厚度。
②接缝的表观问题。
严格按照施工接缝处理方法进行横缝和纵缝处理。
③微表处铺面成型后铺面呈棕色。
一般经微表面处理后的新路面最初呈深褐色。
施工时应适当加大油石比和砂当量并严格控制原材料质量。
7微表处使用过程中存在的问题7.1养护时机在我国微表处多用于抢救性路面养护,出现早期病害后才开始进行微表处施工,而在国外微表处技术主要用于预防性养护。
7.2我国微表处技术与欧美发达国家还有一定差距国产乳化沥青质量较差,微表处施工机械多为进口设备。
常出现成型时间过长,有比较严重的拖痕,玄武岩表面沥青脱落,原路面没有处理,微表处罩面三天后出现病害等质量问题。
7.3盲目使用微表处技术气候条件对改性乳化沥青的技术要求影响大,应根据条公路不同的路面结构,交通状况,气候条件,病害情况,当地材料情况,判断是否满微表处技术适用范围,条件满足时,采用微表处才能达到预期的养护目标。
8体会通过对参考文献的阅读,我对微表处技术有了更深刻,更全面的认识。
从微表处技术的出现来看,它是稀浆封层技术发展的一个高级阶段,与稀浆封层对比微表处混合料从原材料质量要求、混合料设计指标、使用范围等各个方面都比稀浆封层要严格的多,因此它的路用性能、使用寿命等都明显优于普通稀浆封层,使用也更为广泛。
微表处技术具有可以提高路面的抗滑性,路面的抗渗性,改善路面平整度和行车舒适性,提高路面的使用性能和耐久性,延长路面使用寿命等优点。
与其他的路面施工养护措施相比,具有施工快捷方便,大大缩短开放交通时间,节约能源,成本较低等优点。
随着我国公路里程的不断增长,特别是高速公路的发展,需要养护的道路不断增加,微表处技术必将得到更广泛的应用。
了解微表处技术的适用范围,施工工艺及施工中常见问题和我国使用微表处技术过程中存在的问题,有助于我们更好的应用微表处技术,制定更完善合理的养护计划,注意施工和使用过程中的问题并找出相应对策解决这些问题,特别是做好施工前的准备工作,使微表处技术能达到最理想的养护效果。
此外,要坚信最适合的养护技术才是最好的养护技术,选择养护对策使应根据具体工程情况,不能盲目应用微表处技术。
鉴于微表处技术的特点,我认为微表处技术应用在预防性养护中,比用于修补性养护中效果要更好一些。
因此应加大对预防性养护的投入,并且改变原有病害出现后才进行养护的观念。
【参考文献】[1]李栓,王明明,董江涛.微表处:高速公路预防性养护的有效方法[J].交通标准化,2008.[2]傅香如.稀浆封层和微表处施工技术研究[D].长安大学,2006.[3]张守城,丁建明,王捷.农村公路微表处罩面系统应用探讨[J].公路,2005(11).[4]王力伟,陈肯,单岗.微表处:隧道路面处治新工艺[A]//节能环保和谐发展:2007中国科协年会论文集(一)[C].2007.[5]韩军强.浅议微表处技术在我国高速公路沥青路面养护维修中的应用[J].交通标准化,2006.[6]Chen zheng,WuShaopeng,ZhangTao,Pang Ling.Experimental investigation on fracture and tensile characteristics of micro-surfacing containing crumb rubber[J].Key Engineering Materials,2008,v 385-387.[7]粟多品,杨斌,李伟,汪成夫,张文.低温下微表处施工关键技术[J].公路交通科技,2007(4).。