沥青微表处理方案Word格式.docx
《沥青微表处理方案Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沥青微表处理方案Word格式.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
粗集料(4.75-9.5mm)选用硬质的玄武岩石料以确保微表处的抗滑能不会随使用期限的延长而迅速衰减;
4.75mm以下部分采用洁净、针片状含量少的石灰岩石屑,以改善沥青与石料的粘结,降低材料成本。
材料试验结果如下:
表2.1粗集料性能试验结果
项目
技术要求
检测值
试验方法
压碎值(%)
≤26
16.5
T0316-2005
磨耗值(%)
≤28
19
T0317-2005
表观密度
≥2.60
2.890
T0304-2005
吸水率(%)
≤2.0
0.9
针片状(%)
≤18
4.6
T0312-2005
粘附性
≥4
4
T0616-2005
表2.2细集料性能试验结果
≥2.50
2.710
T0328-2005
含泥量
≤3
1.0
T0340-2005
砂当量
≥65
69.2
T0334-2005
2.2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。
各项性能指标见下表:
表2.3改性乳化沥青性能指标
项目
破乳速度
慢裂
T0658-1993
蒸发残留物含量(%)
≥60
64.5
T0651-1993
标准粘度(C25,3)(s)
12-60
24.7
T0621-1993
筛上剩余量(1.18㎜)(%)
≤0.1
0.07
T0652-1993
储存稳定性(1d)
≤1
0.4
T0655-1993
蒸发残留物性质
延度(5℃)(㎝)
≥20
45.1
T0605-2000
针入度(100g,25℃,5s)(0.1㎜)
40-100
61
T0604-2000
软化点(环球法)(℃)
≥53
59.5
T0606-2000
3、微表处混合料的设计
3.1矿料级配
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,不宜采用Ⅱ型级配,而应采用Ⅲ型级配。
交通量特别大的,级配曲线宜在Ⅲ型级配范围中值与下限之间。
根据集料筛分结果,粗集料与细集料按照1:
3的比例掺配,合成级配满足微表处MS-3型级配要求,集料筛分结果见表:
表3.1集料筛分结果
各筛孔通过率(%)
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
粗集料
100
10.0
0.2
细集料
99.7
80.8
54.7
39.0
28.7
21.5
16.3
合成级配
77.3
60.6
41.1
29.2
16.1
12.2
要求通过率
70-90
45-70
28-50
19-34
12-25
7-18
5-15
3.2油石比的确定
3.2.1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。
3.2.2允许的油石比范围内,微表处混合料的油石比宜小不宜大
按照确定的矿料配合比,以及《路面稀浆封层施工规程》(CJJ66-95)推荐油石比范围,选择6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%五种油石比,对MS-3进行湿轮磨耗试验和负荷车轮试验,湿轮磨耗试验确定沥青的最低用量,负荷车轮试验确定沥青的最佳用量。
3.2.3最佳用水量的确定
通过粘稠度试验可以检验施工的和易性,确定微表处混合料的最佳用水量为:
5.0%。
3.2.4试验配合比
通过湿轮磨耗试验和负荷车轮试验确定最佳用油量为MS-3混合料为7.5%(沥青占矿料的百分比含量),该改性乳化沥青的固含量为62.6%,所以最佳改性乳化沥青用量为12.0%。
微表处混合料技术指标如下:
表3.2混合料技术指标
检测项目
规范要求
可拌和时间(min)
>2.0
稠度(㎝)
—
2.3
粘聚力
初凝时间(h)
0.5
开放交通时间(h)
磨耗量(g/㎡)
<450
418.1
粘附砂量(g/㎡)
<540
446.5
表3.3混合料配合比
集料
改性乳化沥青
水
水泥
MS-3混合料比例
12
5
1
3.2.5稀浆混合料试验
3.2.5.1可拌和时间试验(MixTimeTest)
可拌和时间试验是模拟摊铺施工现场的工作状况,通过该试验来确定乳化沥青的基本配方。
可拌和时间的长短与沥青、乳化剂性能、乳化剂用量、乳化效果、集料性能、温度等有直接的关系,当沥青、集料、温度已相对确定的前提下,可以通过改变乳化剂的品种或乳化剂用量或皂液的PH值或添加其它化学物质的方法来获得最佳的可拌和时间。
按ISSA的规定及大量实践证明,在温度为250C条件下,拌和时间必须大于120秒。
3.2.5.2内聚粘结力试验(CohesionTest)
内聚粘结力试验可以测定微表处的凝固速度,确定其初凝时间和开放交通时间。
粘结力-时间曲线与改性乳化沥青的配方、混合料的配比、气候温度、摊铺厚度等有关。
当气候温度、摊铺厚度等预先假定的条件下,可通过改变改性乳化沥青的配方和混合料的配比来选择最合理的粘结力-时间曲线。
在ISSA的技术规范中,将稀浆混合料(包括稀浆封层和微表处混合料)分为慢凝慢开放交通型、快凝慢开放交通型、假凝慢开放交通型、快凝快开放交通型和直线开放交通型。
3.2.5.3湿轮磨耗试验(简称WTAT)(Wettrackabrasiontest)
将拌和好的混合料制成直径大约30cm左右的试件,成型后放入烘箱中,烘干后取出冷却至室温,称重(干重),之后放入250C±
30C的水中浸泡6天(稀浆封层浸泡1天),然后在湿轮磨耗机上磨5min,清洗表面碎屑,再放入600C的烘箱中烘至恒重,于室温中冷却,然后称重,计算出试样磨耗前后重量的差值。
WTAT的结果以每平方米磨耗的克数表示之。
这项试验是检验稀浆混合料质量的重要项目,它模拟汽车轮胎对路面在潮湿状态下的耐磨耗情况,重点是检验沥青乳液用量、骨料质量、填料与水等配合比的设计。
3.2.5.4荷载车轮试验LWT(LoadWheeltest)
该项试验是用稀浆混合料制成5×
35cm的试件,在试件上选6个点,放在荷载车轮试验仪上,在荷重56.7kg车轮下辗压1000次,碾压频率为44次/分钟,碾压1000次后看6个点的长、宽、高的变化。
辗压后称重,然后再放回车轮试验仪上,向试体表面上撒砂(820C),碾压100次后,再取下试样称重(去掉松散砂子),减去原重即为砂的粘附量。
LWT试验是检验稀浆混合料中沥青用量是否有过多现象。
WTAT试验中,随着沥青用量增加,磨耗值有降低的趋势。
但是,沥青用量过多,路面行车后将引起车辙和油包,为了防止路面出现过软现象,对稀浆混合料进行荷载车轮试验,从而得出稀浆混合料最理想的沥青用量(即乳化沥青用量)。
以上的WTAT和LWT两项试验,对于稀浆混合料中的沥青含量可以起到相互制约的作用,应在满足这两项指标的前提下,选择其中最佳方案。
3.2.5.5水敏感度试验
将2.36mm以下的混合料压实成直径为5cm左右的圆柱型试件,在水中浸泡六天后,再放入仪器中装水冲刷3小时,取出再煮半个小时,通过测定其体积和重量的变化,来确定其抗水能力,如抗水性好,试验后的试件不会松散。
而普通稀浆封层不做该项试验。
4.施工方案及工艺
4.1原有旧路面的处理
通过对原有旧路面的病害调查及分析,我们在微表处施工前分别对裂缝、车辙、龟裂三种病害进行处理。
(1)裂缝处理对0-5㎜裂缝首先采用扫帚和毛刷进行清理,然后用森林灭火器吹掉尘土,再灌改性乳化沥青;
对大于5㎜裂缝,待清洁干净后,采用改性乳化沥青混合料填充裂缝。
(2)车辙处理在旧路面上,对深度在12.7㎜以下的轻度车辙,直接进行微表处;
对深度大于12.7㎜之间的中度车辙,先用1.4m车辙摊铺箱进行车辙填充,然后再微表处。
(3)龟裂处理根据损坏的不同程度和结构物层次分别采用不同的方法进行挖补处理。
4.2、施工前的准备
微表处施工前应做好相应的施工准备工作,主要有以下几个方面:
(1)机械的调试和标定;
施工前应对施工的专用机械进行调试和标定。
调试:
改性稀浆封层机的计量、行车、拌和、摊铺、清洗等各个系统进行调试检查。
标定:
在每次施工和更换某种材料,设备中各种料仓出料应进行标定,以求微表处混合料的比例达到配合比。
(2)交通管制:
为保证施工安全,应对施工路段进行交通管制,设置标志牌、限速标志及锥形帽,条件许可时就封闭交通施工。
(3)清洁原路面:
若原路面不干净,应用高压水枪清洗干净。
(4)施工放线:
每次施工设定封层的宽度要求,用白细线为车前导做出导向标志。
4.3、试验段的摊铺
微表处摊铺前1天,在普通道路上试铺了300m长的微表处试验段,根据试铺情况对混合料配方、摊铺车设定等进行了必要的调整。
4.4、摊铺车摊铺稀浆混合料
拌好的混合料流入摊铺槽并分布于摊铺槽适量时,开动摊铺车匀速前进,需要时可打开摊铺车下边的喷水管,喷水湿润路面。
摊铺速度以保持混合料摊铺量与搅拌量一致,一般控制量在1.5-3.0km/h。
4.5、手工修复局部施工缺陷
稀浆混合料摊铺后的局部缺陷,应及时使用橡胶耙等工具进行人工找平。
找平的重点是:
个别超粒经粗集料产生的纵向刮痕,横、纵向接缝,起、终点等。
4.6、初期养护
稀浆混合料摊铺后,在开放交通前禁止一切车辆通行,开放交通时间取决于粘结力的指标,粘结力达到2Mpa时可开放交通。
5、微表处的施工质量控制
5.1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。
5.2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。
5.3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。
5.4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。
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1~2m的长度;
下一车的摊铺应从上一车的终点倒回30~50cm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。
5.5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。
5.6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。
5.7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。
5.8刮板与拖布
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。
拖布可以使用粗麻布、帆布、毛毯等,只需能使稀浆表面形成一致的纹理即可。
拖布的长度、重量、纹理和厚度必须随着集料的级配和稀浆系统进行调理,当拖布被磨损或沾满沥青变硬时就必须更换。
5.9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。
5.10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。
5.11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。
5.12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。
5.13其他应注意的问题
应避免尽量雨天施工,施工及养生期间的气温应高于13℃,路面过湿或有积水不可施工。
6.效果检测
在开放交通前,我们对微表处进行了检测,检测结果如下:
表6.1微表处检测表
规定值或允许偏差
检测
外观
表面平整、密实,均匀,无松散,无花白料,无轮迹,无划痕
全面观察,目测
符合要求
横向接缝
对接,平顺
目测
渗水系数
≤10ml/min
3个点/km
不渗水
构造深度
≥0.6mm
5个点/km
0.65
厚度
-10%
检测结果均满足规范要求。
为了检测微表处的使用性能,我们分别在竣工后1个月和8个月后对微表处路段进行检测,结果见表:
表6.2微表处使用情况检测
摩擦系数(BPN)
构造深度(mm)
平整度
(mm)
车辙深度(mm)
外观评定
原路段
43
0.64
3.3
7.4
局部有裂缝、车辙、龟裂
使用一个月后路段
60
1.27
2.4
4.85
平整、密实、无裂缝
使用八个月后路段
56
0.98
2.8
检测结果显示,原路面的摩擦系数和宏观构造深度分别为43BPN和0.64mm,微表处罩面后的摩擦系数和宏观构造深度分别为60BPN和1.27mm,路面的抗滑性能得到了极大的改善;
微表处的渗水系数为0,有非常好的密水效果;
路面平整度从原来的3.3mm提高到2.4mm,车辙深度从原来的7.4mm减小到4.85mm,路面的表面平整情况有了进一步的提高。
微表处外观平整、美观、无裂缝。
微表处层行车8个月后,重新对路面进行检测,检测结果表明:
微表处的摩擦系数为55BPN,构造深度为0.87mm,比通车1个月时的检测数据分别降低6.7%和22.8%,但仍然维持在较高的水平,原路面平整、美观。
7.微表处经济效益分析
7.1.微表处作为国内新兴的养护方式
目前还没有现存的定额可查,我们在实践中根据工程工、料、机实际消耗情况,对1cm微表处进行了单价分析(仅供参考),其建安工程费为16.02元/平方米。
7.2.微表处与稀浆封层和普通热沥青砼的比较
表7.1微表处与稀浆封层和普通热沥