公路微表处施工及质量控制要点

何向东

(唐山远大实业集团有限公司)

1 前 言

随着我国公路建设的快速发展,路面使用年限逐年增加,公路路面不断老化,病害增加,使用功能不断降低。适时对公路路面实施微表处,经实践证明是一项较好的预防性养护技术。深入探讨微表处施工技术及质量控制要点,对改善公路路面使用性能、延长其使用寿命、节约投资成本等方面具有十分重要的意义。微表处由聚合物改性乳化沥青、轧碎石料、矿物填料、水和必要的添加剂组成,由专用的施工设备边拌边摊铺。微表处可以提高路面的抗滑能力,同时阻止水分下渗、防止路面的老化和松散,从而有效地延长路面的使用寿命。微表处的使用可根据路面状况实施单层或双层摊铺,微表处还可以填补已经稳定的车辙。微表处混合料摊铺后可在较短的时间内开放交通。微表处对其组成材料有着相当高的要求,它要求石料必须坚固、耐磨而且是清洁的,石料的级别配比通常采用中粒式或粗粒式,成型后的厚度一般为 5～10mm左右。微表处所用的乳化沥青必须是经聚合物改性的,通常是采用SBR胶乳,也可采用SBS改性,其残留物具有较高的软化点。虽然国际上对其要求不尽相同,但一般是采用ISSA的要求不小于57℃。上述要求主要是为了保证沥青与石料之间极高的粘附性以及微表处罩面极佳的耐磨性,从而保证微表处罩面在载重量大的交通作用下仍可达到较长的使用寿命。国外的调查显示微表处的使用寿命一般为五至六年,最长可达八年。微表处混合料的设计在稀浆封层的基础上增加了六天的磨耗试验和碾压粘砂试验,以评估其抗水损坏能力及最大沥青用量,当用于填补车辙时还需要进行碾压变形测试。作为预防性养护技术的微表处也可直接用于新建道路的表面磨耗层,从而减少昂贵石料的使用,降低工程造价。

2 微表处适用范围

一般来说,重载交通负荷的高速公路、城市主干道路等高等级的公路,使用时间长,面层磨损、老化,出现一定深度的车辙等情况时,均可采用微表处的方法进行修复:第一适用于路基完好,面层出现泛油现象而导致防滑系数降低的情况;第二适用于路基完好,面层出现细小裂缝而导致路面渗水的情况;第三适用于路基完好,水泥混凝土路面出现细小裂缝但又难于修补的情况;第四适用于桥面面层进行修补时,可以使用微表处以减轻重量;第五适用于重载交通和车流量大的公路进行微表处养护;第六适用于机场跑道、滑行道、停机坪等的养护。

3 微表处施工技术要点

3.1 集料及矿料级配

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,导致强度和高温稳定性降低,集料中还需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性和耐久性;还应严格控制砂当量指标,低砂当量表明骨料中粘土含量较高,成型后路面会产生细微裂缝。矿料的级配通常采用中粒式或粗粒式,应满足沥青混合料用粗集料要求。

3.2 改性乳化沥青

改性乳化沥青根据高速公路路面的情况和要求,可选用BCR改性乳化沥青,主要特点是可提高高温稳定性,提高与骨料的粘附性,提高路面的抗剥落性,具有很好的韧性及粘韧性等。

3.3 石料

可选用石料由玄武岩和石灰石混合而成,其中粗集料为玄武岩,细集料为石灰石。

3.4 现场施工要点

微表处施工前应先清除原路面上的松散材料,如泥土、各种杂物等。如果用水冲洗路面,则要求所有的路面裂缝完全干燥后才能进行微表处施工。摊铺前应划线放样,摊铺时全程控制调节集料、填料、水、乳液的配比,搅拌形成的混合料应具有良好的施工和易性,保证混合料在摊铺箱中分布均匀。摊铺施工时要控制稀浆封层铺筑机匀速前进,确保铺筑厚度均匀。起点、终点及纵向接缝在摊铺后应立即进行人工整平,纵向接缝应尽可能设置在车道标线上。混合料在拌和及摊铺中应保持浆状均匀,不能含有多余水分和乳液,不能出现乳液及细集料与粗集料离析的现象。施工时应尽量保证车道分隔线处的微表处摊铺成一条直线.不能有松散的现象,并对摊铺末端进行适当处理,以保持直线端口。施工结束后,必须将场地清理干净。稀浆封层铺筑后需进行早期养护,待乳液破乳、水分蒸发、干燥成型后可开放交通自然碾压。

4 微表处施工质量问题及控制

4.1 表观不均匀

(1)中间细两边粗

在路面存在较严重的车辙路段时则表现得比较明显,这是因为厚度大的地方因粗骨料下沉而表观偏细,厚度小的地方因粗骨料裸露在表面而表现偏粗。车辙深度越大,这种现象也就相对明显。另外还有机械本身的因素,摊铺箱螺旋分料器向两边分料时,粗骨料容易分到两边,中间细料偏多,这在使用偏粗级配料的情况下更明显。此种情况属正常范围之内。

(2)一边粗一边细

产生这种情况可能是两边厚度不均匀,细的一边可能太厚,粗的一边可能太薄造成粗骨料滑动形成不正常的粗糙面。解决对策就是时刻根据路面的变化调整两边以及中间的摊铺厚度。

(3)摊铺表观不一致

经常看到微表处路段以接缝处为界,有不同的表观。产生这种问题有级配料变化的可能,即一车与另一车有差别。解决对策是要求生产级配料尽可能均匀,另外装载机司机的经验也很重要,成堆的石料肯定有离析现象,装车时注意不要只从一个地方装,要从粗细不同的部分取料。同时,也有可能是水量控制的不同。水量过小,产生表面粗糙,水量过大,表面比较细密,所以我们要根据气温、路面情况适时调整水量。

4.2 光板路

有的微表处路面摊铺时,外观均匀一致,让经验不足的人感觉非常漂亮,但是经过一段时间的行车碾压,表现出构造深度小,在阳光的反射下有亮光,俗称“光板路”。本来微表处的一项重要功能就是提高原路面的抗滑性能,所以产生“光板路”在施工上是不允许的。产生这种情况的原因主要有泛油、级配料偏细、粗骨料磨耗值小等,解决对策是控制好油石比、适当调整级配料的筛分曲线偏向规范的下限、粗骨料一般选用玄武岩或花岗岩等质地坚硬的石料,低等级路且交通量小的路面可以选用石灰岩等石料。

4.3 接缝表现不理想

(1)横缝

每一车料在摊铺开始时,由于混合料的稠度还没有调整到最佳状态,以及结束时分料达不到齐边,表观效果往往不理想,最好是将摊铺起步和终止时不合适的混合料铲除。解决对策是:一车料摊铺完成后,用铁锹将末端的混合料铲除至齐边,下一车料摊铺关,用油毡将上一施工段末端一米覆盖,保证油毡前端与微表处层边缘平齐,将摊铺车后退,使摊铺箱后缘落在油毡上,然后将油毡连同上面的稀浆混合料取走,倒入废料车中。

(2)纵缝

如果只做一个车道的微表处,容易出现的问题是施工过程中混合料的稠度过稀,出现“跑浆”现象,从而造成纵向边界参差不齐。另一种情况是摊铺车司机走直线的技能较差,导致摊铺箱左右移动而形成纵向边界不顺直。因此,微表处施工过程中严格控制用水量,防止“跑浆”,而技术过硬的司机是非常重要的。对于两幅以上微表处需要搭接的,为了保证接缝的平整,微表处纵向接缝处的搭接宽度不宜过大,国际稀浆封层协会微表处技术指南规定纵向接缝处与周围平滑连接,施工时可由专门人员站在摊铺箱上,用工具将搭接部分摸平、摸薄,同时可以适当调低摊铺箱搭接一侧的高度,减小搭接处混合料的摊铺厚度。微表处纵向接缝的位置应根据路面宽度合理分配每一幅的摊铺宽度,另外在条件允许的情况下,标线在微表处施工后一段时间后再划,使车两碾压的比较全面,也会使纵向接缝不明显。

4.4 表面划痕

混合料中有超粒径料,在摊铺箱的拖动下形成的划痕。超粒径料既有可能是集料中混入的大粒径石料,也有可能是搅拌缸中破乳结团随时脱落的混合料块。为了解决划痕问题,最根本的解决办法是严把集料的质量关,在摊铺车内尽可能不让混入超粒径颗粒。同时,为了防止破乳成团的混合料造成表面划痕,摊铺完成后要清理干净搅拌缸内结团的混合料。摊铺后缘的橡胶刮板不清洁,粘有破乳硬结的混合料,使得刮出的微表处表面有深度较浅的多条划痕。为了避免这一问题的出现,每一车摊铺完毕后,应认真清理摊铺箱,特别将橡胶刮板清理干净。摊铺厚度过小形成的划痕,表现现象是蜂窝状孔洞,这是因为粗骨料产生小段滑动所致。调整摊铺厚度至合适位置即可解决此问题。

4.5 泛油

微表处路段若出现泛油,表面光滑,抗滑性能大大降低,丧失了微表处的一个重要功能。泛油常见的原因主要有以下几点。

(1)油石比过大

微表处混合料设计油石比的确定必须充分考虑当地的气候条件、交通量大小、原路面善和材料情况等因素。一般,当微表处用于高温地区或者重载、大交通量道路时,应采用相对较低的设计油石比。

(2)微表处摊铺车设定不准确

微表处摊铺车对材料的计量采用的是体积计量方式,施工前必须根据实际使用材料的比重和摊铺车的标定结果,将设计得出的各组分材料质量百分比换算成摊铺车的设定。对含水量不一样的石料,要根据含水量与密度关系进行调整。因此,摊铺车的标定和设定是否正确,对油石比有很大影响。

(3)假泛油

施工中混合料水量加入过多,造成沥青上浮,必然造成表面沥青含量过大,影响表面构造深度,而底部沥青含量减少,影响石料与原路面的粘结。这实际上是“假泛油”,所以微表处施工过程中要严格控制用水量,防止用水过多造成的“假泛油”现象。

4.6 掉粒现象

微表处施工正常通车一段时间内,如果有轻微掉粒现象发生,属正常现象,如果掉粒严重则要考虑是否油石比过小或乳化沥青有质量问题。在气温较低、雨天或破乳前下雨,容易发生掉粒严重的现象,所以要注意施工时天气变化,防止因此造成的损失。

[1] 陈国彦 .影响微表处施工质量因素分析[J].交通标准化, 2010,(1).

[2] 赵旭 .微表处在高速公路路面养护中的应用与研究[J].交通标准化,2009,(23).