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沥青路面养护的微表处理技术应用

2012-04-14游长峰

四川建筑 2012年3期
关键词:稀浆微表车辙

游长峰,杨 彬

(日东高速公路菏泽管理处,山东菏泽274000)

目前我国高速公路路面结构形式主要是以半刚性基层加沥青混凝土面层为主要形式。随着交通量的增长,特别是大量超载车辆的增加,造成一些高速公路早期发生多种裂缝以及泛油、拥包、坑槽和车辙等损坏现象,以致影响到车辆的正常运行。早期病害最初的表现主要是裂缝的出现,对此如果不进行及时有效的处治,遇到雨季时则大量雨水会从裂缝下渗,经载重车辆车轮冲击及动水压力的反复作用,路面基层呈饱水状态形成“唧浆”,使强度及稳定性迅速下降,甚至完全失去强度,同时沥青路面中的沥青会与矿料剥离,导致路面松散形成坑槽。因此,沥青路面早期损坏的原因分析及对策成为公路养护部门的重要课题。深化对沥青路面早期损坏原因的认识,采取有效的预防措施和处治技术,对已建成的高速公路的维护与使用具有重要的意义。

微表处理作为预防性养护的有效方法之一,主要应用在改善沥青路面的抗滑性能、降低路面渗水、进行车辙修复和路面罩面等方面。

1 沥青面层早期发生裂缝分类及主要产生原因

1.1 结构强度不足或施工不当产生的疲劳开裂

其表现形式为网裂,裂缝附近的车辙一般比较大,主要原因是结构强度不足,超载对路面早期破坏的影响是非常大的,实测营运弯沉值超过设计容许值。或者由于施工期间沥青混合料加热温度过高,从而使沥青提前老化失去粘结力,在外部荷载的作用下,路面恶化形成龟裂。

1.2 横向裂缝

其表现为呈较有规律的横向裂缝,与路面半刚性基层的收缩裂缝具有一致性,是基层裂缝向面层的反射,当沥青面层较薄时出现的就较早,交通量的迅速增长特别是大量货车的严重超载在路面基层引起的弯拉应力大于基层底部的容许弯拉应力从而将路面撕裂。横向裂缝常常是温度变化导致沥青混合料的变化不均匀,因此沥青混合料的性质对是否产生横向裂缝影响很大,沥青老化越严重,含蜡量越高,裂缝越容易产生。

1.3 纵向裂缝

其多出现在高填土、软基或半填半挖路段。由于填挖处的路基填料不同,则它们的模量也不同。在行车荷载作用下造成路幅的不均匀沉降而导致裂缝或者在路面结构内产生不均匀沉降和附加的力学响应从而引起早期裂缝的产生和扩展。

发生裂缝,应分析其原因,及时采取针对性措施进行维修。如果维修不及时,将受到水损害,使路面结构性能迅速恶化。裂缝的密封工作是一项常见的日常养护性工作,若采用很好的裂缝密封工艺,可防止水渗入路基,保持路面的完好。

2 实施微表处前的路面状况检验

为保证微表处实施效果,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。日东高速公路菏泽段进行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,发现部分路段的面层和基层强度不足,对出现严重病害路段进行局部铣刨并加铺沥青面层进行处理。对只是原路面存在的车辙而基层没有病害的路段进行微表处处理车辙,等强度形成后再进行1 cm微表处罩面。处理车辙原则上不大于3 cm,大于3 cm的路段进行铣刨4 cm面层,然后进行4 cm改性沥青混凝土罩面工程。

3 微表处的施工质量控制

3.1 混合料的稠度

良好的微表处摊铺要求混合料具有合适的稠度,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。一般控制含水量在9%左右。并根据骨料与拌和等具体情况适当调整微表处混合料的可拌和时间只有2 min左右,无法像普通稀浆封层材料一样进行稠度试验故只能依靠经验来判断其稠度是否合适。刚摊铺的微表处混合料如有跑浆迹象,说明混合料偏稀可适当降低用水量。用细棍划刚摊铺的微表处层,如果集料有松散的迹象,说明混合料偏稠,可适当加大用水量。

3.2 破乳时间

破乳过早经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。

3.3 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。摊铺速度主要取决于两大因素,一是集料的级配,二是原路面的表面纹理。

装好料的摊铺车开至摊铺路段的起点。调整好摊铺槽的宽度、摊铺厚度和拱度。再次确认各材料的设定准确无误后,开动发动机使拌和器与摊铺槽的螺旋分料器正常转动。打开各材料的控制开关,使各组成材料几乎同时进入到拌和器中。如果开始的材料配比不准确,应有一名施工人员用铁锹将最初排出的材料接走。逐步调节螺旋分料器的转动和稀浆混合料出料口的方向,使稀浆混合料均匀地分布到摊铺槽中。当稀浆泥合料充满摊铺槽的1/2左右深度时,操作人员示意驾驶员开动摊铺车,以1.5~3.0 km/h的速度匀速前进;摊铺的速度应保证摊铺槽内混合料体积。摊铺槽体积的1/2左右时,若摊铺槽内混合料有减少的趋势应减慢车速。

3.4 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,它也直接关系到工程的建设成本,同时不合理的厚度会减少微表处的寿命。对厚度检验时必须对每一车所铺设的开始、中间和结束处的断面进行检验。断面的检测位置为两侧和中间各一点,工具用钢尺即可,厚度必须在要求范围内。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,并轻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,假如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。

4 结束语

微表处理作为一种经济有效的预防性养护方法,它可以提高路面的构造深度和摩擦系数,从而提供良好的抗滑能力;它空隙率小,有良好的封水效果,可以减轻或防止路面的水损害,延缓道路的大中修时间;它还可以填补车辙,恢复路表的平整度;它可以迅速开放交通,不影响高速公路的正常运营。建议在运营阶段,要对路面病害、特别是可能出现病害的进行调查,建立动态数据库,尽早进行维修,可以降低养护成本,同时为预防性养护提供依据。

[1]交通部公路司.公路工程质量通病防治指南[M].北京:人民交通出版社,2002

[2]何青龙.沥青路面早期损坏技术分析[J].公路与汽运,2003(3)

[3]孙德栋,彭波.沥青路面设计与施工技术[M].河南:黄河水利出版社,2000

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