摘要:本文從技術(shù)層面對(duì)微表處的特點(diǎn),適用范圍,施工工藝,質(zhì)量控制和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等方面作了較深入的探討,為提高路面微表處技術(shù)的施工質(zhì)量和工藝水平提供了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:預(yù)防性養(yǎng)護(hù) 微表赴 特點(diǎn) 適用范圍 施工工藝 質(zhì)量控制 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益
中圖分類號(hào);U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)2(b)-0118-02
引言
路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)公路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域得到了普遍推廣和應(yīng)用。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的作用是在適宜的時(shí)間,采取適宜的措施,針對(duì)路面的輕微壞損進(jìn)行專業(yè)處治,阻止路面的進(jìn)行性破壞,減少改正性養(yǎng)護(hù),從而延長(zhǎng)道路的使用壽命,節(jié)省養(yǎng)護(hù)成本。
1微表處技術(shù)簡(jiǎn)介、用途及特點(diǎn)
微表處技術(shù)就是公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的手段之一,是采用專用攤鋪設(shè)備,將聚合物改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水和添加劑等按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上,并很快開放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄層。在原路面出現(xiàn)功能降低、老化、貧油、滲水等情況,但尚未發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞,基層穩(wěn)固,且面層未出現(xiàn)大面積龜裂時(shí),使用微表處罩面技術(shù),將大大地改善路面的平整度、老化開裂、磨光、車轍、松散等現(xiàn)象,提高路面的抗水損壞能力、抗滑性能、抗裂性能等。
微表處施工工藝簡(jiǎn)單,成本低,污染小,開放交通快,可減少施工對(duì)交通的影響。成型后具有高抗磨耗和高抗滑性能,適用于交通量大、重載車多的路面。
2微表處施工工藝
2.1封閉管制交通
2.2路面病害的先期處治
2.3清掃路面
2.4放樣劃線
2.5封層車與攤鋪箱就位
2.6攤鋪
2.7局部處理
2.8碾壓
3微表處施工及質(zhì)量控制
3.1施工前準(zhǔn)備工作
3.1.1對(duì)原路面進(jìn)行徹底清理,病害必須徹底處治。
3.1.2鋪筑前對(duì)攤鋪車進(jìn)行認(rèn)真標(biāo)定,確定材料配合比等施工技術(shù)指標(biāo)和施IT藝。
3.2微表處的攤鋪
3.2.1攤鋪施工時(shí)要控制攤鋪機(jī)勻速前進(jìn),確保鋪筑厚度均勻。
3.2.2攤鋪過程中要保證混合料漿狀均勻,不能出現(xiàn)乳液、細(xì)集料與粗集料離析的現(xiàn)象。同時(shí)派專人檢查各組成材料的使用情況,當(dāng)任何一種材料接近用完時(shí),立即關(guān)閉各材料的輸出,待攤鋪槽中的混合料壘部攤出到路面上后,。攤鋪車停止前進(jìn)。
3.2.3攤鋪后的局部缺陷應(yīng)及時(shí)使用橡膠耙等工具進(jìn)行人工找平,特別應(yīng)該注意個(gè)別超大粒徑礦料產(chǎn)生的縱向刮痕等。
3.3微表處質(zhì)量控制
3.3.1原材料的質(zhì)量控制
改性乳化瀝青和集料的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》(2006)中規(guī)定。其中改性乳化瀝青必須滿足“慢裂快凝”的要求,必須保證稀漿混合料有足夠的可拌和時(shí)間,還要滿足盡快成型、開放交通的要求,改性乳化瀝青同時(shí)還需要足夠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,以滿足周期性較長(zhǎng)的施工的要求;對(duì)改性乳化瀝青的抽檢頻率應(yīng)為1次/1天。
3.3.2級(jí)配穩(wěn)定性的質(zhì)量控制
級(jí)配的穩(wěn)定性是保證施工穩(wěn)定性、均勻性的重要前提。保證級(jí)配的穩(wěn)定性需要保證料源、原材料質(zhì)量和規(guī)格的穩(wěn)定性、集料
含水量的均勻性和穩(wěn)定性以及礦質(zhì)混合料拌和的穩(wěn)定性。
3.3.3稀漿混合料稠度的質(zhì)量控制
稀漿混合料的稠度是影響攤鋪成型的重要因素。若稠度過小,則會(huì)導(dǎo)致浮漿現(xiàn)象的出現(xiàn),即瀝青上浮,粗集料外凸,易造成松散、剝落,若稠度過大,則會(huì)出現(xiàn)刮痕、離析,導(dǎo)致表觀質(zhì)量較差。攤鋪過程中微表處混合料的稠度是保證攤鋪質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo),必須及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。
3.3.4對(duì)攤鋪厚度的控制
稀漿混合料的攤鋪厚度是影響攤鋪均勻性的重要因素,只有保證了一定的厚度,才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)級(jí)配中所要求的微表處混合料結(jié)構(gòu),滿足攤鋪的均勻性要求。如果厚度過小,則會(huì)出現(xiàn)粗集料獨(dú)立外凸的現(xiàn)象,容易造成麻面、松散或離析。
3.3.5破乳時(shí)間
破乳過早常常是造成施工質(zhì)量問題的重要原因。稀漿混合料應(yīng)該在攪拌和攤鋪過程中保持必要的穩(wěn)定性,過早的破乳造成瀝青結(jié)團(tuán),厚薄不均、刮痕等現(xiàn)象,而且對(duì)封層與路面的粘結(jié)非常不利,破乳時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)影響成型時(shí)間。解決辦法是通過調(diào)節(jié)水量或適當(dāng)加入一些化學(xué)添加劑來實(shí)現(xiàn)對(duì)破乳時(shí)間的控制。
3.3.6接縫
縱縫與攤鋪方向平行,是影響封層總體外觀的重要方面,因此縱縫的處理非常關(guān)鍵。在先鋪筑的接縫處進(jìn)行預(yù)濕水處理有助于2輛車稀漿混合料的連接,而用橡膠刮耙處理接縫處的突出部分非常有效,再用掃帚進(jìn)行掃平,使縱向接縫變得平順,總體外觀更佳。在高速公路上,應(yīng)盡量減少縱縫的搭接寬度。并盡可能將重疊的位置安排在標(biāo)線的位置,將一車道分成2幅或3幅攤鋪的情況應(yīng)當(dāng)避免。
3.3.7攤鋪速度
微表處一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是在攤鋪過程中自動(dòng)填充需要修補(bǔ)的路面,因此正確的攤鋪速度對(duì)項(xiàng)目成功起著非常重要的作用。過快會(huì)引起波紋、推移和離析。攤鋪的速度應(yīng)根據(jù)路面的狀況進(jìn)行調(diào)理。在鋪較薄的封層時(shí),攤鋪速度對(duì)封層的影響更加顯著。攤鋪速度主要取決于2大因素,一是集料的級(jí)配,二是原路面的表面紋理。
4微表處與熱拌瀝青混合料罩面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比
4.1從能源消耗上分析
(1)瀝青
普通熱拌瀝青混合料罩面瀝青耗能:若將1T瀝青由18℃加熱至180℃時(shí),所需熱能為(180-18)×2.094x103x1(300/0.8=424.04MJ.其中瀝青的比熱為2.094x 103J/(kg·K),熱效率為0.8。由于施工中為了保證瀝青的達(dá)到所需的高溫,不斷進(jìn)行加熱,從有關(guān)資料和各地實(shí)施瀝青熱拌瀝青混合料罩面的資料研究可知,實(shí)際消耗的熱能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上式理論計(jì)算數(shù)值十幾倍到幾十倍不等,我們暫時(shí)取其平均值約25倍計(jì)算,則實(shí)際消耗熱能約為:424.04x 25=10600.88MJ
改性瀝青微表處封層瀝青耗能:采用微表處瀝青混合料時(shí),只需在乳化時(shí)將瀝青一次加熱至120~140℃即可,所需熱能(取均值130℃(3計(jì)算)為(130-18)×2.094×103×1000/0.8=293.16MJ,制成的瀝青乳液可以在現(xiàn)場(chǎng)隨用隨取,無(wú)需重復(fù)加熱。即使在低溫、陰濕條件下,也可照常施工。
配制乳化劑水溶液時(shí)需加熱(1T瀝青按800Kg用水計(jì)),將18℃水升溫至70℃所需熱能為(70-1 8)×4.187×103×800/0.8=217.72MJ;乳化機(jī)械消耗電能1T瀝青按8kW.h計(jì)(1kW·h需熱能3.6MJ),消耗電能為3.6×8=28.8MJ,
由以上分析可知,1T瀝青可制備約1.8T乳液,在乳化過程中共需熱能:293.16+217.72+28.8=539.68MJ,由于熱能損失,實(shí)際所需熱能約為其4倍計(jì),539.68×4=2158.72MJ。
使用熱拌瀝青混合料罩面與改性瀝青微表處耗能比較1T微表處瀝青可節(jié)能:10600.88-2158.72=8442.16MJ
(2)礦料
采用熱拌瀝青混合料,礦料需烘干加熱,消耗大量熱能。譬如1T溫度為18℃、含水量為4%的礦料烘干,烘干水分需熱能:1000×0.04×2.26×106=90.4MJ,其中2.26×10。為lkg水蒸發(fā)時(shí)所需消耗的汽化熱,J。
升溫至170\"(3需熱能:(170-18)×0.837 x 103×1000=127.22MJ,其中0.837×100為砂石料的比熱,J/kg·K。
1T砂石礦料烘干與加熱共需熱能:(90.4+127.22)/0.8=272.03MJ。
采用微表處瀝青混合料時(shí),砂石礦料不但不需烘干加熱,而且可以在濕潤(rùn)狀態(tài)下直接拌合鋪筑,可以節(jié)能16.39MJ。
若鋪筑1km長(zhǎng)、9m寬、3cm厚的微表處罩面,約需瀝青35T,混合料620T(其中砂石料為585T),從中可以節(jié)能:
35×8442.16+585×272.03=454613.15MJ,若按lkg燃油可產(chǎn)生熱能44.8MJ,1kg煤可產(chǎn)生熱能20.9MJ計(jì),可節(jié)約燃油10.IT,節(jié)約煤21.7T。
4.2從資源消耗上分析
(I)節(jié)約瀝青
改性瀝青乳液與骨料表面具有良好的工作度和黏附性,可以在骨料表面形成均勻的瀝青膜,容易準(zhǔn)確地控制瀝青的用量,保證骨料之間有足夠的結(jié)構(gòu)瀝青,使自由瀝青降低至適宜程度,因而不但可以提高路面的穩(wěn)定性、防水性與耐磨性,還可以節(jié)約大量的瀝青。瀝青是當(dāng)前筑路中短缺的材料,隨著其價(jià)格的上升,采用改性乳化瀝青筑路的經(jīng)濟(jì)效益將更為顯著。
(2)降低造價(jià)
另外,陽(yáng)離子改性乳化瀝青乳液與堿性和酸性骨料都有良好的黏附效果,從而擴(kuò)大了骨料的來源,便于就地取材,減少材料的運(yùn)輸費(fèi)用,降低工程造價(jià)。據(jù)初步調(diào)查,對(duì)于酸性骨料的地區(qū),一般鋪筑工程可降低造價(jià)35%,同時(shí)可節(jié)省大量運(yùn)輸工具。
4.3從季節(jié)、時(shí)間上分析
陰雨和低溫季節(jié),正是瀝青混凝土路面容易發(fā)生病害的時(shí)期。我國(guó)多雨的南方和寒冷的北方常因多雨和冰凍,造成瀝青混凝土路面路況急速下降,出現(xiàn)了病害又無(wú)法用熱瀝青及時(shí)修補(bǔ),在行車的不斷碾壓與沖擊下,病害迅速蔓延,導(dǎo)致行車運(yùn)輸效率降低,油耗與磨損增加,交通事故增多。采用微表處瀝青混合料,幾乎可以不受陰雨或低溫季節(jié)的影響,由于雨后可立即施工,不需等待骨料與路面晾干,所以能減少雨后的停工人工費(fèi)和機(jī)械臺(tái)班費(fèi);
采用微表處混合料施工的重要意義在于其能加速公路建設(shè),縮短了路面大修時(shí)間,減少了當(dāng)年公路建設(shè)投資,同時(shí),提高了行車速度,降低了運(yùn)輸成本,產(chǎn)生的間接社會(huì)效益和經(jīng)擠效益非常顯著。
4.4從環(huán)境保護(hù)上分析
熱拌瀝青在施工時(shí)由于要保持較高的溫度,需要不斷地加熱,加重了施工的勞動(dòng)強(qiáng)度,大量高溫的瀝青蒸汽,危害著工人的身體健康,同時(shí)還對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生了較大程度的污染。而改性乳化瀝青在常溫條件下即可使用,噴灑與拌合容易,操作簡(jiǎn)便、省力、安全,能改善施工條件,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率(據(jù)統(tǒng)計(jì)可提高30%)。
基于以上四方面,可見使用微表處罩面的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益,均優(yōu)于熱拌瀝青混合料鋪筑路面。
5結(jié)語(yǔ)
微表處技術(shù)是一種功能較完善的道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法,它不僅可以提高路面的抗滑性,治理和改善路面泛油、網(wǎng)裂、松散,防止水對(duì)路面及路基的損害,同時(shí)還可以改善路面平整度,行車舒適性和美化路面。與其它的路面施工養(yǎng)護(hù)措施相比,具有施工快捷方便,大大縮短封閉交通的時(shí)間,施工季節(jié)長(zhǎng),減少污染,噪音低,施工效率高,節(jié)約能源,成本較低等優(yōu)點(diǎn),以其良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,必將在公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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