(福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，福州350018)

微表處技術(shù)在高速養(yǎng)護(hù)工程的應(yīng)用

■魏其順

(福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，福州350018)

本文結(jié)合三明福銀二期高速公路路面微表處工程施工實(shí)踐，系統(tǒng)地從混合料設(shè)計(jì)、原路面處治、施工前準(zhǔn)備工作和施工中質(zhì)量控制等方面對(duì)微表處全流程關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討和分析，施工后使用效果表明路面微表處技術(shù)具有一定的優(yōu)越性，為今后類似工程施工提供一定的理論和實(shí)用參考價(jià)值。

高速公路瀝青路面微表處質(zhì)量控制

0 引言

微表處是一種改性的、“精細(xì)”的封層技術(shù)，是一種由聚合物改型乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑按合理配合比拌合并通過(guò)稀漿封層車攤鋪到原路面上，達(dá)到迅速開放交通要求的薄層結(jié)構(gòu)。微表處技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)、快捷、有效的路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，大量地應(yīng)用到福建省高速養(yǎng)護(hù)工程。我司承接微表處工程總量785萬(wàn)m2，折算雙向四車道高速公路施工長(zhǎng)度523km。

多年微表處施工成效突出，最具代表性的工程為2013年三明福銀二期微表處工程。2013年10月三明福銀二期高速公路K315+800～K322+162段落實(shí)施微表處，經(jīng)過(guò)3年多時(shí)間的觀察與檢測(cè)，路面表觀質(zhì)量?jī)?yōu)，路用性能顯著改善。本文重點(diǎn)分析微表處混合料設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制。

1 工程概況

本工程位于福銀高速公路，于2006年1月25日建成通車。路面類型結(jié)構(gòu)主要是：上面層為4cmAC-16A，中面層采用6cmAC-20I，下面層采用8cmAC-25II，基層采用32cm 5%水泥穩(wěn)定碎石基層和18cm 3%水泥穩(wěn)定碎石底基層。經(jīng)過(guò)了7年的使用，路面性能有所衰退，該路段主要病害為裂縫和車轍。

2 微表處材料和配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材選擇

微表處混合料主要由礦料、改性乳化瀝青和水泥三種材料組成。

(1)石料

微表處混合料礦料占90%以上，因此礦料質(zhì)量至關(guān)重要。微表處礦料必須堅(jiān)硬、耐磨，本工程選用漳平浩元玄武巖0～4.75mm和4.75～9.5mm兩檔。

(2)改性乳化瀝青

改性乳化瀝青作為粘結(jié)料，對(duì)施工質(zhì)量的影響與石料同樣重要，直接決定拌和時(shí)間和開放交通時(shí)間，因此選擇合適的乳化劑和改性劑至關(guān)重要。本工程選用殼牌瀝青有限公司鄂州庫(kù)生產(chǎn)微表處改性乳化瀝青。

(3)水泥

水泥主要作用是調(diào)整稀漿混合料的可拌和時(shí)間、成漿狀態(tài)和成型速度。本工程選用江西萬(wàn)年青P.O42.5水泥。

各種材料具體指標(biāo)要求見《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》。

2.2 微表處混合料配合比設(shè)計(jì)

2.2.1 配合設(shè)計(jì)和復(fù)核比較

2013年7月我司送樣至殼牌瀝青中國(guó)技術(shù)服務(wù)中心進(jìn)行改性乳化瀝青配方選擇和配合比設(shè)計(jì)，并將氣候條件、應(yīng)用場(chǎng)合、使用要求、材料供應(yīng)情況反饋給設(shè)計(jì)方。2013年9月送樣至福建省公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心站進(jìn)行配合比復(fù)核工作。設(shè)計(jì)和復(fù)核階段試驗(yàn)結(jié)果均滿足技術(shù)要求，試驗(yàn)結(jié)果分別見表1和表2。

從表1～2可以得出:(1)砂當(dāng)量越低，需通過(guò)加大水量延長(zhǎng)可拌和時(shí)間，而水量過(guò)大會(huì)造成瀝青和細(xì)料上浮，表面形成油膜，而下面瀝青不足的情況。(2)砂當(dāng)量越低，相應(yīng)1h濕輪磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差。(3)砂當(dāng)量高的集料所需瀝青用量更少。因此砂當(dāng)量顯著影響混合料的施工性能路用性能，砂當(dāng)量控制是微表處工程成本控制關(guān)鍵所在。

2.2.2 混合料最佳配合比確定

礦料合成級(jí)配中0.075mm通過(guò)率較大，礦料比表面積越大，瀝青油膜厚度減少。微表處兩檔石料較穩(wěn)定，兩檔石料無(wú)法進(jìn)行有效調(diào)整從而減少0.075mm通過(guò)率，因此在滿足級(jí)配要求前提下，采取降低水泥用量，從而增大瀝青油膜厚度。經(jīng)試驗(yàn)，水泥劑量對(duì)混合料可拌和時(shí)間影響見表3。

表1 砂當(dāng)量、材料配合比和合成級(jí)配比較

表2 混合料配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較

表3 水泥劑量對(duì)混合料可拌和時(shí)間的影響

從表3得出：水泥用量為1.5%，可拌和時(shí)間滿足要求。因此，本工程最終生產(chǎn)配合比為：石料∶水泥=98.5∶1.5，瀝青含量6.0%。前期砂當(dāng)量不高的集料瀝青含量按6.2%控制。

3 原路面處治和施工前準(zhǔn)備工作

微表處作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，厚度僅為10mm左右的薄層結(jié)構(gòu)，原路面的穩(wěn)定性，礦料的級(jí)配和品質(zhì)，改性乳化瀝青的施工性能、設(shè)備輸出計(jì)量精確性對(duì)微表處質(zhì)量有著重要影響。

3.1 原路面處治

微表處的使用效果和壽命在很大強(qiáng)度上決定于原路面的強(qiáng)度和病害情況。在微表處施工前對(duì)路面病害做預(yù)處理，主要措施有：密封膠進(jìn)行灌縫；局部坑槽進(jìn)行挖補(bǔ)處理；10～20mm車轍進(jìn)行車轍填充。本工程車轍填充時(shí)攤鋪箱刮皮改用鋼板，車轍填充更到位，施工效率更快。

3.2 原材質(zhì)量控制

3.2.1 改性乳化瀝青控制

運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)的改性乳化瀝青必須附有出廠檢驗(yàn)報(bào)告。每次來(lái)料時(shí)取樣進(jìn)行拌和試驗(yàn)，只要拌和時(shí)間和成型速度滿足要求，就可以認(rèn)定乳化瀝青配方?jīng)]有太大問(wèn)題，此外還需注意每批瀝青的固含量不同相應(yīng)調(diào)整料門開度。我們公司改性乳化瀝青罐加裝攪拌裝置，每天定時(shí)進(jìn)行攪拌，保證改性乳化瀝青均勻性。

3.2.2 石料控制

針對(duì)9月份送樣礦料砂當(dāng)量有所降低情況，我們要求石料開采時(shí)山皮清除到位，備料盡量選用天晴時(shí)生產(chǎn)的石料。我們?cè)趥淞蠄?chǎng)建立簡(jiǎn)易試驗(yàn)室，加強(qiáng)級(jí)配試驗(yàn)和砂當(dāng)量檢測(cè)力度，通過(guò)小樣試拌來(lái)進(jìn)一步論證集料級(jí)配和砂當(dāng)量。通過(guò)以上措施，石料砂當(dāng)量有所提高，砂當(dāng)量在70%左右。另外做好石料防雨水措施。

3.3 封層車設(shè)備標(biāo)定

稀漿封層車在作業(yè)過(guò)程中，必須保證各種原材料按照事先設(shè)定的比例混合，因此計(jì)量的準(zhǔn)確性和輸送的穩(wěn)定性十分重要。稀漿封層車采用的是體積計(jì)量方式，當(dāng)?shù)V料含水率發(fā)生變化時(shí)，礦料的體積會(huì)隨之變化，如果不及時(shí)調(diào)整攤鋪車的設(shè)定，就會(huì)造成稀漿混合料的實(shí)際油石比的顯著變化。任何類型的微表處攤鋪機(jī)在首次使用前或使用一定時(shí)間后，都要進(jìn)行標(biāo)定。

4 微表處施工中的質(zhì)量控制

4.1 攤鋪過(guò)程控制

微表處施工過(guò)程是微表處施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。操作手和施工工人操作的熟練程度直接影響路表美觀和路面質(zhì)量。

(1)微表處施工效率快，施工長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此布控要加密，每5m布設(shè)一個(gè)錐標(biāo)，每隔100m設(shè)置一道橫向錐標(biāo)，確保施工安全和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。施工前用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行原路面清潔。

(2)操作手根據(jù)標(biāo)定結(jié)果調(diào)整料門開度在堆料場(chǎng)進(jìn)行吐量觀測(cè)混合料成漿狀態(tài)，然后封層車開往施工地點(diǎn)。

(3)已拼接好寬度攤鋪槽從隨車吊就位到施工點(diǎn)，攤鋪槽兩側(cè)落位在兩個(gè)自制滑輪車上。增加隨車吊，大大減少攤鋪箱拼接時(shí)間，大幅提高施工效率。

(4)封層車和攤鋪箱連接到位，就位后調(diào)整好攤鋪厚度，擰緊刮皮上鎖螺栓，封層車駕駛員應(yīng)以車道標(biāo)線為參考，如遇彎道應(yīng)考慮攤鋪槽側(cè)滑因素，確保封層車走線順直，進(jìn)一步確保縱向接縫順直。微表處施工時(shí)在起點(diǎn)前或前一施工段末端鋪墊一塊長(zhǎng)4m寬0.5m薄鐵皮，保證薄鐵皮末端與微表處材料層邊緣平齊，封層車前進(jìn)后將薄鐵皮連同上面混合料取走放入廢料車。

(5)在微表處攤鋪過(guò)程中，技術(shù)人員和設(shè)備操作手必須密切注意稀漿混合料狀態(tài)的變化，如果稀漿狀態(tài)變化較小，要及時(shí)的調(diào)整，根據(jù)稀漿狀態(tài)判斷調(diào)整水或填料的用量，使混合料的狀態(tài)復(fù)原；如果發(fā)現(xiàn)稀漿狀態(tài)變化較大，要及時(shí)的停機(jī)，鏟除攤鋪稀漿狀態(tài)較差的部分，尋找混合料稀漿狀態(tài)變化的原因，直至排除方可繼續(xù)施工。

(6)采用橡膠耙、刮鏟和鐵鍬等工具及時(shí)修補(bǔ)攤鋪后路面局部缺陷。

(7)應(yīng)時(shí)刻注意各組成材料的使用情況，當(dāng)任何一種材料接近用完時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉各材料的輸出，待攤鋪槽中的混合料全部攤出到路面上，封層車停止前進(jìn)。施工人員應(yīng)立即將末端漿狀態(tài)異常材料清除，攤鋪槽卸在滑輪車上，用高壓水槍清洗攤鋪槽，封層車開至堆料場(chǎng)裝料。

4.2 碾壓養(yǎng)生及開放交通

本工程所在地為山嶺重丘，十月下旬最高溫度27℃，最低溫度7℃，無(wú)持續(xù)風(fēng)向，天氣以陰為主。如遇天氣情況不佳，下午施工段落通常要留控至第二天太陽(yáng)照射后開放交通。為更早地開放交通，我們采取膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，從而加快排除混合料水分的速度，減少固化成型所需時(shí)間，密實(shí)表面，加快封水效果。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最佳碾壓時(shí)間為混合料破乳初凝，表面烏黑無(wú)水光，用腳輕壓，表面油膜不破，稍加力腳印位置有水份析出。通常碾壓后2小時(shí)可開發(fā)交通。

5 微表處使用效果評(píng)價(jià)

微表處工程完工后，選擇不同時(shí)間對(duì)其路用性能進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 微表處工后檢查結(jié)果

從表中可以看出，微表處在通車半年后，構(gòu)造深度為0.88mm,擺值61BPN,顯著改善了路面的抗滑性能。微表處滲水系數(shù)為0，有非常好的封水效果。微表處通車1年后和3年后構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)較通車半年后的檢測(cè)數(shù)據(jù)有所降低，但仍然維持較高抗滑性能，目前路面表觀整體良好，部分反射裂縫及時(shí)通過(guò)封縫處理。這說(shuō)明微表處能夠在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持很好的抗滑性能。另外該段后續(xù)無(wú)需挖補(bǔ)，這說(shuō)明微表有效防止了路表水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，大大減少了水損害造成的坑槽挖補(bǔ)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)三明福銀高速公路路面微表處技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，得出以下結(jié)論：

(1)在微表處配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，合成混合料砂當(dāng)量是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)也是工程成本控制的重要指標(biāo)。

(2)微表處抗滑性能卓越，且抗滑性能不會(huì)隨使用期的延長(zhǎng)迅速衰減。

(3)工程質(zhì)量?jī)?yōu)秀的微表處路面完全不透水，可以有效防止路表水的下滲。

(4)微表處延緩了路面的大中修時(shí)間，可以節(jié)省路面養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用。

(5)工程實(shí)例證明，在原路面病害得到合理處治的情況下，微表處壽命至少可達(dá)3年。

[1]微表處和稀漿封層技術(shù)指南[Z].北京.交通運(yùn)輸部.2005.

[2]黃頌昌,徐劍,秦永春編著.改性乳化瀝青與微表處技術(shù)[J].北京.