稀漿封層在高速公路養(yǎng)護中的應(yīng)用
【摘要】 針對原路面的磨損、老化、裂縫、光滑、松散等常見問題，提出稀漿封層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用。本文介紹稀漿封層材料的選擇，配合比設(shè)計，施工技術(shù)以及稀漿封層施工后的質(zhì)量檢測。
【關(guān)鍵詞】 稀漿封層;原路面;初凝時間;配合比
1 引 言
連云港至徐州高速公路作為連云港---新疆霍爾果斯國道主干線的東龍頭段，全長240公里，2002年竣工投入使用。近年來，隨著交通量的日益增長,車輛大型化,重載超載嚴(yán)重,以及渠化交通等, 導(dǎo)致路面上出現(xiàn)了不同程度的車轍、泛油、裂縫、表面松散等病害,嚴(yán)重影響了行車安全。因此,為了提高瀝青路面的質(zhì)量,對原有路面找平、挖補作業(yè),處理好車轍、橋頭跳車、路面松散等病害,然后再做4～6mm的稀漿封層,最后用熱瀝青混凝土進行罩面。
瀝青稀漿封層是用適當(dāng)級配的石屑，以乳化瀝青為結(jié)合料，加入粉料(水泥、石灰、粉煤灰等)、添加劑和水按一定配合比拌和而成的流動狀態(tài)的瀝青混合料，均勻攤鋪在路面上而形成的瀝青表面處治層。稀漿封層鋪筑后，經(jīng)破乳析水、蒸發(fā)、凝固成型，形成耐磨的路面保護層。它可使原路面的磨損老化、光滑、松散等得以改善，提高路面的平整度,具有防止路面滲水，延長路面使用壽命,縮短封閉交通時間等特點,是一種發(fā)展前途較為廣闊的路面新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)。
2 稀漿封層材料及配合比設(shè)計
2.1 原材料的要求
在高速公路上進行稀漿封層施工,要求成型時間短、開放交通快、后期強度高, 因此稀漿封層機攤鋪出來的混合料應(yīng)達到表1的JTG F40-2004各項物理力學(xué)指標(biāo)。
表1 稀漿封層混合料物理力學(xué)指標(biāo)表
| 試驗項目 | 技術(shù)指標(biāo) | |
| 稠度(cm) | 2～3 | |
| 拌和試驗 | 實測拌和破乳時間 | |
| 負(fù)荷輪碾壓試驗(LWT) | <450g/m2 | |
| 潮濕狀態(tài)下剝落試驗通過 | >90% | |
| 潮濕下浸泡1h | <538g/m2 | |
| 車轍磨耗試驗浸泡6d | <807g/m2 | |
| 粘聚力試驗 | 初凝時間(30min) | >1.2N.m |
| 開放交通時間(60min) | >2.0N.m | |
對原材料提出如下要求：
(1)慢裂快凝的乳化瀝青：采用AH70號瀝青配制乳液。
① 選擇慢裂快凝的乳化劑配制慢裂快凝的乳液。拌和時間>120s, 粘結(jié)力1小時內(nèi)> 200N.cm。
②路段選用邳州市公路拌和站瀝青質(zhì)量達到規(guī)范中JTG F40-2004的規(guī)定, 如表2所示
表2 乳液技術(shù)要求
| 檢驗項目 | 邳州市公路拌和站瀝青 | 技術(shù)要求指標(biāo) |
| 蒸發(fā)殘留物含量（%） | 61 | >55 |
| 貯存穩(wěn)定（%） | 3．9 | < 5 |
| 粘附性(骨料粘附面積) | 全裹附 | > 2/3 |
| 微粒離子電荷 | + | + |
| 粘度C25.3 | 36 | 10～60 |
| 破乳速度(拌和穩(wěn)定性) | 慢裂快凝 | 慢裂快凝 |
| 篩上剩余量(1.18mm篩) | 0.08 | < 0.1% |
礦料采用當(dāng)?shù)厥蠄錾a(chǎn)的花崗巖，以ISSA (國際稀漿封層協(xié)會) 的II 型礦料級配作為稀漿封層的級配。如表3所示:
表3 II型礦料級配
| 篩孔徑(mm) | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 |
| 通過百分比(%) | 100 | 70～90 | 45～70 | 28～50 | 19～34 | 12～25 | 7～18 | 5～15 |
| 集料級配 | 100 | 70 | 65 | 40.6 | 23.4 | 20 | 11 | 6.5 |
對于礦料的級配要求如下:
① 級配組成 篩分礦料的級配組成應(yīng)達到II型級配的要求。
② 礦料必須過篩,嚴(yán)禁含有超標(biāo)粒徑的礦料。
③ 礦料清潔、堅硬,不含有泥土雜質(zhì),砂當(dāng)量> 65%。
(3) 填料：一般用水泥、粉煤灰等小于0.075mm粒徑的粉料,這些粉料既可填充空隙,提高封層的強度,又可調(diào)整稀漿封層的稠度與均勻性,路段采用425號硅酸鹽水泥作填充料,用量是礦料重量的1 %～1. 5 %，并要求干燥、松散、無結(jié)塊。
(4) 水：采用飲用水。
(5)添加劑：試驗采用添加0.3%的MQK-IM(乳化劑含量為30%的水溶液)來延遲破乳速度，延長拌和時間，滿足了施工要求。
2.2 配合比設(shè)計
稀漿封層在施工前必須進行混合料配合比設(shè)計試驗，確定集料，乳液，水，粉料的最佳用量。
(1)稠度實驗為保證施工中攤鋪和易性，在設(shè)計中確定稀釋混合料的加水量，使混和料達到適當(dāng)稠度。
(2)粘結(jié)力實驗確定稀漿封層初凝時間和開放交通的時間。當(dāng)粘結(jié)力達到120kN.cm2時間為初凝時間，當(dāng)粘結(jié)力達到200kN.cm2時間為開放交通時間。
(3)濕輪磨耗實驗(WTAT) 檢驗稀漿封層混合料成型后的耐磨性能，確定稀漿封層混合料中乳化瀝青的最低限度的用量，保證需要的油石比。
(4)碾壓實驗(LWT) 檢驗稀漿封層混合料是否過量瀝青，與濕輪磨耗試驗一起確定稀漿封層混合料最佳瀝青含量。防止瀝青乳液用量過大，避免油石比過大。
通過試驗得到的試驗數(shù)據(jù)如表4所示
表4 稀漿混合料試驗
| 試驗項目 | 規(guī)范要求 | 試驗值 | |
| 濕輪磨耗實驗(g/m2) | <800 | 698 | |
| 稠度試驗(cm) | 2～3 | 2.2 | |
| 碾壓試驗(g/m2) | <600 | 523 | |
| 粘結(jié)力試驗 | 初凝時間(h) | <3 | 1 |
| 固化時間(h) | <4 | 2 | |
根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定稀漿封層混合料配合比為 集料：乳化瀝青：水：水泥=100：13：9：2.5。
3 施工步驟
3.1 施工前的準(zhǔn)備工作
(1)稀漿封層施工前應(yīng)檢查與維修原路面，對路面翻漿、松散、波浪等病害, 應(yīng)修補達到設(shè)計要求后方可進行施工。
(2)根據(jù)施工計劃，制備足夠的乳化瀝青，并經(jīng)檢驗合格后運送施工現(xiàn)場。骨料規(guī)格、級配應(yīng)符合要求，必要時重新過篩并翻拌均勻，使骨料濕度保持一致。
(3)由于不能影響交通，道路實行半幅路段封閉施工。施工現(xiàn)場安排3至4人設(shè)置交通標(biāo)志、護欄，并根據(jù)施工進度移動交通標(biāo)志及護欄，嚴(yán)禁車輛進入施工現(xiàn)場。
(4)仔細(xì)清掃路面上的泥土和雜物,對于粘結(jié)在路面上的雜物應(yīng)該用高壓水槍沖洗干凈。
3.2 攤鋪
稀漿封層施工應(yīng)采用稀漿封層攤鋪機進行,攤鋪前必須對攤鋪設(shè)備做全面的檢查和調(diào)試,同時標(biāo)定攤鋪厚度, 確定攤鋪機工作狀態(tài)完全正常時方可施工,當(dāng)原材料或配合比發(fā)生較大變化時,應(yīng)重新進行計量標(biāo)定。
稀漿封層施工中應(yīng)注意以下幾個問題：
(1) 注意稀漿封層的縱、橫向搭接, 減少重疊寬度, 以10～15cm為宜。
(2) 注意施工期間的天氣, 如遇陰雨天, 采取一些措施加速封層的破乳、成型,縮短封閉交通時間。
(3) 施工過程中, 隨時對稀漿封層混和料進行性質(zhì)檢驗, 包括稠度、粘聚力、拌和、濕輪磨耗等。
(4) 施工中應(yīng)根據(jù)天氣調(diào)節(jié)混合料的含水量, 防止含水量過大, 否則會造成封層破乳時間延長, 發(fā)生流淌現(xiàn)象。
(5)根據(jù)選定的級配, 要求壓實后的厚度在6 mm 左右, 不宜低于5 mm 和大于10 mm , 稀漿封層厚度過薄達不到防水的效果,過厚則由于本身強度不足而可能形成油包。
(6) 注意早期養(yǎng)護,在乳化瀝青剛破乳時及時用小型輪胎壓路機反復(fù)碾壓4～6遍, 這樣, 有利于提高密實度、早期強度和平整度。開放交通前對所攤鋪好的路面全面檢查一遍,發(fā)現(xiàn)損壞及時修補。
4 竣工驗收
(1)路面技術(shù)性能測定，通車后15天對路面平整度、摩檫系數(shù)、構(gòu)造深度進行檢測表明，稀漿封層后新路面表面平整，裂縫彌合，外觀色澤均勻一致，無麻面，無坑槽。因此路面的平整度、防水性能、抗滑性能和紋理深度均有明顯改善。
(2)粘附性能檢測。按照《公路工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》所要求頻率對路面進行鉆芯取樣觀測無松散，剝落，分層密實，可見黏附力較強。
5 結(jié)語
瀝青稀漿封層具有廣泛的適用性, 是具有巨大發(fā)展前景的公路養(yǎng)護結(jié)構(gòu)形式。作為前途廣闊的筑養(yǎng)路技術(shù)，只要充分處理好稀漿封層材料的選擇，混合料的配合比和施工工藝, 稀漿封層必將得到廣泛推廣運用,對提高路況和改善行車條件，是一種切實可行的途徑，也符合我國當(dāng)前國情和實際情況，因而對高速公路養(yǎng)護具有深遠意義。
參 考 文獻
1 公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范 JTJ073。2-2001
2 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). JTJ40—2004 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范. 北京: 人民交通出版社, 2004
3 廖福潤，林重慶 稀漿封層在章龍高速公路防水層的應(yīng)用石油瀝青 2005(2)
4 王穎，原秀亭 稀漿封層材料選擇應(yīng)注意的問題科技與經(jīng)濟 2005(4)
5 孫立巍，李均，毛景峰稀漿封層施工技術(shù)探討 黑龍江交通科技 2000(4)
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