（道路与铁道工程专业论文）稀浆封层和微表处施工技术研究.pdf

摘要 稀浆封层和微表处技术具有施工速度快、节能环保、综合效益好等特点。该技 术用于高等级公路预防性养护时，可明显改善路面的路用性能，延长路面使用寿命。 本文针对稀浆封层和微表处使用过程中存在的问题，结合工程应用实例，从稀 浆封层和微表处施工技术中的材料选择、混合料技术指标、配合比设计方法、施工 机械的技术要求、施工工艺、施工质量检测等方面进行了分析和总结，为稀浆封层 和微表处施工提供了技术指导和借鉴。 关键词：稀浆封层微表处施工技术 a b s t r a c t f a s tc o 璐协谢n g ，e r l e r g ys a v i n g 锄de n v i r o m n e 吐芦o t e c t i n g ，v e r yg o o dg e n c r a l b e n e n t e c t a c h 嘲c t e r i s t i c so ft h cs l u r r y a l 姐dm i c r o s u r f 如i n gt c c l l l l o l o g i e s b e i n g 哪蒯i i lt l l e p r e v e m i v em a i n t e i i m c eo fh i g h - g r a d ch i g h w a y ，l es l u r r y s e a la i l d l l l i c r o s 删k i n gt e c l l i l o l o g i e sc 觚o b v i o u s l y i i l c r e 嬲e t l l e b e 撕n gp e r f b 姗a i l c e c h 撇c t c d s t i c so f 也ep a v c t n e n ta i l dp r o l o n g e rm ei i f co f t l l ep a v e m e n t t h ep a p e rb 船c do ns o m ep r o b l e m sd i m n gt i l es l u r r y a la n dm i c m s u f f 沁i 1 1 9 c 0 i 坞劬c t i o n a i l a l y z 锄d 鲫m m a r i z e1 1 峙m a t c r i a l sc h o i c e ，t h em i x 吡et c c l l i l i c a l i i l d i c 渤璐，伊a 枷o nm md e s i g n ，t e c l l l l i c a lr e q u m = i i 】喀n t so fc o i l s n u c t i o nm a c h i n e r y c o i l s t r u 娟o nt e c h l l o l o g y 掣i a l i 谚c o m r o li nc o 咖c t i o n ，e c t a c c o r d i n gt 0t l l ec o n s t r c t i o n p r o j e c t ，i h ep a p e rg i v c st h ct e c h n o l o g yg i l i d ef o rt 量地s l u 玎ys e a la n di i l i c r 0 - s u r l 沁i n g c o n s _ 瞳u c d o n k e yw o r d s ：s 1 u 町s e a l ，m i c 肘1 ；删m g ，c o n s 劬c t i o nt c c l l f l i q u e 论文独创性声明 本人声明：本人所里交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签 枷6 年6 具坨日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：冶轨 妒年厂月，z 日 导师签名：萄坤杉口e 年占月哆日 ( 纱 铬 氰j 第一章绪论 1 1问题的提出及研究意义 稀浆封层( s l u n 了s e a l ) 是指用适当级配的石屑或砂、填料( 水泥、石灰、粉煤灰、 石粉等) 与乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料， 将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层【1 ) 。由于该种稀浆混合料的稠度较稀，形 态似浆状，铺筑厚度一般在3 1 0 m m 之间，主要起防水或改善恢复路面功能的作用， 故取名为乳化沥青稀浆封层，简称稀浆封层。随着聚合物改性乳化沥青的迅猛发展， 以及施工技术的改进，又出现了聚合物改性乳化沥青稀浆封层【2 ) 。我国的稀浆封层应 用范围主要在以下几个方面： ( 1 ) 沥青路面稀浆封层罩面 沥青路面长期经受大自然的侵蚀，沥青集料不断发生着物理与化学的变化，路 面质量不断下降，同时路面还承受车辆的行驶、车轮碾压与磨损，使路面力学性能 下降，局部将出现裂纹、松散及路面渗水，进而引起路面急剧破坏。稀浆封层技术 是针对沥青路面早期病害，做到补早、补小、补彻底，一种经济、迅速、有效的表 面处治方法，能及早防止路面病害扩大，延长使用寿命。在旧沥青路面上加铺稀浆 封层，可以治理裂缝，提高路面耐久性和使用性能；在新铺沥青贯入式路面或粗粒 式沥青混凝土面层上加铺稀浆封层，可以提高路面防水性。 ( 2 ) 水泥混凝土路面稀浆封层罩面 在旧水泥混凝土路面上加铺稀浆封层能处治脱皮、麻面、磨光、微裂缝等病害： 在新铺的水泥混凝土路面上，尤其在碾压混凝土路面上加铺稀浆封层，可以改善行 车条件，降低行驶噪音，增加乘客舒适感。 ( 3 ) 桥面维修或防水处理 在旧桥面上加铺稀浆封层，对桥面病害进行有效处治，除明显改善行车条件下， 还相对减小桥面自重；在新建水泥混凝土桥面上加铺稀浆封层，可显著提高桥面铺 装层的防水性( 尤其对城市高架桥) 和桥面耐久性，延长桥梁使用寿命。 ( 4 ) 高速公路下封层 高速公路基层施工完后，进行稀浆封层施工。由于稀浆混合料使用密级配细集 料和沥青用量增多，稀浆封层混合料的密实度高、空隙率小；另外，由于稀浆有良 好的流动性，能灌入基层的裂隙，起到封闭裂缝作用。铺筑稀浆封层后，地表雨水 不能渗透，地下水不能迁移。能有效提高路面的防水性能，可起到延长高速公路路面 耐久性的作用。这项施工工艺在高速公路施工中普遍被使用。 ( 5 ) 砂石路面稀浆封层罩面 在低等级道路的砂石路面上加铺稀浆封层，使砂石路面的外观具有沥青路面的 特征，从而提高砂石路面的耐久性能，防止扬尘，改善行车条件，明显降低砂石路 面的日常养护经费。 ( 6 ) 其它应用 稀浆封层技术还可以用于城市道路、厂区道路、停车场、运动场等场所。 与传统沥青薄罩面相比，稀浆封层具有如下的特点： ( 1 ) 具有更好的抗磨性、防水性能，与下层粘附力更强； ( 2 ) 可延长道路寿命，降低养护综合成本； t， ( 3 ) 施工速度更快，对交通的影响更小； ( 4 ) 常温作业，清洁环保。 微表处( m i c r o 翻】m c i i l g ) 是指用适当级配的石屑或砂、填料( 水泥、石灰、粉 煤灰，石粉等) 与聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动 状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层【i 】。 微表处可以把优质的结合料、集料所拥有的工程特性通过一个只有5 一l o m m 的 薄层摊铺在道路表面。目前，微表处技术主要用于建立和恢复大交通量的高等级道 路、高速公路、机场道面的表面功能，许多新建隧道其路面的磨耗层也采用了微表 处技术【3 】。在正确的技术、工艺条件下微表处应该成为防水、抗滑、耐磨、耐久的 道路表面功能层。其主要技术特点是； ( 1 ) 施工速度快。连续式稀浆封层机1 天内能摊铺5 0 0 t 微表处混合料，折合为一 条1 0 6 k m 长的标准车道，施工后2 h 即可通车。 ( 2 ) 具有高抗磨耗、抗滑性能，增加路面色彩对比度，改善路面性能，延长路面 使用寿命。 ， ( 3 ) 微表处比传统的热沥青薄罩面具有更好的封层效果，能够更好地防止下渗水， 从而更好地保护路面结构。常温条件下作业，降低能耗，不释放有毒物质，符合环 保要求。单位建设造价大大低于有效厚度的热沥青罩面。 4 ) 微表处成型快，工期短，施工季节长 ( 5 ) 在路基路面稳定的前提下，优质微表处使用寿命一般为三年以上。对于流动 性车辙，微表处具有很好的修复效果。微表处可分别应用于沥青和水泥二种不同性 质的路面，是水泥路面不多见的、效果显著的罩面技术之一。 微表处技术是稀浆封层技术发展的一个高级阶段，由于自身的特点，逐渐从稀 浆封层范畴中分离出来，虽然在形式上与稀浆封层有很多相似之处，但在原材料选 择、混合料技术要求、使用性能与寿命等方面存在很大差别。目前，在工程实践中 发现许多人对封层、稀浆封层和微表处的关系有些混淆，封层、稀浆封层和微表处 三者关系如图l 一1 所示。 2 图卜1 封层、稀浆封层和微表处三者关系 将微表处与稀浆封层区分开来，有利于它们各自的准确定位和健康发展。改性 稀浆封层与微表处的区别是：改性稀浆封层是稀浆封层的一种，它是采用了改性乳 化沥青的仅满足稀浆封层技术要求的稀浆封层，它达不到微表处的技术要求【4 1 。 目前，我国稀浆封层和微表处技术的推广应用取得了很大的成绩，我国稀浆封 层和微表处的年产量已达1 8 0 0 1 0 4m 。但在实际工程中，由于人们对稀浆封层和 微表处作为一门综合技术，在材料选择、施工工艺、施工设备三者之间的紧密联系 及相互制约的关系认识不足，导致了稀浆封层和微表处工程许多失败的例子，一些 工程施工质量不符合要求，甚至有些路面施工不长时间就出现了骨料跑飞、松散、 脱落、泛油等比较严重的质量问题，使路面很快丧失了功能，造成了不好的影响， 以致很多专家对这项技术产生了疑虑至今还未能完全消除，这也是稀浆封层和微表 处技术在我国的推广受到影响的一个原因。基于此，本文结合稀浆封层工程实践经 验，从材料选择、混合料配合比设计、施工组织、施工步骤、施工质量控制及质量 检测等方面进行系统论述和研究，以期对我国的稀浆封层和微表处技术在实践中进 一步向前发展有所推动，使之在未来的公路建设和养护工作中发挥更大的作用。 1 2 国内外稀浆封层和微表处技术研究现状 1 2 1国外稀浆封层和微表处技术研究现状 稀浆封层技术起源于德国，1 9 1 7 年德国人发明了乳化沥青，1 9 2 0 年德国人用非 常精细连续级配骨料、乳化沥青和水在铁锅里用铁锨搅拌混合成稀浆混合料，最初 是用于作马术场地裂缝的填充；由于这种混合料适合于防止路面渗水和维修路面因 温度疲劳产生的收缩性微裂纹、泛油、骨料松散等早期病害，而大量用于路面作防 水层和早期路面维修；汽车工业发展后，出现了专门的稀浆封层车，把预先制好的 稀浆混合料摊铺在整个路面上，这就是最早的稀浆封层技术，也是封层技术发展中 的一项创新性的变革p 】。 2 0 世纪3 0 年代后期，世界各地开始了稀浆封层技术的大量实验，四、五十年 代，稀浆是由一个中心拌和站来制作的。通过计量、搅拌制成稀浆后，用一带缓慢 旋转搅拌器的搅拌罐车运至工地供摊铺使用，类似现代的水泥混凝土搅拌运输车。 但这样的工艺很难在现场形成很高效率的施工作业。2 0 世纪6 0 年代以后，对阳离 子乳化沥青进行了深入的试验研究，发现了阳离子乳化沥青具有较短的硬化时间和 更强的粘附性能，并且对矿料的选择性要求也较低。同时美国斯堪道路公司( 当时 是杨氏稀浆封层公司) 研制出了专用的稀浆封层机，使稀浆封层的手工作业变为机 械化施工，从此以后稀浆封层技术得到了广泛的应用。2 0 世纪7 0 年代，稀浆封层 技术又有了质的发展。当时欧洲一些国家开始用改性乳化沥青取代普通乳化沥青来 制作稀浆，以获得性能更好的封层，这就是改性稀浆封层。德国科学家在道路材料 技术领域做出了一项重大发现。他们选用优质的集料和优质的沥青，并在沥青中加 入了乳化剂和高分子聚合物制成了改性乳化沥青。用这些原料制成的稀浆混合料在 比普通稀浆混合料多几倍的厚度下仍能保持电好的稳定性，这种稀浆混合料在当时 被称为微沥青混凝土( m i c r oa s p h a l tc o n c r e t e ) ，实际上，这就是最早的微表处混合 料了。2 0 世纪8 0 年代，微表处技术进入美国和欧洲其他国家并逐渐在世界各地普 及起来。 1 9 6 3 年美国v s s 等公司发起并成立了国际稀浆封层协会( 简称i s s a ) ，在随后 的几年中，该协会就发展到拥有3 6 个国家的1 2 1 个成员【6 】。该协会经常进行各国间的 学术交流并颁发技术指南乳化沥青稀浆封层使用指南( a 1 0 51 9 9 8 ) 和微表处 使用指南( a 1 4 31 9 9 6 ) ；同时美国沥青协会制定了稀浆封层施工手册，美国材 料和试验协会( 简称a s l m ) 制定了稀浆封层混合料试验和检验标准( a s 似 d 3 9 1 0 ) ；日本乳化沥青协会( j 飙s ) 也发表了微表处技术指南( 1 9 9 8 1 0 ) ，这 一切都为稀浆封层和微表处施工的规范化提供了足够的依据，极大地推动了稀浆封 层和微表处技术的发展和应用。 1 2 2 我国稀浆封层和微表处技术研究现状 我国的稀浆封层技术发展较晚，其推广应用也经历了一番曲折。二十世纪七十 年代，交通部公路科研所姜云焕研究员领导的课题小组依据我国的条件、借鉴外国 的技术开展了乳化沥青及稀浆封层技术的研究，在七十年代末取得了成功，缩短了 我国和国际技术水平的差距；我国最早应用稀浆封层是在2 0 世纪8 0 年代初，当时 在援建赞比亚赛曼公路上铺了乳化沥青稀浆封层双层表面处治，经行车使用效果良 好1 2 】。自“七五”推广乳化沥青应用和“八五”推广稀浆封层技术以来，现在全国 i 、 大部分省、市、自治区的公路部门都已在应用稀浆封层技术方面取得明显的经济效 益和社会效益。应用稀浆封层施工的乳化剂和稀浆封层机国内均有生产。慢裂乳剂 既有阴离子又有阳离子；既有快凝型，又有普通型，可满足不同的需求。诞生于七 十年代末的我国第一台稀浆封层机x f 6 型牵引式稀浆封层机，使我国的稀浆封 层技术进入实际应用阶段，在辽宁、河北、河南等省开始试铺了一定数量的稀浆封 层，取得了较好的效果，积累了丰富的经验，为我国后来迅速地使用改性乳化沥青 稀浆封层和微表处技术奠定了坚实的基础。但是，由于当时乳化沥青机械技术、乳 化剂技术的限制，乳化沥青的质量不高，人们对材料认识的局限，在随后的推广中， 由于材料、施工工艺和设备方面不够完善，导致了许多失败的例子，造成了不好的 影响，使得稀浆封层技术在我国的推广停滞了一段时间。 我国乳化沥青及稀浆封层技术经历了二十世纪八十年代末到九十年代中期的缓 慢发展。九十年代末以来，国内公路主干线的快速建设、高速公路的飞速发展，使 我国许多公路管理、建设单位的专家和有识之士对国外迅速发展和使用的改性乳化 沥青稀浆封层和微表处技术有了新的认识并迅速的引进和应用，加上多年累积经验 的基础，稀浆封层技术在我国的应用又迎来一个新的发展时期【5 】。 目前，我国还没有完整的稀浆封层和微表处技术规范，建设部颁布的路面稀 浆封层施工规程( c j 6 6 9 5 ) 内容不够全面，交通部公路沥青路面施工技术规范 ( 仃gf 4 0 _ 吃0 0 4 ) 第6 5 条仅对稀浆封层和微表处的矿料级配、混合料技术要求、 配合比设计作了规定，对施工技术、施工质量检测等内容没有提到。因此，对稀浆 封层和微表处的研究还需进一步加强。 1 3 本课题的研究内容 本课题针对稀浆封层和微表处的施工技术进行了研究。通过对材料选择、混合 料技术指标、配合比设计方法、施工工艺、施工质量检测的研究，从而对稀浆封层 和微表处施工提供技术指导及借鉴，具体研究内容如下： ( 1 ) 对稀浆封层和微表处工程材料选择、技术要求、混合料配合比设计等方面进 行研究与探讨。 ( 2 ) 对稀浆封层和微表处工程施工组织、施工步骤，施工质量控制进行研究。 ( 3 ) 稀浆封层和微表处施工质量检测与评价标准进行分析。 ( 4 ) 结合工程实例对稀浆封层和微表处的施工技术、社会经济效益进行分析与总 结。 f 第二章稀浆封层和微表处施工前的准备工作 2 1 施工前的调查与筹划 工程项目确定下来后，首先要成立项目部，确定项目经理、项目总工等人员 图2 1 施工组织计划 项目部要根据业主要求初步制定稀浆封层和微表处工程的实施计划，见图2 一l 。施 工开始之前，应派出由2 3 人组成的业务熟练、有较强协调能力的技术小组，对施工 路段做出调查，记录里程桩号、路段线型、交通组织、周边环境等，对矿料料源、 乳化沥青生产厂家进行走访调查，收集矿料和乳化沥青厂家资料，并对厂家材料进 6 行取样和试验，根据稀浆封层和微表处工程材料技术要求确定料源：如果乳化沥青 难以购置，则应考虑现场制备。另外，根据工程所在地交通、周边建筑及用地情况 确定项目部及料场位置。 作为项目部的建筑物首先应有足够的面积满足项目人员办工、试验、生活之需， 其次要有足够的场地供备料和放置机械设备，另外应交通便利，用水用电要有保证。 2 2 稀浆封层和微表处工程材料的选择和技术要求 稀浆封层和微表处混合料设计的第一步是选用原材料，原材料质量对路面性能 的影响通常要比热沥青混合料显得更大，因此优选原材料对设计一个性能优良的稀 浆封层系统具有重要的意义。对用于微表处的材料，在质量上应有着更为严格的要 求。 2 2 1 矿料 矿料是稀浆封层混合料最重要的组成部分之一。矿料的级配和质量与封层的耐 久性、抗磨耗、抗滑性等使用性能均有密切的关系。 2 2 1 1 矿料级配 良好的矿料级配是稀浆混合料性能的重要保证。国际稀浆封层协会( i s s a ) “乳 化沥青稀浆封层使用指南a 1 0 5 ( r e v i s e d ) m a y2 0 0 5 ”提供了3 种级配，由细到粗 分别为i 、i i 、型；而“微表处使用指南a 1 4 3 ( r e v i s e d ) m a y2 0 0 5 ”中的级配 只有i i 、i 型，这两种级配与a 1 0 5 的i i 型和型完全一致，这主要是考虑了微表处 适用于承受重交通、填补车辙、摊铺厚度较大的原因，见表2 一l 。 表2 1 i s s a 规定的稀浆封层骨料级配7 】 筛孔尺寸i 型通过率i i 型通过率m 型通过率 容许偏差( ) ( m m )( )( )( ) 9 51 0 01 0 0 l o o 4 7 51 0 09 0 1 0 07 0 9 05 2 3 69 0 l o o6 5 9 04 5 7 05 1 1 86 5 9 04 5 7 02 8 5 0s o 64 0 6 53 0 5 01 9 3 45 0 32 5 4 2 1 8 3 01 5 2 54 o 1 51 5 3 0l o 2 17 1 8 3 0 0 7 5l o 2 05 1 55 1 52 我国公路沥青路面施工技术规范( 盯gf 4 0 一- 2 0 0 4 ) 规定稀浆封层和微表处 7 的矿料级配见表2 2 。 表2 - 2我国稀浆封屡和微表处的矿料级配 通过各筛孔的百分率( ) 筛孔尺寸 微表处稀浆封层 ( m m ) m s 2m s 3e s 1e s - 2e s 3 9 51 0 01 0 01 0 01 0 0 4 7 59 5 1 0 07 0 9 01 0 09 5 1 0 07 0 9 0 2 3 66 5 9 04 5 - 7 09 0 1 0 06 5 9 04 5 7 0 1 1 84 5 7 02 8 5 06 5 _ 9 04 5 7 0 2 8 5 0 0 6 3 0 - 5 0 1 9 - 3 44 0 - 6 5 3 0 5 01 9 3 4 o 3 1 8 3 01 2 2 52 5 4 21 8 3 01 2 2 5 o 。1 51 m 2 l7 1 81 5 3 01 0 2 l7 1 8 o 0 7 55 一1 55 1 51 0 2 05 - 1 55 1 5 一层的适宜 厶48 1 02 5 旬出一8 1 0 厚度( m m ) 通过比较发现：我国稀浆封层和微表处的矿料级配与国际稀浆封层协会i s s a 的 规定相近，这是因为i s s a 的级配范围是经过多年的经验总结得出的，稀浆封层和微 表处应用最广泛的美国、欧洲均采用与i s s a 的规定相近级配范围。另外，i s s a 的 级配范围较宽，在这一范围内可以方便灵活地调整级配的粗细，若级配超出规定的 范围，则往往会影响使用效果。 在实际工程中确定稀浆封层和微表处的矿料级配时要结合封层的作用来确定， 如果稀浆封层作为高速公路下封层，此时稀浆封层主要起防水作用，那么稀浆封层 的级配宜细不宣粗。如果用微表处作高速公路的磨耗层，此时矿料级配宜租不宣细； 矿料级配调得粗一些，微表处摊铺后表观相对粗糙，经过一段时间行车的自然碾压 后，不仅外观效果好，而且能保持优越的抗滑性能；反之，若矿料级配调得细一些， 微表处在通车一段时间后，表面变得光滑，导致抗滑功能不足；因此，用于高速公 路上的微表处其矿料级配曲线宜在m s 3 型级配范围中值与下限之间。另外，要特 别注意级配中4 7 5 m m 9 5 m m 部分的颗粒粒径偏大的问题，这一部分颗粒粒径偏大， 即该粒径范围内靠近9 5 咖的颗粒居多，这种级配往往会造成微表处表观不均匀、 大骨料易飞散等问题。 一2 2 1 2 集料要求 集料应清洁、坚硬、耐风化、不含有机物、泥土、化学品等有害杂质，最好是 l o o 被破碎的，棱角性好而扁平，细长颗粒少。对于徼表处则必须要求1 0 0 破碎 8 而棱角性良好的集料。因此，不能利用天然砂而必须全部采用机制砂，对针片状颗 粒比例的控制也更为严格。 在选择石料时，应根据封层的应用目的、原路面情况、交通负荷、气候条件以 及原石的供应来源合理地选用最适合的类型和材质。常用岩石有石灰石、花岗岩、 玄武岩等。对应用于交通魔量低、重载车辆少、抗屑性能相对要求较低的地方道路、 市区道路的稀浆封层可采用较软的材质而交通流量大、重载车辆多、抗滑性能要求 高的高速公路、主干线则应用材质较硬的集料制作稀浆混合料。 由于微表处封层主要应用于大交通流量的道路上，所以其集料通常应选用较华 硬的材质。表2 3 列出了稀浆封层和微表处对集料质量的基本要求。 表2 _ 3 集料质量技术要求 质量要求 试验项目试验方法 稀浆封层微表处 石料压碎值( ) 2 8 2 6t 0 3 1 6 洛杉矾磨耗损失( ) 3 5 3 0t 0 3 1 7 吸水率( ) 4t 0 6 1 6 坚固性( ) 1 2 1 2t 0 3 1 4 针片状颗粒含量( ) 6 5t d 3 3 4 在集料有稳定的供应来源后，集料特性实验可以少做或不做，i s s a 的性能指南 建议表2 - 4 所列项目作为质量控制实验是必须做的。 从我国目前已完成的稀浆封层和微表处工程来看，工程所用集料主要是采用不 同规格的矿料在施工现场掺配，获得符合级配要求的矿料。而我国石料生产企业大 多是私人企业，生产的材料面向各行各业的需要；另外，稀浆封层和微表处工程对 矿料的质量和规格要求最高，且一般稀浆封层和微表处工程所需矿料不过几千吨到 一两万吨，所以石料厂不可能专门为稀浆封层和微表处工程生产集料，从而导致集 料质量的不稳定，由于这个原因也造成一些稀浆封层和微表处工程的失败。在欧美 发达国家，稀浆封层和微表处工程所用矿料是专门化生产，采用l o o 的轧制碎石， 有的在轧制前还用水冲洗，因此生产的石料破碎面积大，形状规则，砂当量高，矿 料级配十分稳定，为稀浆封层和微表处工程获得成功提供了很好的基础。 9 表2 4集料质量控制指标 质量要求 试验方法 试验项目 稀浆封层微表处 砂当量( ) 4 5 6 5a s t md 2 4 1 9 ( t 0 3 3 4 ) 用n a 2 s o 溶液 1 5用n a 2 s 0 4 溶液 1 5 坚固性( ) a s t m0 8 8 ( t 0 3 4 0 ) 用m g s 0 4 溶液 2 5用m g s 0 4 溶液 2 5 洛杉矾磨耗值 3 5 6 2a s t md 2 4 4 ( t 0 6 5 1 ) 蒸发残余物试验： 针入度( 2 0 ，1 0 0 9 。 4 0 9 04 0 9 0a s t m2 3 9 7 5 s ) ( 0 1 衄) ( t 0 6 0 4 ) 软化点( 环球法) ( )无要求 5 7 a s t md 3 6 ( t 0 6 0 6 ) 2 2 4 水 水是构成稀浆混合料的重要组成部分，它的用量的大小是决定稀浆稠度和密度 的主要因素。用于稀浆混合料的水有三种来源，分别是由矿料中的水、乳液中的水 和拌和时的外加水构成的。 2 2 4 1 矿料中的水：一般矿料的含水量相当于矿料质量的3 5 。矿料中的含水 量对于混合料中的用水量是次要的。矿料含水量过大主要影响矿料的容重， 而且容易在矿料斗里产生架桥现象，影响矿料的传送，因此矿料输出量应随 其含水量不同而作相应调整。矿料的含水量还将影响封层的成型，含水量饱 和的矿料，其成型开放交通时间需要更长。、 2 2 4 2 乳液中的水：一般沥青乳液中含有3 5 4 5 的水。 2 2 4 3 拌和时的外加水：典型的外加水质量比范围是干矿料质量的6 1 1 ”。外 加水量低于6 的稀浆混合料太稠太干，不便于摊铺；而外加水量高于1 1 时，稀浆混合料太稀，发生离析、流淌，变得不稳定，而且可能产生集料下 沉沥青上浮现象，成型后表面一层油膜而下面都是花白的松散集料，与原路 面粘接不牢，容易成片起皮脱落，因此慎重控制总外加水量对于保证稀浆封 层质量至关重要。对于机械摊铺，9 的外加水量是值得推荐的，但要根据集 料与机械的情况作适当的调整，外加水量超过1 1 的机械操作应该避免。 因此，稳定的稀浆混合料的总含水量应控制为干集料重的1 0 2 0 的范围内。 2 2 5 添加剂 稀浆封层混合料中的添加剂应按需要而定。添加剂可分为促凝剂和缓凝剂，其 作用是用来加快或减缓乳化沥青在稀浆混合料中的破乳速度；延缓破乳时间主要是 为了增加稀浆混合料在拌和与摊铺过程中的稳定性，一般在高温条件下可适当加入 少量化学稳定剂以减慢破乳的过程。最好的化学稳定剂就是该种乳化沥青的乳化剂， 因为它与混合料中的其他成份会有很好的相容性，也可加入适量的氯化钙、硫酸铝 等乳化沥青用的稳定剂。在常温和一般的较低湿度下通常不用添加剂，只有在寒冷 气候时才考虑使用某些促进破乳的添加剂，一些化学活性的粉料如水泥、熟石灰常 用来作为增快破乳时间的促进剂。添加剂的类型应在室内试验确定。 2 3 稀浆封层和微表处混合料的配合比设计 2 3 。1 稀浆封层和微表处混合料配合比设计的目的与试验 稀浆封层和微表处混合料配合比设计的目的是为了确定稀浆混合料各组分之间 的最佳配比，以期获得一具有耐久性、抗滑性、抗水损害能力和施工性能优良的沥 青封层。稀浆混合料的配合比设计目前还处于一个建立在实验室试验基础上的经验 设计阶段，主要是依靠试验结果来评估并确定各组分的应用性能和它们之间的最佳 配比。这些试验包括了以下几方面的内容： ( 1 ) 原材料的评估试验： ( 2 ) 矿料的级配试验； ( 3 ) 混合料的性能试验，它包括了混合料施工性能( 可拌和时间、粘聚力试验) 和路用性能( 湿轮磨耗、负荷轮碾压试验) 试验，通过路用性能试验确定最佳沥青 含量； ( 4 ) 微表处混合料长期性能的评估试验。 2 3 2 稀浆混合料配合比设计的步骤 ( 1 ) 配合比设计用原材料的准备 配合比设计的第一步是对选定使用的原材料质量进行试验验证，以确保稀浆混 合料所用的矿料、乳化沥青、填料、水和添加剂均符合2 2 所列的各项质量要求。 ( 2 ) 集料的级配设计 根据封层厚度选择级配类型，按表2 2 的要求确定矿料的级配范围。对各种集 料分别取样进行筛分试验，再根据试凑法计算各种集料的配合比侈0 ，使合成级配在 要求的级配范围内。对合成矿料仍应按要求取样进行筛分试验，并验证其级配曲线 是否符合规定的级配要求。 ( 3 ) 根据以往的经验初选乳化沥青、填料、水和外加剂用量，进行拌和试验和 粘聚力试验。可拌和时间的试验温度应考虑最高施工温度，粘聚力试验的温度应考 虑施工中可能遇到的最低温度。 ( 4 ) 根据上述试验结果和稀浆混合料的外观状态，选择l 3 个认为合理的混 合料配方，按表2 7 规定试验稀浆混合料的性能，如不符要求，适当调整各种材料 的配合比例再试验，直至符合要求为止。 ( 5 ) 当设计人员经验不足时，可将初选的l 3 个混合料配方分别变化不同的 沥青用量( 沥青用量一般在6 o 8 5 之间) ，按照表2 7 的要求重复试验，先进 行湿轮磨耗试验，根据l h 湿轮磨耗值试验结果绘出沥青用量与磨耗量关系曲线( 见 图2 2 ) ，确定沥青用量最小值p b 。l n 再进行负荷轮碾压试验，根据试验结果绘出沥青 用量与粘附砂量关系曲线，确定沥青用量最大值n 一；从而得出沥青用量范围 p b f n m p b 仃m ( 6 ) 根据经验在沥青用量的可选范围内选择适宜的沥青用量。对微表处混合料， 以所选择的沥青用量检验混合料的浸水6 d 湿轮磨耗指标，用于车辙填充的增加检验 负荷车轮试验的宽度变化率指标，不符要求时调整沥青用量重新试验，直至符合要 求为止。 ( 7 ) 根据以往经验及配合比设计试验结果，在充分考虑气候及交通特点的基础 上综合确定混合料配方。 表2 - 7 稀浆封层和微表处混合料技术要求 项目单位微表处稀浆封层试验方法 可拌和时间 s 1 2 0 手工拌和 稠度 2 3t 0 7 5 l 粘聚力试验( 仅适用于快开放 交通的稀浆封层) t 0 7 5 4 30 l l l i n ( 初凝时间)n 1 2l2 6 0 m i n ( 开放交通时间)n m2 o2 0 负荷轮碾压试验( l 、v t )( 仅适用于重交通 道路表层时) t 0 7 5 5 粘附砂量g 时 4 5 0 4 5 0 轮迹宽度变化率 5 湿轮磨耗试验的磨耗值 ( w 1 肖r ) t 0 7 5 2 浸水1 h g 吖 5 4 0 8 0 0 浸水6 dg m i 5 咖灌缝 不规则裂缝宽度 5 哪可不处理 裂缝类 纵裂 应处理，一般是结构强度不足，应予补强 龟裂应处理，方法见养护规范【4 l 深度 2 5 觚 可不处理 沉陷变车辙2 5 咖 2 31 0 0 0 m 2 目测 稠度 2 3 c m1 0 0 0 m 2 稠度试验或经验法 可拌和时间 1 2 0 s 全线检查目测 油石比o 5 1 天施工段1 次抽提法 矿料级配见表2 2 2 、表3 21 天施工段1 次抽提法 表3 7 微表处混合料的检测要求 抽检项目要求或允许误差检验频率检验方法 矿料裹覆性 2 3l 0 0 0 m 。 目测 稠度 适中l o o o m 经验法 可拌和时间 1 2 0 s 全线检查目测 油石比0 2 l 天施工段1 次抽提法 矿料级配见表2 2 _ 2 、表3 2l 天施工段1 次抽提法 外观表面平整、厚度均匀、无离析 全线观测目测 湿轮磨耗试验的磨1 次1 0 0 0 0 0m 2 t 0 7 s 2 耗值( 嗍) 浸水l h 5 4 0g m | 浸水6 d 1 3 蕊h ) 。记录雨前施工的尚未 达到开放交通的里程，雨停后立即上路检查，如有局部轻度损坏时，可待路面干硬 后，进行人工修补；如果普遍有损坏时，应在路面强度较低的情况下，将雨前施工 的尚未达到开放交通的封层全部铲除。待路面干燥之后再重新摊铺封层。 3 7 施工中常见的质量问题、原因分析与处理方法 3 7 1 脱落 封层脱落是指开放交通以后混合料成块状地脱开原路面而剥落下来，并且随着 时间的推移，剥落面积越来越大，脱落是稀浆封层和微表处施工中最为严重的质量 问题。见图3 8 。 3 2 图3 8 小块脱落 造成封层脱落原因有很多，主要有： ( 1 ) 雨天后路面有积水或过于潮湿； ( 2 ) 原路面表面清扫不彻底，留有泥巴，洒落的骨料、机器滴下的柴油、液压 机油等； ( 3 ) 严重贫油路面、磨光的路面、水泥混凝土路面上没喷洒粘层油或喷洒数量 不够； ( 4 ) 混合料在摊铺箱内破乳过早，结团，影响与原路面的粘结力； ( 5 ) 稀浆混合料的摊铺厚度过大，造成富沥青的细料上浮而粗料下沉的离析现 象，影响混合料与原路面的粘结性能 对封层脱落的处理首先要观察脱落情况，分析原因，采取相应的防治措施。小 面积的脱落可采取人工修补的方法；大面积的脱落则必须清理该路段封层后重新