微表处在高速公路施工中的质量控制方法

PAGE微表处在高速公路施工中的质量控制方法摘要微表处是近年来国外最新、最完善的路面预防性养护技术之一，具有广阔的市场需求和良好的推广应用前景。本文主要介绍微表处技术在高速公路的使用情况。并对微表处施工过程的质量控制及试验检测中涉及的一些问题，谈一点体会，供同行参考和指正。关键词：微表处；稀浆封层；集料；乳化沥青；简述：我国高等级公路建设的突飞猛进，为国民经济的快速发展创造了有利的条件。由于受到交通量快速增长和超载的影响，路面早期损坏的问题日益突出。这不仅大大增加了养护部门的工作量和经费支出，而且对行车安全和道路畅通产生了严重的影响。因此，为延长路面的使用寿命，及时消除公路早期损坏所造成的不良影响，提高行车的舒适性与安全性，加强路面的预防性养护工作尤为重要。实施了微表处后既改善了路容路貌，增加了道路摩擦系数，又提高了行车的舒适性、安全性，降低了道路交通事故隐患，有效地节省了养护经费，达到了预期的效果。经近两年的使用，目前的状况良好。由于我国当前尚未制定统一的微表处试验规程、施工技术规范和检测标准，此次国内规模最大的一次微表处实施应用，为今后大面积推广应用微表处工艺提供了较为成功的经验。材料及设备简介：1)沥青材料为慢裂快凝型改性乳化沥青（阳离子乳化剂）；2)集料为玄武岩；3)填料为普通型硅酸盐水泥；4)外加水为洁净水；5)施工机械采用原装进口阿克苏和博坎两种品牌,均为双轴浆叶式搅拌器的间断式作业稀浆封层机。摊铺厚度8～12mm；摊铺速度为1.5～3km/h；1.集料、改性乳化沥青及施工检测1.1集料在微表处技术中,集料做为磨耗材料,其本身的质量和施工质量控制直接关系到微表处的使用寿命.因此,集料的质量控制关系到施工的成败.借鉴国外的成功案例，我公司与东南大学合作制定了施工设计方案中最初的矿料级配见表（1）.在实际施工过程中，我们发现在出现光滑、车辙、泛油等病害的路段上，因集料的大骨料粒径偏小、偏少。开放交通一个月后在车辆的高频碾压作用下，磨擦系数从最初的63BPM降到了41BPM,路面表面有光滑现象出现，轮迹明显,对路面的改善情况不如预期的理想.我们随即逐步加大了集料中2#料9.5mm筛孔的分计筛余量,经过反复试验形成了最终混合料配合比设计方案,见表（2）.施工半年后，磨擦系数一直保持在52BPM左右,构造深度、平整度均满足施工设计要求。表（1）191652.30.150.075材料配合比通过百分率（%%）B2100100990.1000B310010010094.33110.80.2000B410010010010092.956.242.923.312.94.8粉10010010010010010099.89690.686.8矿料混合料配合比（%）B20.150200.20000B30.252025250.1000B40.502545454541.825.319.3粉0.10451010101010矿料混合料级配规定值【1】混合料10010099.88320.114.910.8上限10010010090705034251815下限100100100704528191275集料每批次/每天应进行一次筛分试验抽检，天气的湿度变化较大时应及时做材料的含水量的测定。因为室内进行的配合比设计结果均为质量比，而实际施工摊铺采用的是体积比，含水量越大，结果的差别也就越大。下雨天集料应用蓬布遮盖，含水量过大时，应充分晾晒，含水量达标后还需要注意细集料有无凝结成块的现象发生.否则,在摊铺过程中会造成封层表面纵向划痕，开放交通后，跑散形成凹槽,直接影响微表处最后的施工质量。由于微表处乳化沥青混合料中填料为水泥，抽提后水泥会固化与细集料粘附，因此,混合料配合比检验时要直接从料堆或矿料出口处取代表试样进行筛分试验。在实际施工过程中，如采用50ZL装载机露天拌和，现场取样抽检更为重要.为了使取样具有代表性，在料堆取样时要分上、中、下三个不同层面分别取样，充分混合后用四分法进行筛分试验[2]。同样直接从摊铺机出料口分批随机取样，充分混合后用四分法进行筛分试验。为了保证集料级配的稳定,在工程量较大时宜采用稳定土拌和.筛分试验用水洗法，准确掌握0.075筛孔的通过量。0.36、1.18筛孔确保筛尽。表（2）191652.30.150.075材料配合比通过百分率（%%）B21001000.10000B310010010090.70.100B410010010010094.158.542.62313.24.6粉10010010010010010099.89690.686.8矿料混合料配合比（%）B20.25252500000B30.252525250.4000B40.404040404037.623.4粉0.10101010101010矿料混合料级配规定值【1】混合料10010098.27451.334.227.418.814.310.5上限10010010090705034251815下限100100100704528191275集料的磨耗、压碎值、针片状、砂当量、含泥量等均应每批次抽检一次，试验方法依据《公路工程集料试验规程》,各项试验结果均应达到要求。1.2、改性乳化沥青改性乳化沥青占混合料的10%～20%,是由乳化剂、改性材料和沥青经过特殊的工艺和专用设备加工制成的。其质量和性能是微表处工艺中的关键因素[3]1.2.1、施工中使用的沥青应定期取样，并委托专业试验室进行专项技术鉴定.施工初期某生产厂家的乳化沥青蒸发残留物中软化点值过低，只有52℃，经和生产厂家联系协商调整，最终确定了乳化沥青有关技术指标。见表（3）1.2.2、施工前贮存罐内的改性乳化沥青上下密度应保持一致，因下雨天及其它原因停工，乳化沥青不能及时使用，罐内的改性乳化沥青采取抽吸循环或倒出作，保持乳化沥青的稳定性及均匀性。为避免乳化沥青在工地现场贮存时间过长的现象发生，在施工组织上要做好统筹安排，以保证了乳化沥青施工时的优良品质。1.2.3、乳化沥青与矿料的裹附性每批次应进行一次抽检，整体来看除个别车次外，均能达到技术要求。表（３）：检测项目要求【1】调整后实际案例例筛上剩余量（%）≤0.1≤0.01赛波特粘粘度（S）20～10037蒸发残留留物含量（%）≥6264.4蒸发残留物性质针入度（1000g.225℃.5s）(mm)40～9068软化点（℃）≥6062延度（25℃）((cm)≥40≥150溶解度（三氯乙乙稀）（%）≥97.5≥99弹性恢复（%）76储存稳定性1d（%）＜1＜11.3、微表处混合料由集料、填料、乳化沥青、外加水、添加剂组成.配合比试验我们委托东南大学进行，实际施工过程中根据湿度、气温、原材料的变化，做出相应的调整。1.3.1、在进行微表处混合料中的沥青含量检查时,取样可在摊铺过程中直接从出料口取样，取样的厚度应该一致，不可变化太大.经对比性试验，10cm和1cm的厚度油石比值差约0.5个百分点。1.3.2、摊铺过程中取代表性试样二份，第一份直接用于离心式抽提仪进行抽提试验,方法依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0722-1993的规程操作.清洗液全部用离心式分离机进行矿粉的测定.第二份则用于微表混合料中含水量的测定.根据含水量再扣除第一份抽提用料中水的质量,最后得到的油石比换算成乳化沥青的质量,即可确定乳化沥青在混合料中的用量。在微表处混合料中乳化沥青含量测定这个问题上我们由于试验仪器条件限制，无法扣除除乳化沥青之外的水，就采取了先全部扣除，再还原的方法，从而推算出乳化沥青的用量，此种实践试验方法与北京科氏沥青试验室所采用的燃烧法得出的结论基本一致。1.4、现场检测稀浆混合料配比的控制除了每天的混合料筛分+抽提外，每天日消耗原材料量的统计也能有效地反映出配合比的情况，可用两种方式相互检查。1.4.1、摩擦系数、构造深度、平整度的检测按部颁标准频率进行检测，平均摩擦系数为50BPM以上、构造深度在0.8mm以上、平整度都在1.0mm以下。均达到施工设计要求。1.4.2、外观质量都符合下列要求：1）、表面平整、密实、无松散、无轮迹；2）、纵、横缝衔接平顺，外观色泽一致；3）、表面粗糙、无光滑现象、无流出摊铺范围外的稀浆混合料。1.5、全线建立观测点五处，进行质量跟踪。2.施工过程控制微表处稀浆封层具有冷态施工、降低能耗、符合环保。对沥青面层早期病害有预防和修复作用,能很好的起到防止水侵蚀、延缓反射裂缝，延长使用寿命的特点。但这一切都是建立在施工质量得到保障的前提下的。而质量的保障除了实验室配比、原材料的优劣外；更取决于一支高素质、责任心强的施工队伍；取决于对微表处稀浆封层的熟练掌握、施工经验及施工技巧[4]。2.1原路面处理施工前对车辙超过10mm、拥包、坑槽、松散等影响路面强度的路段预先统一处理后才施工；施工前清洁路面，提高稀浆混合料与原路面的粘结性。2.2施工机械计量调试三台施工摊铺机械施工前的矿料、填料、乳化沥青、水、添加剂排料门的计量标定是直接关系到实验室配比结果转换成功与否的关键。在施工间歇期间我们复核了二次。保证了实验室配比在施工中顺利贯彻执行。2.3摊铺机操作手的问题摊铺机操作手通过观察能够准确地判断稀浆的稠度，并做出正确的调整。对稀浆混合料是否稳定及拌合比例是否恰当，均能做出正确的判断，操作手不仅需要有很高的操作技巧和对标定原理、标定方法的掌握；更应有强烈的责任心。在实际施工过程中我们发现有为赶速度擅自调大矿料出口宽度的操作手，不管此人多么有操作经验，坚决换下。作为能独立负责现场工作的岗位，质量意识远比工作经验来得重要。2.4施工的外部环境尽管微表处稀浆封层有着施工方便、经济、快速的特点；但外部的施工环境也很重要，在气温10℃以下、路面有积水或铺筑后成型期内将下雨的天气不施工，原路面的病害如唧浆、裂缝、坑槽等未修复好之前不宜施工[4]。2.5关于夜间施工；我们认为应尽量避免，因条件限制必须夜间施工的，就必须通过实验室破乳速度试验的模拟，掌握稀浆混合料最佳养生固化成型的时间。并充分做好夜间施工照明和夜间施工的交通管制。2.6开放交通的时机综合实验室乳化沥青稀浆封层混合料固化时间试验、地表温度、风力、天气、现场等诸多原因，决定开放交通时间。结语：微表处的施工相对于普通热拌沥青砼要简便，但对于原材料的要求很高，施工控制也更加严密，稀浆混合料摊铺的和易性与稀浆的稳定性之间的矛盾，如何解决是工程质量的关键所在。矿料的含水量、乳液中的水、外加水、施工的空气湿度，这些有关水的因素，如何控制并加以利用，更是一个值得深入探讨的课题。参考文献InternationalSlurrySurfacingAssociation(ISSA),ISSADesignTechnicalBulletinsA105,A143,May2003,P3~4.InternationalSlurrySurfacingAssociation(ISSA),Inspector’sManual,2001.虎增福主编.乳化沥青及稀浆封层技术.北京：人民交通出版社，2001.InternationalSlurrySurfacingAssociation(ISSA),AGuideToQualityConstructionofISSA.Micro-Surfacing(QualityControl),2001.AboutthequalitycontrolmethodofMicrosurfacingduringtheconstructionofHu-ningExpresswayAbstractMicrosurfacingisoneofthenewestandmostperfecttechnologiesofroadsurfacepreventivemaintenanceinrecentyearsabroad.Ithasstrongmarketdemandandbroadapplicationprospects.ThisarticlemainlyintroducestheapplicationofMicrosurfacingtechnologyinHu