小白 浅谈稀浆封层车辙修补技术在高速公路中的应用

浅谈稀浆封层车辙修补技术在高速公路中的应用 摘 要：由于在道路建设中应用广泛，随着沥青路面的增加，沥青路面 早期病害也越来越引起人们的重视。本文简要说明了沥青路面车辙病害的原因 分析及补救措施，并具体提出稀浆封层国内外新型养护技术对车辙进行修补。 关键词：车辙、补救措施、稀浆封层、施工、养护 引 言 由于高速公路渠化交通等因素的影响，车辙病害已成为高速公路主要病害 之一。在行车荷载尤其是重载车辆的重复作用下，高速公路形成车辙较快，当 车辙达到一定深度时，由于辙槽内积水，极易发生汽车飘滑而导致交通事故。 改性乳化沥青稀浆封层作为国内新兴的一门养护技术，被广泛应用于高速公路 各种早期病害的预防。近几年来通过技术改进，把改性乳化沥青稀浆封层用于 高速公路车辙的修补。从实施的效果看，高速公路车辙修补技术能够有效处理 和防治车辙病害，经济合理，快速有效。 1. 依托工程 中国驻埃塞俄比亚援助项目“X X 路”工程主体已经基本通车，目前仅剩余 人行道、匝道等收尾工程。由于雨季等因素而使工程工期短，任务重。在沥青 面层施工时，已进入梅雨季节。由于施工现场受温度影响，给沥青面层施工带 来了诸多不利因素。 2. 车辙病害调查及修补方案 2.1 车辙病害调查及修补方案，影响沥青路面车辙形成的主要因素有以下几 个方面。 2.1.1 沥青混合料：现行的沥青路面设计的主要依据指标是沥青混合料的 强度，其取决于混合料的粘结力和内摩擦角，增加内摩擦角和矿料等颗粒间的 嵌挤作用可以提高沥青混合料的抗剪稳定性。 2.1.1.1 材料性质：沥青粘度越大，沥青与矿料之间的粘附越好，从而会提 高混合料的高温稳定性，因此要选用粘度大的沥青和非酸性矿料以提高混合料 的高温稳定性和强度，以便提高的抗车辙能力；沥青改性是一种提高沥青高温 稳定性的有效手段，据佐治亚洲的加载车轮检测结果证明，改性沥青混合料同 标准混合料相比车辙深度有明显减少。采用洁净坚硬的碎石，硬度大、棱角尖 锐的砂以及高质量的矿粉对于抵抗永久性变形十分有利。在整个矿料混合料中 对沥青温度稳定性影响最大的是矿粉，用石灰岩和冶金矿渣制成的矿粉掺拌的 沥青混合料有较高的高温稳定性能。 2.1.1.2 交通荷载及气候条件：货车超载是目前引起车辙的主要原因之一， 现行公路沥青路面设计规范 （JTJ014-97) 的标准轴载是 100KN，轴载换算适 用单轴轴载小于 130KN 的车辆。而实际上，货运汽车的轴载已远远超过汽车和 公路的设计值，以致 400KN 以上的轴载已不鲜见，大大减少了道路使用寿命。 温度也是导致沥青混凝土弹性模量降低的主要因素。要到得改善，必须要有合 理的结构组合设计及最优配合比设计，从底基层到面层要有合理的技术参数及 足够的承载力。在施工过程中温度一定要控制到最佳温度。 3.稀浆封层混合料原材料 3.1 乳化沥青 乳化沥青是将沥青加热溶化后，经过机械的作用，以细小的微粒状态 分解于含有乳化剂的水溶液中，形成水包油状的沥青乳液。在我国相应技术规 范当中，按照用途分为喷洒型和拌合型乳化沥青；按电荷的不同，乳化沥青可 分为阳离子、阴离子和非离子乳化沥青；按照破乳速度的快慢，乳化沥青可分 为快裂（RS） 、中裂(MS)、慢裂（SS）三种。 乳化沥青的主要技术指标要求 根据公路沥青路面施工技术规范及当地气候条件，稀浆封层乳化 沥青主要技术要求见下表 1 表 1 稀浆封层乳化沥青主要技术要求 种类 试验项目 单位 BC-1 BCR 试验方法 筛上剩余量（1.18mm 筛） 0.1 0.1 T0652 电荷 阳离子正电() 阳离子正电 () T0653 恩格拉粘度 E25 230 330 T0622 沥青标准粘度 C25，3 s 1060 1260 T0621 蒸发残留物含量 55 60 T0651 针入度（100g，25,5s） 0.1mm 45150 40100 T0604 延度（5） cm 20 延度（15） cm 40 T0605 软化点 53 T0606 蒸发残留 物性质 溶解度(三氯乙烯) % 97.5 97.5 T0607 1d % 1 1贮存稳定 性 5d % 5 5 T0655 注：1 粘度可选用恩格拉粘度计或沥青标准粘度计之一测定。 2. 当用于填补车辙是，BCR 蒸发残留物的软化点宜提高不得低于 55。 3, 乳化沥青类型根据集料品种及使用条件选择。阳离子乳化沥青可适用各种集料品种；阴离子乳化 沥青适用于碱性石料。乳化沥青的破乳速、粘度宜根据用途与施工方法来定，为了增强乳化沥青与石料的 粘结力，缩短乳化沥青破乳时间，可添加普通硅酸盐水泥。 4. 存储稳定性根据实际情况选择试验天数，通常采用 5d，乳液生产后能在第二天使用完时也可以选 用 1d。个别情况下乳化沥青 5d 的存储稳定性难以满足要求，如果经搅拌后能达到均匀一致并不影响正常 使用，此时要求乳化沥青运到工地后存放在附有搅拌装置的存储罐内，并不断的经行搅拌， （存放期间不 离析、不破乳为宜）否则不准使用。 3.2 矿 料 稀浆封层应选用坚硬、粗糙、耐磨、洁净的集料，选好的集料需要通过 4.75mm 筛的合成矿料的砂当量不得低于 50%。 3.2.1 稀浆封层用粗细集料应符合表 3.2.1 a 和 3.2.1 b 的技术指标及矿料级 配 3.2.1 c。 表 3.2.1a 稀浆封层混合料粗集料质量技术标准 高速公路及一级公路指 标 单位 表面层 其他层次 其他等级公 路 试验方 法 石料压碎值，不大于 % 26 28 30 T0316 洛杉矶磨耗损失，不大于 % 28 30 35 T0317 表观相对密度，不小于 2.60 2.50 2.45 T0304 吸水率，不大于 % 2.0 3.0 3.0 T0304 坚固性，不大于 % 12 12 T0314 针片状颗粒含量，不大于 其中粒径大于 9.5mm，不大于 其中粒径小于 9.5mm，不大于 % % % 15 12 18 18 15 20 20 T0312 水洗法0.075mm 颗粒含量，不大于 % 1 1 1 T0310 软石含量，不大于 % 3 5 5 T0320 注：1. 坚固性试验可根据需要进行。 2. 用于高速公路、一级公路时、多孔玄武岩的视密度可放宽至 2.45t/m3，吸水率可放宽至 3%，但 必须的到建设单位的批注，且不得用于 SMA 路面。 3. 对 S14 即 35 规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求， 0.075mm 含量可放宽到 3%。 表 3.2.1.b 稀浆封层混合料用细集料质量要求 项 目 单位 高速公路、一级公路 其他等级公路 试验方法 表观相对密度，不小于 2.50 2.45 T0328 坚固性(0.3mm 部分)，不小于 % 12 T0340 含泥量(小于 0.075mm 的含量)，不大 于 % 3 5 T0333砂当量，不小于 % 60 50 T0334 亚甲蓝值，不大于 g/kg 25 T0349 棱角性(流动时间)，不小于 % 30 T0345 注：坚固性试验可根据需要进行 表 3.2.1.c 稀浆封层矿料级配 通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）级配类型 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 细封层 100 90100 6590 4065 2542 1530 1020 中封层 100 90100 6590 4570 3050 1830 1021 515 粗封层 100 7090 4570 2850 1934 1225 718 515 3.3 水 水在稀浆封层混合料中主要起稀释作用，用改变加水量来保证稀浆混 合料要求的稠度，为保证良好的摊铺状态，不得出现稀浆离析流淌形象，否则 会影响封层质量。 注：1. 水中不应有漂浮明显的油脂和泡沫，及有明显的颜色和异味。 2. 严禁用未经处理过的海水。 3.4 外加剂 添加剂的主要作用是调节稀浆封层混合料可拌和时间、破乳速度、开 放交通时间等施工性能,并在一定程度上改变混合料的路用性能。常用的添加剂 包括无机盐类添加剂、有机类添加剂等。 3.5 填料（水泥） 水泥用作稀浆填料有以下作用：调解破乳时间，对于 EM76 和 C450 乳化剂来说加水泥对 C450 是延长破乳时间，对 EM76 是缩短破乳时间；提高 沥青和骨料的粘结力；调解骨料级配，改善混合料的和易性。 四 稀浆封层技术施工准备 4.1 稀浆封层施工前，原路面应进行的准备工作。 原路面必须要有足够的强度。原路面宽度大于 5mm 的裂缝应进行灌缝处理； 原路面局部破损（如坑槽、松散等）应彻底挖补；车辙深度超过 10mm 应事先 进行填补或挖补； 4.2 清洁表面, 上述不合格的地方修补合格后，对预定加铺稀浆封层路段的 全部表面，应事先将所有的杂草、松动的材料、泥块以及任何其它障碍性的物 资加以清除，人工清扫、机械清扫、空气吹扫或水冲等，一定要达到原路面清 洁。当原路面空隙率很大或透水性太高时，应避免用水冲洗，可采用高压气吹 得方法处理。 4.3 原路面为沥青路面时，一般不需喷洒粘层油。原路面为非沥青路面， 应预先喷洒粘层油。用于半刚性基层沥青路面的下封层时，应首先在半刚性基 层上喷洒透层油。所用的粘层油为同一种离子型的乳化沥青，沥青含量不超过 50%，其洒布率为 0.2-0.5km/，但洒布量切忌不可过大；以防止稀浆封层铺筑 后渗油。稀浆封层施工应在喷洒的粘层乳化沥青完全破乳后才可进行。 4.4 洒水预湿, 在炎热干燥的天气，临近摊铺之前喷洒少量水以湿润原 路面的做法是值得推荐的，这样有利于稀浆与原路面的粘结，保证稀浆的相对 稳定性,利于稀浆的摊铺成形. 洒水量以路面湿润为标准，保证不得让原有的路面 上有积水现象。路面湿润后立即施工. 五 稀浆封层修补施工技术 5.1 稀浆封层施工工序 一般稀浆封层施工采用以下程序； 原路面检测修补原路面病害封闭管制交通清扫路面放线 画线摊铺修补修边早期养护开放交通 5.2 稀浆封层修补技术施工方法 5.2.1 修补技术为：人工摊铺施工程序 人工摊铺通常是机械不能施工小面积的地方.。先将矿料和填料倒置小翻车 拌均匀，再加上水和添加剂然后加入乳化沥青快速拌合，直到没有花白料为止； 稀浆混合料拌好后立即摊铺，并刮平；施工结束后应马上清洗所有的工具。 5.2.2 对特殊问题处理（接缝）及养护 纵向接缝与摊铺方向及路线平行，是一条很长的线，会直接影响封层的外 观，在先铺筑的接缝处进行预湿水处理有利于二次稀浆混合料的连接，用刮耙 将接缝处的突出部分处理，整平、干净；横向接缝应该是一车一道，假如接缝 越多就会影响外观，要尽可能减少横接的数量，保证防止水分下渗和平整的外 观。 稀浆混合料铺筑后，在开放交通前禁止一切车辆和行人通行；稀浆封层应 适用轮胎式压路机，轮重 4.5t，在碾压过程中应从中间往两侧扩展，碾压次数 为 5 个往返；碾压速度应在 5-8km/h。碾压后将会对封水起到更好的作用，混 合料能够满足开放交通。 六、经济和社会效益分析 6.1 经济效益 主要是跟铣刨路面进行经济计算，计算其经济效益。 6.2 社会效益 改性乳化沥青稀浆封层车辙修补几乎不受阴雨或低温季节影响，雨后可立 即施工，不需等待骨料与路面晒干，所以能减少雨后的停工生活费和机械的停 机台班费等。同时延长了可施工时间，能够及时改善路况，提高运输效率，节 约运输时间，减少车辆、商品在途费用，其经济效益和社会效益是不可估量的。 改善施工条件，减少环境污染。热沥青在施工时由于要保持较高的温度， 需要不断地加热，加重了施工的劳动强度，大量高温的沥青烟，危害着工人的 身体健康，同时还对