稀浆封层关键技术研究.doc

稀浆封层关键技术研究李磊1，汪磊2（1. 山西交科公路勘察设计院，太原 030006；2. 中交二航局第二工程有限公司，重庆 400054）摘 要：以稀浆封层技术为研究对象，对其工作机理、技术特性、配合比设计及施工工艺等关键技术进行研究。研究成果可以有效地指导稀浆封层技术的应用，具有一定的工程价值。关键词：稀浆封层；技术特性；配合比设计；施工工艺Study on the Key Technology of Slurry Seal CoatLi-Lei1, Wang-Lei2(1. Jiaoke Highway Survey & Design Institute of Shanxi，Taiyuan 030006；2. China Communications 2nd Navigational Bureau 2nd Engineering Company，Chongqing 400054)Abstract: Taking the slurry seal coat as an object of study, key technologies such as the working principle, technical characteristics，material requirement and construction technology are studied. The research results can guide the application of slurry seal coat technology effectively, and play an important role on the practical project.Key words: slurry seal coat；technical characteristics；proportioning design；construction technology1 稀浆封层机理与特性1.1机理稀浆封层技术是利用乳化沥青、骨料、矿粉、水泥、水、添加剂等物料，集中载于稀浆封层机，并通过封层机本身实现按一定的比例拌和成糊状流动均匀的稀浆混合物，并将其均匀摊铺到路面上，形成密实、坚固、耐磨的表面封层。该封层凝固快，施工数小时内就可以开放交通，通过交通车流量的反复碾压后，表面自然光滑平整并且增加了密实度。1.2稀浆封层特性（1）乳化沥青与矿料的吸附性当选用阳离子乳化沥青时，由于沥青乳液中的沥青微粒表面带有正电荷，湿矿料表面带负电荷，乳化沥青微粒与矿料接触时，由于异性电荷相吸的原因，沥青微粒可透过矿料水膜牢固地吸附在矿料表面，将矿料表面及沥青乳液中的水离析出来，稀浆固化主要靠离子电荷的吸附作用。当选用阴离子乳化沥青时，在拌和稀浆前，先在矿料中加入水泥或石灰粉，再加水拌和后，矿料表面附有钙、镁离子，表面带有正电荷，可与沥青微粒表面的负电荷产生异性吸附作用，沥青与矿料的粘附力提高很大。（2）乳化沥青与矿料的裹覆性沥青乳液同矿料拌和时，沥青乳液的粘度越低其流动性越好，沥青对矿料的裹覆性也越好。沥青稀浆加水拌和时，加入的水降低了沥青乳液的黏度，使之有更好的流动分散性，加之沥青微粒与矿料表面的离子吸附作用，能使沥青微粒完全裹覆在所有矿料的表面上，形成一定厚度的沥青薄膜，使沥青在骨料表面均匀分布，形成既有足够的结构沥青粘附矿料，又无过多的自由沥青降低稀浆封层的热稳性。（3）稀浆封层与原路面的粘结性稀浆混合料中含有较多水分，具有良好的流动性，稀浆中沥青微粒与矿料又有牢固的粘附力。沥青稀浆摊铺时，只要原路面扫净润湿，稀浆中沥青微粒能与原路面上露出的矿料很好粘结，稀浆并能渗透到路面缝隙中去，加强了与原路面的结合。（4）稀浆封层具有良好的防水性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。铺筑稀浆封层后，对路面或桥面具有良好的防水作用，地表雨水不能渗透，地下水不能迁移。由于稀浆有良好的流动性，能灌满原路面的裂隙，可起到封闭路面裂缝作用。2 稀浆封层混合料配合比设计2.1选择封层类型细粒式封层一般厚度为23mm，适用于封闭裂缝，填补缝隙，修补表面侵蚀，提高路面的抗滑与防水能力，常用于高等级公路路面下封层及轻型交通量道路的表面封层，碎石基层的透层和保护层，对于基层稳定的路面，可用做磨耗层。中粒式封层厚度一般为46mm，适用于中型交通量、路面平整度较好、路面贫油及轻微网裂路面。中封层不但可以治愈裂缝，还可以通过粗骨料形成骨架结构修补面层的松散、开裂和老化，改善中等交通量道路和重交通道路的耐磨、抗滑性能。此结构还可以用于沥青路面磨耗层或稳定类基层的封层。粗粒式封层适用于高速公路预防性粗封层及重交通量道路的路面，也可在半刚性基层和旧有街道上做双层铺设，即先做一层粗封层后，再加铺细封层。2.2确定集料级配组成集料的级配按其最大粒径不同分为粗、中、细等3种，各种级配应满足表1要求。表1 稀浆封层3种集料级配及材料用量表筛孔孔径/mm通过百分率/%细封层中封层粗封层3/8101001001004510090100709082.59010065904570161.2659045702850300.6406030501934500.32542183012251000.15153010217182000.0741020515811养护后封层的最大厚度/mm2358811干集料用量/（kg/m2）2.25.45.48.18.113.6油石比（以干骨料百分率计）/%10167.513.56.5122.3确定加水量稀浆封层施工要求稀浆混合料保持适宜稠度与和易性，因而必须严格控制预加水量。预加水量应是干集料质量的6%11%，当低于6%时，混合料不宜于摊铺（太稠），当高于11%时，混合料易发生离析（太稀），一般预加水量控制在9%为宜，但要根据施工气温、风速、湿度、原路面状况以及施工条件等情况作适当的调整。另外，由于沥青乳液含有35%40%的水，因此，稳定的稀浆混合料的总含水量正常控制在干集料重的12%20%的范围内。加水量要根据集料的性质、湿度与级配确定，可加入不同水量检测稀浆混合料的稠度，从而确定满足施工摊铺需要的最佳用水量。2.4确定乳液用量稀浆混合料中乳液用量以湿轮胎磨耗试验确定，试验时乳液用量可按油石比参考换算确定，并间隔1%乳液用量变化配合比，至少做5组湿轮磨耗试验，每组不少于3个试件。根据试验测定的湿轮磨耗值，绘制乳液用量磨耗值关系曲线。设计乳液用量一般要根据路面状态、气候、风速等具体情况，在满足湿轮磨耗试验值的乳液用量范围内，确定最适宜的乳液用量。2.5确定填料用量填料种类和用量应根据具体施工条件以及要求养护、开放交通时间确定，一般水泥用量0.5%1.5%可以取得较满意的效果，具体用量应以稀浆混合料的初凝时间和固化时间试验确定。2.6稀浆混合料的技术标准稀浆混合料按技术标准规定的试验方法进行检验，各项技术指标应满足表2的要求。表2 稀浆混合料技术指标项目技术指标稠度/mm2030初凝时间/h3固化时间/h4湿轮胎磨耗值/（g/cm3）800稀浆封层混合料由乳化沥青、外加剂、填料、集料和水等基本材料组成，常用工程材料配比见下表3，混合料的施工配合比应通过试验来确定。表3 稀浆封层混合料基本组成配比材料名称乳化沥青外加剂填料集料水组成配合比(% )102024131005153 稀浆封层施工工艺与质量控制3.1稀浆封层施工工艺一般情况下稀浆封层施工采用以下程序进行，见图1。（1）稀浆封层摊铺将摊铺机装料，开至施工现场，调整好车位和方向，调整摊铺箱的摊铺厚度与拱度，并使其周边与基层面紧贴，操作手再次确认各料门的高度与开度，确认各项准备工作完备后，指挥人员便可通知机驾人员依次开动发动机、拌缸和螺旋分料器，打开各料门控制开关，尽可能使矿料、集料、水、乳化沥青同时进入拌缸。一般情况下，刚开始流出的稀浆应废弃，待稀浆正常流出后，调节流向，使之能较均匀地流向摊铺箱的左右两侧。当稀浆较为均匀地分布于摊铺箱后，摊铺车缓慢启动，匀速前进，行进速度一般为1.53.0km/h，保持稀浆生产量与摊铺量基本一致，使稀浆混合料基本保持为摊铺箱容积的1/2左右，辅助人员应紧跟摊铺机，随时对缺陷处进行处理。人工处理的重点是起点、终点、纵向接逢、过厚过薄或不平整处，尤其对超大粒径矿料产生的刮痕，应尽快清除并填平。当摊铺机上任何一种料用完或施工断面结束时应立即关闭所有材料的控制开关，待箱中混合料摊完后提箱，清理接头，不连续施工时及时清洁拌缸和摊铺箱。（2）稀浆封层碾压为了保证封层达到防渗要求，在混合料初凝后要用57吨的轻型轮胎压路机进行12遍的碾压，开始碾压的时间要视天气气温和稀浆中乳化沥青的破乳时间而定，一般认为乳化沥青刚破乳后即进行碾压效果最好，待封层表面完全固化后即可开放交通。现场勘测、方案选择路段整修施工放样试验路铺筑配合比确定原材料选择机具调试系统标定制定实施方案、确定质量参数稀浆封层施工材料进场检验机具人员组合初期养护开放交通施工质量控制交工质量验收图1 稀浆封层施工工艺流程图3.2稀浆封层施工中的质量控制稀浆封层施工质量的好坏，将对道路的整体施工质量产生重要的影响，稀浆混合料在实验室完成配合比设计后，施工中严禁随意改动，只有加水量可以根据施工环境、天气气温等具体情况的变化进行小幅调整。（1）加水量的控制科学控制稀浆混合料的稠度是保证稀浆封层施工质量的前提条件之一。因为加水量的多少直接关系到稀浆的施工和易性、与基层路面的黏结强度、混合料中的沥青分布等，对施工质量有很大的影响，如稀浆过稠，则流动性差、不易摊铺、破乳时间过早、无法保证摊铺质量。加水太多，稀浆的稳定性就会降低，造成粗颗粒下沉、沥青上浮的离析现象，从而造成封层与基层的黏结降低，而表面的沥青含量又过高，封层越厚的现象就越明显。具体施工中，也可以通过坍落度实验进行判定，一般要求稀浆混合料的坍落度23cm。（2）稀浆混合料的用量稀浆混合料的用量决定了铺层的厚度，而铺层的厚度通常约为90%筛孔通过率的最大集料粒径，厚度调节过薄，则橡皮刮板的压力太大，容易刮住粗集料而形成刮痕。摊铺箱中的混合料过少，还会产生局部的横向波浪。厚度太厚，则稀浆材料容易流动，边部不齐整，也容易离析。因此，适当调整混合料用量对控制封层摊铺厚度和质量也至关重要。（3）接缝处理纵缝的处理非常关键。在先铺设的接缝处进行洒水预湿处理，有利于两车稀浆混合料的连接，通常是先用橡胶刮耙刮平，再用扫帚扫平，使接缝变得平顺。在横缝处，摊铺车辆通常倒回横缝35cm的距离再开始下一车的摊铺。接缝的处理应尽快进行，必须于破乳前结束，施工中应尽量减少纵横缝的数量。（4）密切注意天气情况稀浆封层施工前应密切注意天气情况，因为新铺筑的封层如果被雨淋，将造成乳化沥青的严重流失，对稀浆封层的质量极为不利，所以应严禁雨前铺筑稀浆封层。（5）稀浆封层的外观质量稀浆封层外观质量必须满足以下要求：表面平整、密实、无松散、无轮迹；纵横缝衔接平顺，外观色泽均匀一致；与构造物接头处衔接平顺、无空缺、无污染，摊铺范围以外无流出的混合料；总体表面粗糙无光滑现象。4 结论稀浆封层是应公路养护技术发展和高等级公路发展之急需而产生的一项新技术。工程实践证明，稀浆封层技术无论是对旧路面或新建路面，无论是对低等级道路或高等级公路，无论是对城市道路或乡村地方公路，都可以适用，并具有显著的经济社会效益。因此，稀浆封层技术在我国公路建设和养护中的作用和地位必将得到进一步的提高，使用面积将会迅速扩大，具有十分广阔的推广应用前景。参考文献1 张世平.乳化沥青稀浆封层技术.铁道建筑,2005（12）:79802 张海英,张雪华,肖鹏.某二级路稀浆封层混合料配合比设计.交通标准化,2006(2/3): 91933 谢祖平,杨文欢,陶立.沥青路面稀浆封层预养护技术的