市政道路钢纤维微表处施工技术报告.doc

湖南省工程建设工法关键技术评估审定申请书关键技术类别： 1、房屋建筑工程 2、土木工程 3、工业安装工程 关键技术名称： 市政道路钢纤维微表处施工技术 完 成 单 位： 湖南东方红建设集团有限公司 湖南中大建设工程检测技术有限公司 主要完成人： 谢乘勇 郑智洪 雷军军 吴亚萍 张何猛 湖南省住房和城乡建设厅二一二年制目 录一、 湖南省工程建设工法关键技术评估审定申请书二、 工程建设工法关键技术评估审定申请表三、 技术报告四、 工法关键技术获奖、获专利情况五、 关键技术没有国家或、行业或地方标准情况说明六、 企业级工法批准文件和评审意见七、 工程应用证明八、 经济效益证明九、 科技查新报告十、 反映实际施工中操作的图片湖南省工程建设工法关键技术评估审定申请书关键技术类别： 1、房屋建筑工程 2、土木工程 3、工业安装工程 关键技术名称： 市政道路钢纤维微表处施工技术 完 成 单 位： 湖南东方红建设集团有限公司 湖南中大建设工程检测技术有限公司 主要完成人： 谢乘勇 郑智洪 雷军军 吴亚萍 张何猛 湖南省住房和城乡建设厅二一二年制工程建设工法关键技术评估审定申请表关 键 技 术中 文 名 称市政道路钢纤维微表处施工技术限32个汉字 申请鉴定单位单位名称湖南东方红建设集团有限公司联 系 人郑智洪E-邮政编码410217联系电话12信地址湖南长沙市河西麓谷工业园双东路1号成果有无密级( 0 )0-无； 1-有密级( 1 )1-秘密； 2-机密； 3-绝密关 键 技 术 主 要 内 容 简 介（注明保密点及授权专利情况）1.应用领域和技术原理1.1本技术适用于高速公路的抗滑表层和车辙处理；城市快速路和主干路的表面抗滑和美观处理；治理水泥路面表面磨光、露骨和提高其平整度；小区、停车场路面，可以耐磨、抗变形，减少集料的飞散量；立交桥和桥梁桥面，特别是钢桥面铺装后的病害治理、改善表面状况。1.2 钢纤维微表处采用MS-2型级配，起到提高黏结力和抗疲劳性能的作用；采用MS-3型级配，起到耐磨耗、封水、防水的作用。摊铺稀浆混合料后，水泥凝结固化、改性乳化沥青破乳互成条件产生强度，形成了立体网状结构的有机水硬性材料，可有效提高其路用性能。改性乳化沥青采用阳离子慢裂快凝型乳化剂，可以保证可施工时间，满足快速开放交通的要求。2.性能指标2.1混合料配合比设计设计步骤如下：A、稠度试验，稠度试验是测定混合料的稠度，以检验其摊铺和易性，一般要求23cm，小于2cm时用水量偏少，大于3cm时则用水量偏多，一般要求总的含水量为12%20%。B、拌和试验，拌和试验是用来测定微表处混合料可拌和时间及摊铺后的初凝时间，以便为确定微表处混合料最佳沥青用量与水泥用量提供依据。若混合料初凝时间太长，将推迟开放交通的时间；而如果可拌和时间太短，则难以保证混合料质量，甚至导致摊铺困难，要求可拌时间大于120秒。C、湿轮磨耗试验，湿轮磨耗试验是模拟轮胎与路面的磨耗作用，检验微表处混合料配合比，尢其是沥青用量是否足以满足行车磨耗的要求，是控制最小沥青用的重要指标，要求1小时浸水磨耗小于540g/m2、6天浸水磨耗小于800 g/m2 。D、负荷轮碾压试验，本试验是为了控制沥青用量的上限，以防止沥青用量过多而造成泛油，以至使路面形成波浪形，要求粘砂量不大于450 g/m2。E、粘聚力试验，粘聚力试验是测定混合料在一定压力下不同时间段的最大扭矩，以此判断微表处的固化时间，确定养护和开放交通的时间，初凝时间要求不小于1.2N.m，开放交通时间要求不小于2.0N.m。2.2改性乳化沥青改性乳化沥青黏度以恩格拉黏度为准，条件不具备时也可采用沥青标准黏度。必须选用阳离子型聚合物改性的乳化沥青，改性剂的剂量（改性剂有效成分占纯沥青的质量百分比）不宜小于3%。3.与国内外同类技术比较，关键技术的创新性、先进性3.1 与热拌沥青混合料相比，钢纤维微表处能够减少桥梁恒载，保护桥梁主体，延长桥梁的使用寿命。若按双向4车道20m宽的桥面，500m桥梁跨径计算，超薄铺装层可减少桥面铺装层自重1000t以上。3.2 易于养护、维修成本较低。钢纤维微表处技术摆脱了许多年旧路面养护只能依靠热拌沥青混合材料铺筑的单一模式，降低了工程成本，这与热拌沥青混凝土铺装层的养护维修相比，较大降低了养护维修成本，而且其施工工艺简单，施工速度快，对交通的影响小。4.直接经济效益和社会效益4.1 显著降低了工程造价。据估算，在路面整个生命周期内进行次的为徼表处预防性养护可以长使用寿命10-15年，节约养护费用 35%45%。而钢纤维微表处比普通微表处增加的成本计算如下：对于我国微表处中矿料用量大致在15kg/m222kg/m2范围内，假设按20 kg/ m2计算，钢纤维添加量按矿料的0.5计算 ，目前市场价大致在12元/kg,那么每平方米钢纤维微表处比普通微表处增加的成本计算如下：200.5121.元即每平方米钢纤维微表处成本仅比普通微表处增加1.2元，普通微表处造价一般在元左右，那么钢纤维微表处成本仅比普通微表处增加8，但提高路面的耐久性，具有很好的经济效益。4.2 社会环境效益，钢纤维微表处像普通微表处一样在常温下施工 ，不需要加热 ，节约能源，且其施工具有交通管制时间短、迅速开放交通等优点，特别适用于交通量比较大的路面养护，由于采用了冷态施工，能够改善施工条件，不受施工季节的控制；施工方便，封闭交通时间短，能够确保车辆的通行，提高车辆的能行率。5.推广应用范围、条件和前景及存在的问题和改进意见5.1 本技术适用于高速公路的抗滑表层和车辙处理；城市快速路和主干路的表面抗滑和美观处理；治理水泥路面表面磨光、露骨和提高其平整度；小区、停车场路面，可以耐磨、抗变形，减少集料的飞散量；立交桥和桥梁桥面，特别是钢桥面铺装后的病害治理、改善表面状况。5.2 钢纤维微表处相比于热沥青混凝土来说，节省了大量沥青和石料的用量，造价相对较低。钢纤维微表处技术可以节约大量能源，保护生态环境，符合社会与生态的可持续性发展理念。因此，钢纤维微表处以其优良的使用性能和显著的社会效益、经济效益和环境效益，具有广阔的应用前景。技术资料目录一、技术报告 1、技术原理与工艺流程 2、技术操作要点 3、性能指标 4、实施效果与创新点5、工法关键技术水平（与国内外同类技术水平进行比较，突出重点、难点和创新点，说明先进性）6、关键技术应用工程名称及时间，应用效果，工法成熟、可靠性说明（工法工程应用少于3项时说明）7、推广应用的范围、条件，与同类技术比较，该项关键技术推广应用前景及经济、社会效益和节能环保效益。二、工法关键技术获奖、获专利情况（复印件）三、关键技术没有国家或、行业或地方标准情况说明四、工程应用证明（复印件）（工法应用工程名称及时间）五、科技查新报告（复印件）六、反映实际施工中操作的图片和录像资料以上资料连同本申请表一并装订成册主 要 研 制 人 员 名 单序号姓名性别出生年月技术职称文化程度(学位)工作单位对成果创造性贡献1谢乘勇男1979.5工程师本科湖南中大建设工程检测技术有限公司主编2郑智洪男1981.9工程师本科湖南东方红建设集团有限公司主编3雷军军男1980.7工程师硕士湖南中大建设工程检测技术有限公司辅助4吴亚萍女1980.11工程师本科湖南东方红建设集团有限公司辅助5张何猛男1980.7工程师本科湖南中大建设工程检测技术有限公司辅助注：主要研制人员不超过5人申请鉴定单位意见申请单位负责人签字 （盖章）三、市政道路钢纤维微表处施工技术报告1、技术原理与工艺流程钢纤维微表处采用MS-2型级配，起到提高黏结力和抗疲劳性能的作用；采用MS-3型级配，起到耐磨耗、封水、防水的作用。摊铺稀浆混合料后，水泥凝结固化、改性乳化沥青破乳互成条件产生强度，形成了立体网状结构的有机水硬性材料，可有效提高其路用性能。改性乳化沥青采用阳离子慢裂快凝型乳化剂，可以保证可施工时间，满足快速开放交通的要求。微表处施工作业清理施工路面、路面设施恢复原路面修补、清洁、施工划线1、 检修、配齐施工设备2、标定封层车、钢纤维加入装置养 护开工前调查及准备施工计划、开工报告交通管制1、布置料场2、原材料标准试验、配合比设计3、原材料进场铺筑试验路开放交通钢纤维微表处施工工艺流程图2、技术操作要点2.1施工前的准备2.1.1原路面处理对施工路段上的各种设施，如上下窨井盖等采取适当的保护措施。原路面的干净、平整与否对钢纤维微表处的使用性能的优劣影响尤为重要。采用强力清刷机或高压气枪清洁桥面，并用风机吹净浮尘，以保证层间连接紧密。进行微表处施工前 ，原路面应满足以下要求 ：路面强度指数评价不得低于良；路面状况指数评价宜为优，不得低于良。2.1.2施工后场的准备根据工程所在地交通、周边建筑及用地等情况确定施工后场的位置。（1）料场的大小，应根据工程规模而定，并考虑改性乳化沥青生产及储存、集料的筛分掺配、集料规格的多少等因素。总之，料场的设置应当从材料的存放，生产、设备的摆放，车辆的进出、掉头、装料、停放等方面考虑。（2）在可选择的情况下，应考虑料场距石料场及距施工现场的距离。（3）考虑施工、生产、生活用水用电的方便性，施工车辆、材料运输进出道路的承载能力，并考虑场地排出、设备停放安全等。（4）尽可能选择平坦的、硬化的、租赁价格合理的场地。2.2机械准备施工机械和辅助工具均应备齐，对重要的施工设备应配备配件。对各种施工设备进行检修，确保工作状态良好，微表处摊铺机须进行计量标定和必要的调试，以确定机器的各部分是否工作正常，处于良好的技术状态。以 的含水量间隔。标定“含水量一单位体积干矿料重量的关系曲 线，用于封层车设定。机械设备标定，施工机具进行施工前检查和标定，摊铺车在以下情况下必须标定（）新机器第一次使用时；（）机器每年的第一次使用时；（）新工程开工前；（）原材料改变和配比发生较大变化时。摊铺车标定的方法按此车的使用说明书进行，通过摊铺车的标定， 得出摊铺车各 料门开度或泵的设定等与各材料出料量的关系曲线 ，出具标定报告。2.3原材料选择及配合比设计（1）根据表1对材料的技术要求确定料源。在初步确定料源后，在石料场料堆上取样，送交试验室进行配合比设计。取样应参考公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）中T 0301-2005。满足配合比设计要求的集料，可作为施工原材料的来源。（2）改性乳化沥青的选用：采用成品改性乳化沥青时，应取代表性的样品送交试验室进行性能检测，检测合格后购买并妥善储存；当采用自产改性乳化沥青时，若经检测不合格，调整配方后重新生产，直至符合技术指标要求。（3）应选用干燥、疏松、无结团、洁净的填料，根据工程量的大小，储备适量的填料。填料应储存在干燥的环境内，避免与潮湿的空气相接触。（4）考察当地水源，根据就近选用符合工程用水要求的水，并储存在洁净的储水罐中备用。（5）为保证混合料的拌和质量，对购进的集料堆放采取搭棚遮盖。改性乳化沥青的储存时间不宜过长，在不耽误工程时度的情况下可以现产（购）现用。（6）集料掺配宜采用具有储料、计量和掺配功能的配料设备完成。（7）在配合比设计过程中，根据不同的要求选择合理的级配。其级配范围和稀浆混合料性能见微表处和稀浆封层技术指南中表3.2.3和表4.1.6中的规定。2.4摊铺（1）将符合各项要求的各种材料装入标定好的摊铺车内。（2）将摊铺车开至施工起点处，根据施工路段的路幅宽度，调整摊铺槽宽度，应尽量减少纵向接缝数量，在可能的情况下宜使纵向接缝位于车道线附近。（3）对准控制线，放下摊铺槽。在起点处的摊铺槽下铺垫一块铁皮，当摊铺机前进后，将铁皮连同上面的混合料一同拿走，这样可以保证获得非常整齐平顺的起点和良好的外观。（4）打开摊铺车各传动离合器，开动发动机，使各部位准备进入工作状态。（5）按生产配合比设计和现场集料含水率，依次或同时按配比输出集料、填料、水和乳液，进行拌和。初始未拌的均匀的混合料应由跟机工人用铁锹接走后，倒入废料车内。（6）当混合料注满摊铺槽容积的1/2以上时，开动摊铺车匀速前进，摊铺车应以1.53km/h(0.40.83m/s)4的速度行驶。其摊铺速度根据拌和能力、摊铺厚度、宽度及连续摊铺的长度而定。需要时可打开喷水管，喷水湿润路面。（7）摊铺速度以保持混合摊铺量与拌和量基本一致，保持摊铺槽中混合料的体积为摊铺槽容积的1/22/3。当摊铺车内任何一种材料快用完时，应立即关闭所有输达材料的阀门，让搅拌器中的混合料搅拌完，并送入摊铺槽；摊铺完后，摊铺车停止前进，提起摊铺槽。（8）施工人员应立即将施工末段一定范围内的材料清除，装入废料车中，卸下摊铺箱，并及时对摊铺箱和刮皮进行清理；摊铺车开至料场装料。（9）手工作业应由熟练的施工人员完成。手工作业尽量不要进入未凝固的封层，如需进入应小心进行，避免留下脚印。 手工作业的主要工作是： 1）、处理纵向和横向接缝； 2）、处理侧边线和刮痕、拉伤； 3）、处理漏铺的地方和机器不能达到的区域； 4）、手工作业的主要工具是三角木、铲子、拖布等，根据需要还可配备其他必须的工具。 2.5养生（1）现场交通管理微表处施工和养生过程中进行交通管制，在未达到开放交通条件时，严禁任何车辆、行人通过。 （2）混合料达到固化后即可开放交通。 （3）微表处施工的气候条件应满足：施工、养生期内的气温应在735之间。如气温在10以下并且继续下降，则不允许施工；如气温在7以上并且继续上升则可以施工；超过35的高温天气不宜进行施工，不应在雨天施工。由于气候原因有可能使开放交通时间过分延长时也不宜施工。严禁在过湿或积水的路面上进行微表处施工。 3、性能指标微表处混合料的配合比设计是解决乳化沥青与集料相容性的问题。对于冷拌和的封层系统，材料成分的相互作用是非常重要的。每一个封层系统都是独立的，任何单一成分的变化都会改变整个混合料的系统，且这种改变对于混合料系统的路用性能是有害的。所以，考虑到工程所处的气候环境为多雨的现实情况并结合封层的施工目的，在配合比设计中着重考虑了防水性能，同时注意了路面的抗剪切及抗水侵害的能力，混合料配合比设计设计步骤如下：A、稠度试验，稠度试验是测定混合料的稠度，以检验其摊铺和易性，一般要求23cm，小于2cm时用水量偏少，大于3cm时则用水量偏多，一般要求总的含水量为12%20%。B、拌和试验，拌和试验是用来测定微表处混合料可拌和时间及摊铺后的初凝时间，以便为确定微表处混合料最佳沥青用量与水泥用量提供依据。若混合料初凝时间太长，将推迟开放交通的时间；而如果可拌和时间太短，则难以保证混合料质量，甚至导致摊铺困难，要求可拌时间大于120秒。C、湿轮磨耗试验，湿轮磨耗试验是模拟轮胎与路面的磨耗作用，检验微表处混合料配合比，尢其是沥青用量是否足以满足行车磨耗的要求，是控制最小沥青用的重要指标，要求1小时浸水磨耗小于540g/m2、6天浸水磨耗小于800 g/m2 。D、负荷轮碾压试验，本试验是为了控制沥青用量的上限，以防止沥青用量过多而造成泛油，以至使路面形成波浪形，要求粘砂量不大于450 g/m2。E、粘聚力试验，粘聚力试验是测定混合料在一定压力下不同时间段的最大扭矩，以此判断微表处的固化时间，确定养护和开放交通的时间，初凝时间要求不小于1.2N.m，开放交通时间要求不小于2.0N.m。粗细集料质量要求 表1材料名称检验项目技术标准备 注试验方法粗集料石料压碎值 不大于（%）26T0316洛杉矶磨耗损失 不大于（%）28T0317磨光值 不小于（BPN）42见表2T0321坚固性 不大于（%）12T0314针片状含量 不大于（%）15T0312细集料坚固性 不大于（%）12大于0.3部分T0340集料砂当量 不小于（%）65合成集料中小于4.75mm部分%0334注：磨光值的要求见表2。磨光值的要求 表2雨量气候区1（潮湿区）2（湿润区）3（半干区）4（干旱区）年降雨量（mm）10001000-500500-250250磨光值（BPN）424038366.1.2改性乳化沥青改性乳化沥青是施工中的结合料，其质量对混合料质量的影响最直接、最明显。选用的改性乳化沥青应符合表3的规定。改性乳化沥青的技术要求 表3种类试验项目单位BCR筛上剩余量（1.18mm筛）%0.1电荷性质阳离子正电荷恩格拉黏度E25330沥青标准黏度C25.3S1260蒸发残留物含量%60蒸发残留物性质针入度（100g，25，5S）0.1mm40100蒸发残留物性质软化点57延度（5）Cm20溶解度（三氯乙烯）%97.5储存稳定性1d%15d%5注：改性乳化沥青黏度以恩格拉黏度为准，条件不具备时也可采用沥青标准黏度。必须选用阳离子型聚合物改性的乳化沥青，改性剂的剂量（改性剂有效成分占纯沥青的质量百分比）不宜小于3%。交工验收检验要求 表7项目质量要求检验频率方 法表观质量外观表面平整、密实，均匀，无松散，无花白料，无轮迹，无划痕全线边续目测横向接缝对接，平顺每条目测纵向接缝宽度80mm不平整6mm全线连续目测或用尺量3m直尺边线任一30m长度范围内的水平波动不得超过50mm全线连续目测或用尺量抗滑性能摆值Fb（BPN）高速公路、一级公路 455个点/kmT0964横向力系数高速公路、一级公路 54全线连续T0965构造深度TD（mm）高速公路、一级公路 0.605个点/kmT0961渗水系数10ml/min3个点/kmT0971厚度-10%3个点/km钻孔或其他有效方法注：横向力系数和摆值任选其一作为检测要求。4、实施效果与创新点本技术为钢纤维微表处罩面施工，微表处目前已广泛应用于国内各公路的养护，但加钢纤维提搞抗磨能力的应用尚不多，钢纤维微表处是预防性养护的重要手段，可一次性解决路面麻面、脱皮、裂缝、车辙、表面磨损等问题，同时可提高微表处的抗磨耗能力，是比较完善的养护方法，施工速度快，改善路面性能，延长路面的寿命，常温作业，能够很大程度降低能耗，无有毒有害物质的释放，有利于环保，成型快，适合夜间施工，且能快速开放交通，提高路面的防滑能力，增加路面色彩对比度，因钢纤维微表处很薄，在城市主干道和立交桥上应用不会影响排水，用于桥面也不会增加多少重量，能够修补厚度达40mm的车辙，十分稳定，也不产生塑性变形，是不铣刨解决车辙问题的独特方法，钢纤维微表处填补了普通稀浆封层和热拌沥青混凝土摊铺各自存在的缺陷。5、工法关键技术水平（与国内外同类技术水平进行比较，突出重点、难点和创新点，说明先进性）钢纤维微表处相比于热沥青混凝土来说，节省了大量沥青和石料的用量，造价相对较低。钢纤维微表处技术可以节约大量能源，保护生态环境，符合社会与生态的可持续性发展理念。钢纤维微表处很薄，在城市主干道和立交桥上应用不会影响排水，用于桥面也不会增加多少重量，能够修补厚度达40mm的车辙，十分稳定，也不产生塑性变形，是不铣刨解决车辙问题的独特方法，钢纤维微表处填补了普通稀浆封层和热拌沥青混凝土摊铺各自存在的缺陷。高速公路的抗滑表层和车辙处理；城市快速路和主干路的表面抗滑和美观处理；治理水泥路面表面磨光、露骨和提高其平整度；小区、停车场路面，可以耐磨、抗变形，减少集料的飞散量；立交桥和桥梁桥面，特别是钢桥面铺装后的病害治理、改善表面状况。6、关键技术应用工程名称及时间，应用效果，工法成熟、可靠性说明（工法工程应用少于3项时说明）6.1 2010年贺龙体育馆旧沥青面钢纤维微表处。贺龙体育馆沥青路面是04年长沙第五届城运会时摊铺的沥青路面，经过多年的磨损，面层开裂、麻面、飞散子现象非常严重，原来设计铣刨4cm再加铺细粒式改性沥青混凝土，经对比采用1cm钢纤维微表处罩面，修复情况良好，至今运行正常。6.2 金洲大道二标段。本段罩面长约2.8公里，采用MS-3型钢纤维微表处罩面处理，全部裂缝、散子现象得到解决，行车舒适性大大增强。6.3 东方红路道路工程。本段罩面长约2.3公里，采用MS-3型钢纤维微表处罩面处理，全部裂缝、散子现象得到解决，行车舒适性大大增强。7、推广应用的范围、条件，与同类技术比较，该项关键技术推广应用前景及经济、社会效益和节能环保效益。7.1经济效益分析（1）显著降低了工程造价。据估算，在路面整个生命周期内进行次的为徼表处预防性养护可以长 使用寿命年，节约养护费用 35%45%。而钢纤维微表处比普通微表处 增加的成本计算如下：对于我国微表处中矿料用量大致在15kg/m222kg/m2范围内，假设按20 kg/ m2计算，钢纤维添加量按矿料的0.5计算 ，目前市场价大致在12元/kg,那么每平方米钢纤维微表处比普通微表处增加的成本计算如下：200.5121.元即每平方米钢纤维微表处成本仅比普通微表处增加1.2元，普通微表处造价一般在元左右，那么钢纤维微表处成本仅比普通微表处增加8，但提高路面的耐久性，具有很好的经济效益。（2）与热拌沥青混合料相比，钢纤维微表处能够减少桥梁恒载，保护桥梁主体，延长桥梁的使用寿命。若按双向4车道20m宽的桥面，500m桥梁跨径计算，超薄铺装层可减少桥面铺装层自重1000t以上。（3）易于养护、维修成本较低。钢纤维微表处技术摆脱了许多年旧路面养护只能依靠热拌沥青混合材料铺筑的单一模式，降低了工程成本，这与热拌沥青混凝土铺装层的养护维修相比，较大降低了养护维修成本，而且其施工工艺简单，施工速度快，对交通的影响小。7.2 社会环境效益分析钢纤维微表处像普通微表处一样在常温下施工 ，不需要加热 ，节约能源，且其施工具有交通管制时间短、迅速开放交通等优点，特别适用于交通量比较大的路面养护，由于采用了冷态施工，能够改善施工条件，不受施工季节的控制；施工方便，封闭交通时间短，能够确保车辆的衣早通行，提高车辆的能行率。钢纤维微表处相比于热沥青混凝土来说，节省了大量沥青和石料的用量，造价相对较低。钢纤维微表处技术可以节约大量能源，保护生态环境，符合社会与生态的可持续性发展理念。因此，钢纤维微表处以其优良的使用性能和显著的社会效益、经济效益和环境效益，具有广阔的应用前景。四、工法关键技术获奖、获专利情况（复印件）无五、关键技术没有国家或、行业或地方标准情况说明无六、企业级工法批准文件和评审意见七、工程应用证明 工程应用证明材料工程名称工程地点建筑面积结构类型及层数工程开工、竣工时间长沙市贺龙体育馆沥青路面修复工程长沙市天心区2180m道路2010.05至2010.07 工程应用新技术名称：市政道路钢纤维微表处施工技术新技术应用情况说明 由湖南东方红建设集团有限公司承建施工的长沙市贺龙体育馆沥青路面修复工程，路面采用钢纤维微表处施工，该新技术施工工艺新颖，成型美观、施工工艺简单、施工工期短、综合成本低。使用至今，从未出现过任何质量