微表处发展与应用.ppt

微表处,主要学习内容,1、微表处介绍2、微表处技术的发展历程3、微表处的技术特点4、微表处的适用条件5、微表处的材料要求6、微表处的配合比设计流程7、微表处的施工工艺8、微表处施工质量管理与控制9、微表处施工的常见问题,1、微表处介绍,1.1微表处定义采用专用设备（微表处摊铺机）由聚合物改性乳化沥青、粗细集料、矿物，填料、水及添加剂，按一定比例拌和而成的流动状沥青混合料，然后将其摊铺在路面上形成一定厚度表面薄层。微表处和超表处是乳化沥青稀浆罩面的最高级形式。按照国际稀浆封层协会的定义：微表处是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配比拌和并通过专门施工设备摊铺到原路面上，达到迅速开放交通要求的薄层结构。,1.2微表处的目的,随着我国公路事业的发展，国内的公路总里程越来越长，同时，车辆的人均持有量逐年增加，导致交通量增长，也在一定程度上加大了路面的负荷；我国沥青路面的设计使用寿命为15年，由于其承载能力及防止病害能力相对偏低，以及自然因素（温度和雨水等）对沥青路面的影响，往往致使使用不到10年的路面即将面临大修；在此情况下，为了保持公路良好的使用性能，延长其使用寿命，进行预防性养护迫在眉睫。,1.3稀浆封层与微表处的区别,1.4几种常见预防性养护手段比较,微表处施工图,2、微表处的发展历程,微表处是在稀浆封层基础上发展起来的预防性养护方法。1920年德国人发明原始稀浆封层1950年美国正式出现稀浆封层设备1986年国家交通部开始投入研发稀浆封层设备，并取得成功随着材料的的改进，70年德国厂家将稀浆封层发展成为微表处。80年代技术传到美国90年代末传入中国20世纪，特别是“十一”、“十二五”先后对道路养护做出重点规划,3、微表处的技术特点,施工速度快。连续式稀浆封层机1天内能摊铺500t微表处混合料，施工后2h即可通车；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；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；,3、微表处的技术特点,微表处成型快，工期短，施工季节长；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。,3、微表处的技术特点,性能优势：防水：整个路面摊铺，增加防水面，阻止水分下渗耐磨：增加一个磨耗层提高防滑性能：新路面增加摩擦提高路面平整度/美观度防止路面的老化与松散，从而有效地延长路面的使用寿命可以填补已经稳定的车辙较短的时间内开放交通（承受车轮碾压，但不可有刹车、起步或转弯）可直接用于新建道路的表面磨耗层，从而减少昂贵石料的使用，降低工程造价，显著降低基本消除早期水损坏的发生。真正的全程环保：在常温下施工没有毒烟雾、粉尘、噪音污染，没废水外排适用范围,4、微表处的适用条件,微表处技术适用于基层完好，但路面面层出现明显车辙的路面处理。微表处技术适用于基层完好，但面层抗滑系数降低的路面处理。微表处技术适用于基层完好，但面层出现细小裂缝而导致路面渗水的路面处理。微表处技术能做成很薄的层面，故可用作桥面面层改善而不会过多地增加荷载,4、微表处的适用条件,此外还适用于重要交通道路的预防性养护如高速公路、城市干线、机场跑道等,5、微表处的材料要求,在微表处混合料中，集料占总重量的90%以上，而改性剂是微表处区别于普通稀浆封层最重要的特征之一。因此，集料和改性剂质量的好坏直接影响混合料的性能。,微表处混合料,水,填料,乳化沥青,集料,改性剂,5.1改性剂的选择,改性乳化沥青材料中常用作改性剂的为SBR胶乳。胶乳改性剂的加入，既改善了沥青本身的高稳定性和低温延伸性，又增加了沥青与石料之间的裹附强度，改善了混合料的耐磨耗性能；添加胶乳改性剂，并根据配方工艺制作出的改性乳化沥青须满足表1的技术要求方可使用：,表1改性乳化沥青技术要求,5.2集料的选择,微表处用集料的砂当量不应低于65%；对不同砂当量值的集料进行湿轮磨耗试验，结果表明，砂当量值越低，混合料的湿轮磨耗值就越大，这样混合料耐磨耗能力也越差，同时，在这种混合料中，改性剂可能无法发挥改性效果。微表处集料技术要求见表2：,表2集料技术要求（微表处）,6、微表处的配合比设计流程,图1配比设计流程,6.1矿物级配计算,根据集料筛分结果，计算改性乳化沥青混合料的矿料配合比,6.2最佳用油量的确定,按照确定的矿料配合比，以及路面稀浆封层施工规程（CJJ6695）推荐油石比范围选择6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%五种油石比，对混合料分别进行湿轮磨耗试验和负荷车轮试验，湿轮磨耗试验确定沥青的最低用量，负荷车轮试验确定沥青的最高用量，以防止用量过大，出现路面泛油。根据规范指导意见，微表处混合料的油石比宜小不宜大。,6.3最佳用水量的确定,稀浆混合料的含水量对混合料的稠度与和易性，及稀浆拌和时间都有较大的影响。含水量过低不利于拌和，含水量过高会出现流淌、离析等，通过粘稠度试验可以检验施工的和易性，确定微表处混合料的最佳用水量。,7、微表处的施工工艺,7.1微表处施工流程微表处施工通常采用以下工艺流程：封闭（管制）交通清扫路面放样旧路面病害处理摊铺机就位摊铺局部人工处理初期养护交通开放,7.2微表处的施工工艺,施工过程调整好摊铺槽的宽度、摊铺厚度和拱度确认各材料的设定无误，使拌和器和摊铺槽的螺旋分料器打开各材料的控制开关，使各组成材料几乎同时进入到拌和器中，使稀浆混合料均匀地分布到摊铺槽中以1.53.0m/h的速度匀速摊铺当任何一种材料接近用完时，应立即关闭各材料的输出，待摊铺槽中的混合料全部摊出到路面上以后，摊铺车停止前进；施工人员应立即将施工末段12m范围内的材料立即清除，倒入废料车中；,HD10型改性稀浆封层机,7.3微表处施工注意事项,8、质量管理与控制,质量控制,级配稳定性,原材料,摊铺厚度,稠度,8.1原材料的控制,改性乳化沥青的技术指标应满足微表处和稀浆封层技术指南(2006)中规定。其中改性乳化沥青必须满足“慢裂快凝”的要求，必须保证稀浆混合料有足够的可拌和时间，还要满足尽快成型、开放交通的要求。若乳化沥青破乳速度过快，则会导致拌合不均匀，出现“花白料”的现象。改性乳化沥青同时还需要足够的储存稳定性，以满足周期性较长的施工的要求。对改性乳化沥青的抽检频率应为1次/1天。集料的技术指标应满足微表处和稀浆封层技术指南(2006)中规定。集料的最大粒径和砂当量对微表处摊铺的成功与否影响很大。若集料的最大粒径过大，在施工过程中会很容易出现刮痕、凹坑和离析等现象。若集料洁净程度较差，乳化沥青的破乳会变快，也会很容易造成刮痕、凹坑和离析等现象。,8.2集料稳定性的控制,级配的稳定性是保证施工稳定性、均匀性的重要前提。保证级配的稳定性需要保证料源、原材料质量和规格的稳定性、集料含水量的均匀性和稳定性以及矿质混合料拌和的稳定性。施工配合比的油石比不应超出设计油石比（0.3%0.2%）的范围；以矿料设计级配为基准，施工配合比的矿料级配中各筛孔通过率不应超过表2规定的允许波动范围。施工配合比的油石比或者矿料级配的调整幅度超出上述规定时，必须尽快找出原因，进行整改。若经整改后仍超出所要求范围，必须停工，重新进行混合料设计。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中，如遇进场材料发生变化并经检测微表处混合料的矿料级配、稀浆混合料技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使稀浆混合料质量符合要求并保持相对稳。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中，如遇进场材料发生变化并经检测微表处混合料的矿料级配、稀浆混合料技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使稀浆混合料质量符合要求并保持相对稳定，必要时重新进行配合比设计。,8.3混合料稠度的控制,稀浆混合料的稠度是影响摊铺成型的重要因素。若稠度过小，则会导致浮浆现象的出现，即沥青上浮，粗集料外凸，易造成松散、剥落；若稠度过大，则会出现刮痕、离析，导致表观质量较差。保证稀浆混合料的稠度满足微表处混合料摊铺及成型的要求，需要保证集料含水量的均匀性和稳定性、施工前矿质混合料的含水量测定的准确性以及摊铺车集料传送带的开度和外掺水量调整的准确性和及时性。按照“落地成型”的原则对稀浆混合料的稠度进行控制，施工过程中应以1次100m的频率对稀浆混合料的稠度进行检测。,8.4摊铺厚度的控制,稀浆混合料的摊铺厚度是影响摊铺均匀性的重要因素，只有保证了一定的厚度，才能实现设计级配中所要求的微表处混合料结构，满足摊铺的均匀性要求。如果厚度过小，则会出现粗集料独立外凸的现象，容易造成麻面、松散或离析。微表处修复车辙时要求中部形成35mm的拱起以形成预拱度，车辙带边缘应与原路面衔接平顺，避免因边缘厚度过大而影响到后续的微表处面层的均匀性和平整度。在修复车辙带上进行罩面时更应该满足适当的厚度以保证摊铺的均匀性。若罩面的厚度不足，则会在两轮迹带位置处即填充车辙带位置处出现麻面、松散和离析，影响面层的均匀性和平整度。施工过程中按照1.2:1的松铺厚度对摊铺厚度进行实时控制。,微表处道路养护效果,9、微表处施工的常见问题,1、微表处摊不下来2、微表处路面跑料3、微表处路面脱皮4、微表处路面泛油5、通车没多久坑槽、裂缝或车辙再现6、微表处纵向划痕较多7、微表处路面泛黄8、微表处接缝难看9、微标处噪音比较大,9.1微表处摊不下来,表现现象：集合料结在搅拌箱或摊铺箱里。可能原因：集合料配方有问题；设备标定有问题；设备操作问题；现场气温太高。解决方法：重新做配方实验；重新标定；培训操作手；加添加剂。,9.2微表处路面跑料,表现现象：路边散砂较多，轮迹带面层跑光。可能原因：油石比不对、沥青量少石料级配不对、大粒径过多设备操作问题气温太低解决方法：检测实际油石比筛分检查石料培训操作手加添加剂,9.3微表处路面脱皮,脱皮现象：路面有抛掉的一块块或一条面层。可能原因：集合料设计配方有问题；车载油石比不对、沥青量过小；路面没清扫干净；开放交通过早。解决方法：重新做集合料实验；检测实际油石比；仔细清扫；设定合适的开放交通时间。,9.4微表处路面泛油,泛油现象：通车没多久路面泛油而且越跑越光可能原因：油石比不对、沥青量过大；石料级配不对，粉料、细料过多；一次摊铺厚度太厚。解决方法：检测实际油石比；筛分检查石料；调整设备；调整摊铺厚度。,9.5通车没多久坑槽、裂缝或车辙再现,表现现象：通车没多久坑槽、车辙再次出现。可能原因：路面勘查不细，原路面基础有问题没做前期处理；石料级配不对，封水效果差；原路面车辙太深；石料太细或大粒径太少。解决方法：施工前仔细勘查原施工路面；重做路面预处理；先填补车辙再作微标；筛分检查石料调整石料配比。注：应该注意的是原路面的基层裂缝，微标是无法根治的！,9.6微表处纵向划痕较多、有横向波纹,表现现象：微表处纵向划痕较多，有横向波纹可能原因：石料不干净、超大粒径石料较多刮皮有问题或没清理干净微标摊铺厚度太薄。解决方法：更换或过筛石料更换刮皮勤清理刮皮加二次刮平板,9.7微表处路面泛黄,表现现象：刚做的微表处路面泛黄。可能原因：油石比不对、沥青量少矿料选择不对环境气温太低解决方法：调整实际油石比更换矿料调整开放时间,9.8微表处接缝难看,表现现象：微表处纵横接缝难看。可能原因：起步时用水量太大；起步、收尾没处理好；操作手和司机配合不好。解决方法：调节起步收尾使的用水量；调整起步、收尾的施工工艺；人员技术培训。,9.9微表处的噪音,工艺所决定的特点：一定比热沥青路面车内噪音大，微表处特有的路面结构有利有弊可以通过技术的进步弥补、改进；建议对不同的道路区别对待。,10、专题：废旧沥青混合料微表处,问题提出,10.1概述,据中国公路学会统计，按照沥青路面的设计使用寿命1520年，从现在起，全国每年约有12%的沥青路面需要维修，可再生的旧沥青混合料的数量达到1900万吨年，而且这个数字还将以每年15%的速度递增；10年以后，我国沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料预计将达到8000万吨年左右。由于目前国内对旧沥青混合料的利用数量较少，造成旧沥青混合料大部分废弃，不但对周边环境造成严重污染，也是一种资源的浪费。大量的使用新石料需要开采大量的矿石，必然导致森林植被减少、水土流失等严重的生态环境问题。随着人们环保意识的提高、沥青资源的价格上涨以及砂石材料的日趋紧张，对旧沥青混合料再生利用的必要性和紧迫性显得十分突出。,10.1概述,高速公路沥青路面维修产生的旧沥青混合料绝大部分是被铣刨下来的，石料一般是玄武岩，并且其中含有45%的SBS改性沥青。近几年来高速公路沥青路面铣刨后往往做MS-3型微表处，铣刨下来的旧沥青混合料7090可被MS-3型微表处利用。因此，开展冷再生铣刨回收沥青混合料微表处技术研究意义重大。现在我国可再生的旧沥青混合料的数量达到1900万吨年，按80（平均值）用于再生微表处，则可节约费用81.32亿元年预计10年后我国可再生的旧沥青混合料的数量达到8000万吨年，按80（平均值）用于再生微表处，则可节约费用342.4亿元年（按现在的价格计算）。,10.2研究思路,研究思路:(1)废旧沥青混合料性能评价；(2)废旧沥青混合料与新骨料混合路用性能评价；(3)在路用性能评价满足要求后进行试验路铺筑；(4)观察评价试验路效果，推广。,10.3设计流程,工艺所决定的特点：一定比热沥青路面车内噪音大，微表处特有的路面结构有利有弊可以通过技术的进步弥补、改进；建议对不同的道路区别对待。,10.4废旧沥青混合料性能评价,解决问题（1）废旧沥青混合料中的沥青含量；性能。为选用微表处沥青提供依据.（2）废旧沥青混合料的级配;为选用微表处新加骨料提供依据,10.4废旧沥青混合料性能评价,旧料是古永高速公路养护时铣刨回收的沥青混合料，筛孔为9.5mm的筛子把超粒径的颗粒筛除，经过抽提后沥青性能如下：,10.4废旧沥青混合料性能评价,回收沥青为两层沥青