复合有机水硬性材料沉陷处理应用技术指南

复合有机水硬性材料沉陷处理应用技术指南范围本标准规定了复合有机水硬性材料沉陷处理应用技术的术语和定义、基本规定、材料要求、配合比设计、施工工艺及质量管理与验收。本标准适用于高速公路沥青路面沉陷养护维修，其他等级公路在沉陷养护维修时可参照使用。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JTGD50公路沥青路面设计规范JTGE20公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE30公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTGE60公路路基路面现场测试规程JTGF30公路水泥混凝土路面施工技术规范JTGF40公路沥青路面施工技术规范JTGH10公路养护技术规范JTG5142公路沥青路面养护技术规范DB34/T2917高速公路养护工程质量检验与评定标准术语和定义JTGD50、JTGE20、JTGE30、JTGE60、JTGF30、JTGF40、JTGH10、JTG5142、DB34/T2917界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1复合有机水硬性材料multiplexorganichydraulicitymaterials将改性乳化沥青和水泥两种粘结材料与级配矿料进行复合形成的道路建筑材料。3.2调平层leveloverlay在原路面沉陷区域填筑复合有机水硬性材料修复路面沉陷病害的结构层。3.3微表处micro-surfacing采用专用设备将改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等，按设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到沥青路面上，并形成很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的封层。3.4沉陷depression由于路基的竖向变形而导致路面下沉的现象。基本规定4.1复合有机水硬性材料沉陷处理由调平层和微表处罩面组成，适宜于处理深度在2～10cm的路基不均匀沉降引起的路面沉陷病害。4.2应根据使用要求、原路面状况、交通量及气候条件等因素，编制施工方案，并通过铺筑试验段进行验证。4.3沉陷处理施工前，应对沉陷区域原路面进行检测与评定，原路面应符合强度、刚度和整体稳定性的要求，且表面应密实、清洁。4.4气温低于10℃、雨天及路面潮湿的情况下不得施工。4.5不得与其他养护作业交叉，防止运输和施工污染。4.6沉陷处理施工应遵守国家安全、环保法规，注意保护环境。材料要求5.1一般规定5.1.1调平层与微表处罩面所用主要原材料相同，改性乳化沥青、集料等主要原材料进场前应由具备相应资质的检验机构进行检验，检测合格后方可使用。5.1.2集料粒径规格以方孔筛为准，不同品种、规格的集料不得混杂堆放。细集料、水泥、添加剂等的存放应采取防雨、防潮措施，避免结团。5.2改性乳化沥青有机粘结料应采用SBR改性乳化沥青，其技术指标应符合表1的规定。改性乳化沥青宜贮存在具备搅拌功能的密封罐内，贮存时间不宜超过两周。表1改性乳化沥青技术要求项目单位技术要求试验方法破乳速度-中裂或慢裂T0658电荷-阳离子正电（+）T0653筛上剩余量（1.18mm筛）%≤0.1T0652粘度[1]恩格拉粘度E25-3～30T0622沥青标准粘度C25.3s12～60T0621蒸发残留物性质含量%≥60T0651针入度（25℃，100g，5s）0.1mm40～100T0604软化点℃≥57T0606延度（5℃）cm≥20T0605溶解度（三氯乙烯）%≥97.5T0607贮存稳定性[2]1d%≤1T06555d≤5注：[1]乳化沥青粘度以恩格拉粘度为准，条件不具备时也可采用沥青标准粘度。[2]贮存稳定性根据施工实际情况选择试验天数。5.3粗集料粗集料应采用近立方体颗粒的玄武岩，石质应坚硬、清洁、干燥、表面粗糙、不含风化颗粒，其技术指标应符合表2的规定。表2粗集料技术要求项目单位技术要求试验方法石料压碎值﹪≤26T0316洛杉矶磨耗损失﹪≤28T0317表观相对密度-≥2.60T0304吸水率﹪≤2.0T0304坚固性[1]﹪≤12T0314针片状颗粒含量﹪≤15T0312水洗法＜0.075mm颗粒含量﹪≤1T0310磨光值PSV[2]-42T0321与沥青的粘附性-5T0616注：[1][2]坚固性、磨光值试验可根据需要进行。5.4细集料细集料应采用坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的机制砂，石质为石灰岩，满足JTGF40中表4.9.4的机制砂S16规格要求，其技术指标应符合表3的规定，并与沥青有良好的粘附性。表3细集料技术要求项目单位技术要求试验方法表观相对密度-≥2.50T0328坚固性（＞0.3mm部分）[1]％≤12T0340砂当量％≥65T0334棱角性（流动时间）s≥30T0345注：[1]坚固性试验可根据需要进行。5.5水泥调平层宜采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥掺加量应通过混合料配合比设计试验确定，其技术指标应符合表4的规定，不得使用快凝水泥、早强水泥。表4水泥技术要求项目单位技术要求试验方法细度

%≤10T0502标准稠度用水量%≤30T0505凝结时间初凝时间h≥3T0505终凝时间≤8T0505抗压强度3天MPa≥10.0T050628天≥42.5T05065.6水采用饮用水或纯净的天然水。5.7添加剂5.7.1添加剂的主要作用是调节稀浆混合料可拌和时间、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。5.7.2常用的添加剂包括无机类添加剂、有机类添加剂等，添加剂的掺加不得对稀浆混合料路用性能产生不利影响，未经验证的添加剂，不得在施工中采用。配合比设计6.1一般规定调平层和微表处罩面应遵循JTGF40中关于微表处配合比设计的方法，确定矿料级配、水、改性乳化沥青、水泥等最佳用量。6.2设计标准6.2.1调平层的矿料级配范围应符合表5的规定。表5调平层矿料级配范围筛孔尺寸mm）13.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过率（%）10085～10060～8740～6028～4519～3414～258～174～8允许波动范围-±5%±5%±5%±5%±5%±4%±3%±2%6.2.2调平层设计检验指标应符合表6的规定。表6调平层设计检验指标项目单位技术要求试验方法可拌和时间（25℃）s≥120T0757粘聚力试验30min（初凝时间）60min（开放交通时间）N·m≥1.2≥2.0T0754负荷轮碾压试验（LWT）粘附砂量轮迹宽度变化率g/m2%≤450≤5T0755T0756湿轮磨耗试验的磨耗值（WTAT）浸水1h浸水6dg/m2≤540≤800T0752配伍性等级值[1]-≥11T0758注：[1]配伍性等级指标作为参考指标使用。6.2.3微表处罩面采用JTGF40中MS-3型矿料级配和设计检验指标。施工工艺7.1一般规定7.1.1原沉陷路面存在破损（裂缝、坑槽、松散等）病害时，应事先处治。7.1.2沉陷处理宜采用专用机械施工，摊铺车宜采用稀浆封层车，拌和箱应为双轴强制搅拌式，配有精确计量系统可记录或显示矿料、改性乳化沥青等用量，摊铺槽设有两排布料器。7.1.3调平层施工时采用配有高程感应装置的摊铺车进行摊铺。7.1.4矿料掺配应选用具有储料、计量和掺配功能的配料设备完成，配料设备宜为3料仓及以上。7.1.5主要机械设备计量系统每年第一次使用或施工原材料更换之前应进行标定。7.2施工流程复合有机水硬性材料沉陷处理施工流程见图1。图1复合有机水硬性材料沉陷处理施工流程7.3沉陷区域测量7.3.1根据路面沉陷情况，预估沉陷范围，确定测量起、终点，测量长度不宜小于50m。7.3.2高程测量前，布设相对高程基准点并标识。基准点布设位置视野应开阔、通视，无影响测量读数的障碍物，基准点应稳固、施工期间无位移。7.3.3结合沉陷范围采用网格布点进行原路面沉陷高程测量：a）沿中央分隔带向路肩方向将原路面划分为多个纵向测量断面，须覆盖沉陷区域全宽，断面间距宜为3m。b）在每个纵向测量断面上布设测点，测点间距不大于5m，可根据需要加密。根据相对高程基准点采用水准仪逐断面测量各测点相对高程，记录并绘制各纵向测量断面原路面沉陷形状图。7.3.4根据各纵向测量断面沉陷形状图分别对沉陷部位进行线形拟合并生成设计高程，拟合后线形应XX，符合道路纵断面线形走向趋势。结合设计高程确定沉陷处理施工起、终点位置，并生成施工控制标高，用于指导现场施工。7.4试验段铺筑施工前应铺筑试验段，试验段应分别对调平层和微表处罩面进行验证，主要包含下列内容：a）验证配合比的可行性；b）检验机械设备组合的合理性及设备的各项参数；c）验证断面划分及接缝处理方案；d）检验摊铺方案及沉陷处理的施工工艺等。7.5调平层施工7.5.1施工顺序宜由中央分隔带向路肩分车道依次填筑。7.5.2摊铺前a）清扫原路面，保持工作面洁净、干燥。b）根据每个测点的施工控制标高沿纵断面安设高程基准梁，基准梁安设须顺直、稳固，且与测量断面对应、吻合。7.5.3摊铺a）将摊铺车高程感应器置于高程基准梁上，并将各原材料装入摊铺车进行拌合、摊铺。摊铺车应匀速、缓慢前进，保持摊铺顺直，摊铺速度不宜高于10m/min。b）单层摊铺厚度不得超过5cm，当施工控制标高大于5cm时，应分层摊铺，每层摊铺时间宜间隔12h以上。7.5.4碾压、养生a）根据需要可采用6～10t轮胎压路机对已破乳并初步成型的稀浆混合料碾压2～3遍，以提高混合料的压实效果，碾压速度宜为5～15m/min，根据路面横坡由高向低处碾压。b）碾压完成后应进行养生，养生时间结合气温、摊铺厚度、天气等因素综合确定，夏季高温季节养生时间不宜低于4h。c）放行前，须对照原路面各测点位置测量施工后高程，绘制各纵断面施工后形状图，并与设计高程比对，偏差不得大于±5mm。7.6微表处罩面施工7.6.1调平层放行2～3天后可进行微表处罩面施工，罩面施工前应清扫调平层表面浮料，微表处施工工艺参照JTGF40执行。7.6.2微表处表面应平整、均匀、排水顺畅，其摊铺厚度一般为8～10mm，其厚度不参与沉陷施工控制标高。质量管理与验收8.1施工前质量检查8.1.1应检查各种材料的来源和质量，材料质量和检查频率应满足本标准及相关规范要求。8.1.2应对材料的存放场地、防雨和排水措施进行检查和验收。8.1.3应对改性乳化沥青储存罐、配料设备、摊铺车、摊铺槽等施工机械和设备进行调试，确保满足施工需要。8.2施工过程质量控制8.2.1调平层施工过程中质量控制标准见表7。表7调平层施工过程质量控制标准项目质量要求或允许偏差检查频率试验方法外观表面平整，均匀，无划痕，无离析等现象，接缝XX全线连续目测摊铺厚度（高程）±5mm逐测点测量水准仪测量油石比施工配比±0.2%≥1次/工作日燃烧法矿料级配满足施工配合比的矿料级配要求≥1次/工作日摊铺过程中从矿料输送带末端接出集料进行筛分负荷轮碾压试验粘附砂量≤450g/m2≥1次/施工路段T0755轮迹宽度变化率≤5%浸水1h湿轮磨耗≤540g/m2≥1次/施工路段T07528.2.2微表处罩面施工过程中质量控制标准见表8。表8微表处罩面施工过程质量控制标准项目质量要求或允许偏差检查频率试验方法外观表面平整，均匀，无划痕，无离析等现象，接缝XX全线连续目测油石比±0.2﹪≥1次/工作日燃烧法矿料级配满足施工配合比的矿料级配要求≥1次/工作日摊铺过程中从矿料输送带末端接出集料进行筛分浸水1h湿轮磨耗试验≤540g/㎡≥1次/施工路段T0752摊铺厚度-10%≥3断面/处钢尺测量或其他有效手段，每处中间及两侧各1点，取平均值8.3工后质量检查与验收8.3.1施工结束后1～2个月，应逐处对复合有机水硬性材料沉陷处理进行质量检查和验收，检查项目、频率、质量要求及试验方法见表9。表9沉陷处理工后检查与验收质量标准项目质量要求或允许偏差检查频率试验方法表观质量外观表面平整，均匀，无划痕，无离析等现象逐处目测纵向线形线形顺直、行车无明显颠簸感目测接缝对接XX目测抗滑性能摆值Fb≥45BPN≥2点/处T0964构造深度≥0.60mm≥2点/处T0961渗水系数≤10ml/min≥2点/处T0971条文说明3术语和定义3.1复合有机水硬性材料复合有机水硬性材料设计思路是针对沥青材料高温性能差，变形大的不足之处，添加水泥等无机结合料进行性能改善，沥青作为基体，连续分散在复合材料中，水泥作为增强相，分散在沥青基体中，针对基体性能不足进行改良。3.4沉陷路面沉陷多因路基不均匀沉降引起，本标准沉陷定义引用JTGH10。4基本规定4.1路面沉陷病害类型复杂，如路基沉降、网裂沉陷及基层脱空等均可导致路面沉陷。网裂及基层脱空引起的路面沉陷建议采用基层处治配合面层铣刨回填进行修复。4.3沉陷处理施工前应对沉陷区域破损病害进行处治，建议采用挖补方案进行维修，裂缝病害挖补层位应逐层确认做到彻底处治，其他病害处治要求同JTG5142。4.4不得在雨天施工，施工中遇雨或者施工后混合料尚未成型遇雨时，应在雨后将无法正常成型的材料铲除。严禁在过湿或者积水的路面上进行沉陷处理施工，避免混合料无法正常成型。5材料要求5.2改性乳化沥青因沉陷处理整体摊铺较厚（一般大于2cm），结合高温稳定性及施工经验，调平层及微表处罩面改性乳化沥青蒸发残留物的软化点参考填补车辙要求，不低于57℃。5.3粗集料复合有机水硬性材料沉陷处理所用粗集料应具有较高的坚固性和耐磨性。玄武岩相对石灰岩具有较高的强度，且玄武岩的棱角性优于石灰岩，故应采用玄武岩作为粗集料，并对磨光值进行了要求。5.4细集料本标准细集料技术要求主要参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40），细集料砂当量技术指标参考微表处及稀浆罩面相关技术规范提高至≥65%，是为严格控制细集料中粘性土或杂质的含量，提高稀浆混合料的路用性能。5.5水泥添加水泥的主要作用是补充复合有机水硬性材料成型后强度，同时调节稀浆混合料可拌和时间、稠度等施工性能，不应作为填料用于调整级配。5.7添加剂5.7.1同一种添加剂对不同混合料体系的作用可能完全不同，不同混合料体系对各种添加剂的敏感程度也各不相同，因此不能照搬照抄已有经验，而是应针对工程实际通过试验确定某种添加剂的具体作用。5.7.2有机类添加剂一般选择与乳化沥青相溶性较好的乳化剂、SBS及SBR胶乳等，为提高微表处路用性能，还可以添加纤维类以增强材料韧性，无机类添加剂包括矿粉、石灰、膨润土等。添加剂在影响混合料施工性能的同时，也会影响混合料的路用性能，因此必须根据实际情况通过试验进行科学的选择。6配合比设计6.1一般规定调平层和微表处罩面混合料的配合比设计应充分考虑使用要求、原路面状况、交通量、气候条件等因素，选择适当的矿料级配，确定施工方案（是否分层摊铺、单层摊铺厚度等）。6.2设计标准6.2.1调平层材料用量参考范围如下：油石比（%）：6～8；水泥掺量（%）：2～3；外加水量（%）：7～11。以上均为占矿料的质量百分比。6.2.2因调平层摊铺较厚（一般大于2cm），考虑车辆荷载碾压作用，进行调平层配合比设计时，必须进行负荷轮碾压试验检验其宽度变化率。配伍性等级是一项很好的稀浆混合料设计技术指标，本标准参考国际稀浆罩面协会的要求提出来该指标的要求。但是由于目前国内的相关研究工作和经验不多，暂时将其作为参考指标使用。6.2.3目前微表处在我省及国内应用较为普遍，其配合比设计相对成熟，可借鉴案例较多，本标准不再详述。微表处MS-3型矿料级配单层摊铺厚度一般在8～10mm左右，MS-2型矿料级配单层摊铺厚度一般在4～7mm左右，沉陷处理摊铺较厚且强度要求较高，因此本技术微表处罩面采用MS-3型。6.2.4配合比设计报告主要内容应包含：各原材料技术指标、矿料配合比及矿料设计级配、稀浆混合料配合比和技术指标。7施工工艺7.1一般规定7.1.1原沉陷路面破损病害宜采用挖补方案进行维修，处治措施及标准同JTG5142。7.1.2主要机械设备在工程开工前应按使用说明书进行检查和标定，并保持良好工作状态，摊铺车应进行标定的情况如下：a）新机器第一次使用时；b）机械每年的第一次使用时；c）工程开工前；d）原材料改变或配比发生较大变化时。7.3沉陷区域测量7.3.2高程测量是沉陷处理非常重要的环节，直接决定沉陷处理的质量和处治效果。可采用水准仪、全站仪等高程测量仪器不断积累测量经验，经验不足时应在本标准的基础上加密测点。相对高程基准点作为传递高程的起算点，布设位置应在预估沉陷范围外并不得相距过远。基准点高程为假设值，根据水准仪架设高度，可定为1500mm或1600mm等，数值确定后作为相对高程基准点高程，并应考虑纵横断面坡度引起的高差。7.3.3结合沉陷范围采用网格布点进行原路面沉陷高程测量：a）纵向测量断面划分可结合摊铺槽摊铺宽度进行适当调整，间距不得大于4m，避免因不同车道沉陷量差异导致处治效果变差，纵向测量断面划分示意图见图1（双向四车道为例）。图1纵向测量断面划分示意图b）纵向测点间距布