浅议乳化沥青稀浆封层在高速公路施工中的应用

浅议乳化沥青稀浆封层在高速公路施工中的应用

尹国辉(河南省公路工程局集团有限公司,河南郑州450009)

摘要:本文结合河南省永亳淮高速公路B1标稀浆封层的施工经验,探讨如何通过科学组织和精心安排提高封层质量,加快施工进度。

关键词:乳化沥青;稀浆封层;配合比;集料

中图分类号:TE626.8+6TD265.4+2文献标识码:A文章编号:1673-0992(2010)09A-0043-01

一、前言

稀浆封层(SlurrySeal)是采用机械设备将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层。按照矿料的不同,稀浆封层可以分为细封层(Ⅰ型)、中封层(Ⅱ型)和粗封层(Ⅲ型),分别以ES-1、ES-2、ES-3表示;本项目采用ES-3型。

稀浆封层施工法无论是对低等级道路或高等级道路,无论是对城市道路或郊区道路,都可以产生显著的经济效益和社会效益。稀浆封层可以使磨损、老化、裂缝、光滑、松散等病害,迅速得到修复,起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。

永亳淮高速公路水泥稳定碎石基层施工完工后,由于二期油面不能及时开工,又不能完全封闭交通,水泥稳定碎石为半刚性材料,行车和天气对水泥稳定碎石基层表面破坏严重。根据设计要求采用稀浆封层进行封闭。我单位施工B1合同段,长22.968公里,计55.6万m3。

二、施工准备

1.稀浆封层能否达到预期效果,下承层的清洁工作十分重要。下承层表面应平整、密实、清洁。对预定加铺稀浆封层路段的表面,应进行彻底的清除,包括泥块、松动的砂石材料、积水等。在炎热干燥的天气,临近摊铺之前,对原路面洒水降温,这样可减缓乳液破乳速度,利于乳液向下渗透,达到防水作用。洒水量以路面湿润为准,不得有积水现象。

2.配合比设计

稀浆封层混合料的配合比设计按下列步骤进行:

(1)根据选择的级配类型,按《公路沥青路面施工技术规范JTGF40-2004》(以下简称《规范》)确定矿料的级配范围。计算各种集料的配合比例,使合成级配在要求的级配范围内。

(2)根据以往的经验初选乳化沥青、填料、水和外加剂用量,进行拌和试验和粘聚力试验。可拌和时间的试验温度应考虑最高施工温度,粘聚力试验的温度应考虑施工中可能遇到的最低温度。

(3)根据上述试验结果和稀浆混合料的外观状态,选择1~3个认为合理的混合料配方,按《规范》规定试验稀浆混合料的性能,如不符要求,适当调整各种材料的配合比例再试验,直至符合要求为止。

(4)当设计人员经验不足时,可将初选的l~3个混合料配方分别变化不同的沥青用量(沥青用量一般在6.0%~8.5%之间),按照《规范》要求重复试验,并分别将不同沥青用量的1h湿轮磨耗值及砂粘附量绘制成关系曲线。以磨耗值接近规范要求的沥青用量作为最小沥青用量Pbmin,砂粘附量接近要求的沥青用量为最大沥青用量Pbmax,得出沥青用量的可选择范围。

(5)根据以往经验及配合比设计试验结果,在充分考虑气候及交通特点的基础上综合确定混合料配比。

3.施工前应对稀浆封层车的计量装置进行标定

封层车在工作中,各部的物料都要按照事先设定的要求按比例输送,计量的准确性和输送的稳定性决定了稀浆混合料的质量。因此,为了对材料进行精确计量,以得到精确的配合比和高质量的混合料,就必须对使用的稀浆封层车的给料系统进行细致的标定。

4.材料选择

本项目稀浆封层采用改性乳化沥青,其品种和质量应分别符合《规范》的要求。

稀浆封层选择坚硬、粗糙、耐磨、洁净的集料。各项性能应符合施工规范的要求。稀浆封层用料通过4.75mm筛的合成矿料的砂当量不得低于50%。细集料宜采用碱性石料生产的机制砂或洁净的石屑。项目部至少配置一台振动筛,对集料中的超粒径颗粒筛除。

5.机械准备

(1)摊铺机

稀浆封层机的选择,由于工程量较大,需选择连续式作业稀浆封层车。在B1标的施工中我们使用了两台美国VSS公司产Macropaver-12B大型车载式稀浆封层车,其性能优越,能够不间断连续施工,并在一个工作日内不留横向和纵向硬接缝。根据设计厚度进行一层摊铺,根据已有的施工经验,本设备施工能力能够满足合同工期要求。

(2)配套设备的选择

清扫设备:选用森林灭火器、高压气泵、高压水枪等配合人工清除路面尘土及污物。

压路机:选择质量小于4~5t,轮胎压力3个大气压的胶轮压路机效果较好,既能消除封层中的空隙,又能得到一个密实平整的表面。

水罐车使用8T水车,乳化沥青罐车使用15T的沥青罐车,大于稀浆封层摊铺机上水箱和乳化沥青箱的容量。

自卸汽车、装载机,装载机的高度能满足往稀浆封层车上装料的需要。为了减少稀浆封层车来回装料所耽误的时间,我们将已经过筛、拌和好满足级配要求的集料,采用两台20T东风自卸汽车拉至施工现场,进行二次倒装,在离工作面最近的地方装料;并用一台15T沥青罐车将加工好的乳化沥青拉至施工现场,在装混合矿料的时候同时加乳化沥青,这样大大节省了稀浆封层车装料运输的时间,提高了摊铺车的使用效率。

三、施工及组织

1.铺筑试验段,通过试验段的摊铺,确定施工工艺、施工配合比和行车速度、下料速度等。

2.本标段采取的施工程序为:(1)清除水稳碎石基层顶面泥土、杂物,洒布乳化沥青透层;(2)装料:将符合要求的矿料、乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺车的相应料箱;(3)摊铺稀浆混合料;(4)手工修复局部施工缺陷;(5)初期养护,胶轮压路机碾压,在稀浆混合料未完全破乳成型前,严禁行人、车辆等通行;(6)开放交通。

3.人员配备及分工

稀浆封层施工质量的好坏,取决于施工队伍的知识、经验和技巧,本项目由一支施工多年的熟练队伍组成,其分工和职责如下:

(1)施工负责人:负责指挥整个施工队伍,制定每天的工作计划,包括每天施工车数、材料用量、施工的先后顺序,分配工作任务,与交通管理部门的联系,对天气的判断,以及熟悉各个技术环节,处理突发事件等。

(2)施工技术人员:负责解决施工现场的技术问题,监督、检查施工前材料及路面的准备、施工的质量等。

(3)工长:负责现场施工指挥,协调前、后场之间的配合,负责现场文明施工,交通管理和安全生产等各项现场管理工作。

(4)试验员:负责现场的各项测试工作,现场的取样,提交并配合实验室的试验工作。

(5)操作手:负责摊铺过程的控制,按要求调节控制各种原材料的用量和摊铺厚度。

(6)稀浆封层机的驾驶员:不仅要有熟练的驾驶技术,还必须充分了解机械后方所进行的操作。必须熟知操作手发出的(事先约定的)指挥信号,并能及时起动、停止、加速、减速、向左、向右。操作手除了必须与驾驶员配合默契之外,还必须熟悉标定原理和标定方法,能随时根据材料的情况调整配合比。更为重要的是,能准确判断流入摊铺槽及摊铺槽内的稀浆稠度,并能及时调整。操作手的技巧也表现在恰如其分地起动、停止,以及稀浆混合料在摊铺槽中的左右分布,取得完美的接缝和边线处理。操作手在施工前应逐项检查稀浆封层机的发动机、传动系统、液压泵、乳液泵、水泵、乳化沥青管道、水管道及阀门系统等是否正常,并检查矿料给料器、皮带传送机、填料给料器、混合料拌和器、摊铺槽螺旋分料器等,是否保持良好的工作态度,否则不能开工。

(7)辅助人员:负责完成必要的手工作业,筛料、协助装料(包括乳化沥青、填料、水和添加剂)、摊铺后起点和终点的处理,边线与接缝刮平,摊铺箱的清洁、原路面的清扫以及一些必需的手工作业放置交通管理设施和其他交通管理工作。

(8)装载机驾驶员的任务除了给稀浆封层车上料外,还应经常观察矿料的质量,尤其是注意粗细料的均匀性和一致性,当料堆表面的矿料与堆中的矿料有不同时,应立即翻堆。

四、施工注意事项

1.稀浆封层施工的气候条件应满足:

(1)施工、养生期内的气温就会在7℃~35℃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。

(2)不能在雨天施工,及时了解天气预报,有可能在24小时内下雨或发生冻结现象时不能施工。

(3)严禁在过湿或积水的路面上进行稀浆封层施工。

2.稀浆封层混合料要做的试验包括:拌和试验、破乳时间试验、粘聚力试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮粘砂试验、配伍性等级试验等。

3.稀浆封层施工常见的问题及处理

(1)接缝的处理

接缝分为软接缝和硬接缝。软接缝指先铺筑的一幅还未固结,而进行的对接;硬接缝指先铺筑的一幅已固结成型,而进行的对接。

纵向接缝时,若是硬接缝,则应对先铺筑的接缝处进行预洒水处理,然后用橡胶刮板处理接缝的突出部分,再用扫帚扫平;如果是软接缝,待先铺筑的一幅初凝后,立即用平锹处理接缝的突出部分。

横向接缝可采取搭接的形式,从上一车终点倒回0.5—1.0m的距离开始下一车摊铺。如果有条件的话,应在摊铺起点摊铺箱下铺垫一块毡毯,当摊铺机前进后,将毡毯同上面的混合料一道拿走,这样可防止乳液流淌影响美观。

在铺筑路段的起终点都应该采取人工整平,并做出一条直线,多余的混合料应清除干净,随时保证施工现场整洁。

(2)划痕的处理

摊铺时,应安排专人专车(手推板车)跟在摊铺箱后,密切注意摊铺的情况,发现划痕,立即用拌好的稀料填补刮平。如果划痕是由料团被摊铺箱压碎引起的,则应立即将该处刮皮铲起,更换稀料,因为被压碎的料团是未经拌和的生料,通车后这条痕迹很容易跑散而形成一道凹槽。

(3)光面的处理

摊铺稀浆封层成型后,纵缝处易出现一条长而直的光面线,光面的产生有两种情况:一是混合料加水太多,稀浆从侧面流淌出来而致,只要调整混合料的用水量,便可避免此情况出现;二是摊铺箱两侧橡胶刮板磨损较快,不及时更换而引起的侧面漏浆。

(4)边角的修补

边角修补应随主体工程一起进行,派专人处理。修补用的料应是稀浆封层机拌和的料。因为人工摊铺比机械摊铺要慢,因此用于修补的料一定要稀一些。修补时应从边线处向中间修补,这样能形成一个整齐美观的接缝。

五、结论

由于稀浆封层具有节省沥青和资金、加速维修养护速度、防水、防滑、耐磨、填充缝隙延缓基层反射裂缝等特点,“八五”期间,乳化沥青稀浆封层成套技术被列为我国重点新技术推广项目,稀浆封层的应用取得明显的经济效益和社会效益,在高速公路施工中迅速得到了推广和应用,目前来讲,它还是一项新技术,在施工中还需要进一步探索、总结,以期取得更大、更多的成功经验,使之得到更为广泛的应用。

参考文献:

[1]微表处和稀浆封层技术指南.人民交通出版社.2007.4

[2]热拌沥青混合料铺面手册.人民交通出版社.2008.5

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