微表处用于水泥路面的可行性分析

厦门畅维路桥工程有限公司Page1of10微表处改造旧水泥混凝土路面（白改黑）可行性分析一．微表处工艺的介绍1.微表处定义：微表处是采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理配比拌和并摊铺到原路面上，并能够在摊铺后1～2h内迅速开放交通的薄层结构，简称MS。2.材料的选择：2.1集料微表处用的矿料要有一定的颗粒级配组成，使其形成密实而又稳定的稀浆混合料，在集料中要有一定数量的粗粒料起骨架作用，也需要适当数量的细料填充空隙，以保证稀浆具有较好的密实性，耐久性而不会离析分散。除对混合集料的级配有一定的要求之外，微表处也对各级集料本身的材质、形状、级配和粒径规格等提出了一系列要求：1）坚硬耐磨微表处一般是铺在路的表面，直接与车轮接触，为提高封层的抗滑耐磨性能，延长封层使用寿命，最好选用强度高、硬度大、耐磨性好的石料做集料。2）干净集料中的泥含量过高时，会产生一系列不利因素：纯沥青需要量增加，却不产生任何好处；养护时发生过分的收缩；抗磨耗性能降低；厦门畅维路桥工程有限公司Page2of10对慢裂快凝型系统而言，将会产生极为不利的影响，有可能在拌和时就破乳，从而无法形成相对稳定的稀浆。所以集料中的泥含量不能过高。3）粗糙矿料应选用棱角较多、表面粗糙的轧制石屑，这样就可以提高封层抗滑和抗磨耗性能，在交通量大、行驶车速高的路段更应如此。4）筛除超规格粒径的颗粒如矿料中含有粒径超过封层厚度的大颗粒，在稀浆混合料摊铺时，由于受稀浆封层摊铺机橡胶刮板的阻挡，将大颗粒积聚在摊铺箱橡胶刮板的前方，大颗粒随摊铺箱前进时就会在铺好的稀浆封层上划出纵向条痕。2.2乳化沥青稀浆混合料中起粘结作用的是所用乳化沥青中的沥青材料，因此乳化沥青中的沥青应符合道路石油沥青标准。作为用于微表处的的乳化沥青，还要满足级配矿料的拌和要求，使得稀浆混合料在拌和和摊铺过程中保持均匀、不破乳、不离析的良好流动状态。阳离子慢、中、快裂和阴离子慢、中裂乳化沥青均能作为稀浆封层的结合料。由于阳离子乳化沥青对酸碱性石料均有良好的粘附性，因此对矿料的选择范围也较广。稀浆封层成型时间一般都在3～4小时以上，微表处成型时间可以控制在1h左右。2.3矿物填料的选择矿物填料主要有水泥、消石灰、硫酸铵粉、粉煤灰等。在添加填厦门畅维路桥工程有限公司Page3of10料时，应充分考虑填料与矿料、乳化沥青的反应及相容性，应有利于稀浆混合料的拌和、摊铺和成型，保证封层的整体强度。填料的作用主要有以下几点：改善级配；提高稀浆混合料的稳定性；加快或减缓破乳速度；提高封层的强度。填料的用量必须通过室内配合比试验来确定，用于微表处的填料不能有风化结块现象。在微表处施工过程中，可以通过增减低于1%的填料用量来调整稀浆系统的兼容性和初凝时间。2.4水水是构成稀浆混合料的重要组成部分，它的用量的大小是决定稀浆稠度和密实度的主要因素。稀浆混合料的水相是由矿料中的水、乳液中的水和拌和时的外加水构成的。任何一种级配良好的混合料都可由集料、乳液及有限范围的外加水组成稳定的稀浆。一般矿料的含水量相当于矿料质量的3%～5%。矿料含水量过大不仅影响矿料的容重，而且容易在矿料斗里产生架桥现象，影响矿料的传送，因此矿料输出量应随其含水量的不同而做相应调整。矿料的含水量还将影响封层的成型，含水量饱和的矿料，其成型开放交通时间需要更长。沥青乳液中含有35%～45%的水。外加水质量一般是干矿料质量的6%～11%。外加水量低于6%的稀浆混合料太稠，不便于摊铺；而外加水量高于11%时，稀浆混合料太稀，易发生离析、流淌，而且可能产生集料下沉、沥青上浮现象，成型后表面一层油膜而下面是松散集料，与原路面粘结不牢，容易成片起皮脱落，因此慎重控制总外加水量对于保证微表处的质量非常重要厦门畅维路桥工程有限公司Page4of10用于微表处的拌和水是饮用水即可，它不一定非要通过试验来检验，但是了解水的PH值对保持混合料的PH值平衡是很有帮助的。半咸水、盐水或含粉沙的水不应使用。准确控制现场拌和的用水量是非常重要，通常把用水量控制在允许范围的中值。3.施工工艺3.1对原路面的要求微表处由于厚度薄，主要起防水、防滑、耐磨和改善路面平整度的作用，在路面结构体系中，只能作为表面保护层和磨耗层，而不起承重性的结构作用。因此为了确保施工后路面的质量，原路面必须满足：1)具有足够的强度和刚度原路面及其基层是承重层，应能承受荷载的作用，在重复荷载的作用下，不会产生残余变形，也不允许产生剪切和弯拉破坏。其要求可参照城市道路或公路设计规范、城市道路或公路养护技术规范等。2)具有良好的整体稳定性原路面的整体水稳性和热稳性是否良好，是保证施工后路面稳定性的基本因素，因为稀浆封层施工后，对路面的稳定性改善很小，且微表处几乎不具有结构抗应变能力。因此，为了保证路面质量，对原路面必须提出稳定性要求。3)表面平整、密实、清洁微表处只起调整表面平整度的作用，当原路面表面不太平整时，厦门畅维路桥工程有限公司Page5of10由于微表处本身的厚度和施工方法所限，希望仅通过它就达到相当高的平整度要求是不现实的。尤其是一些大的拥包、坑槽等，应根据有关规范的要求进行铣刨和修补，达到基本平整。如德国要求为：超过10mm的不平整地面应先进行整平。同样，原路面必须密实，清洁。原路面是否清洁，是关系微表处能否与原路面粘结在一起的重要因素，因此必须保证原路面的清洁。3.2一般微表处施工采用以下流程：封闭管制交通清扫路面放样摊铺机就位摊铺早期养护开放交通施工流程图其中，摊铺是最关键的一环，它可分为机械摊铺和人工摊铺。摊铺过程一般如下：3.2.1放样划线根据路幅全宽，调整摊铺箱宽度，使施工车程次数为整数。据此宽度从路缘开始放样，一般第一车均从左边开始，划出走向控制线。厦门畅维路桥工程有限公司Page6of103.2.2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机的相应料箱，一般应全部装满，并应保证矿料的湿度均匀一致。3.2.3摊铺1）将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，并调整摊铺箱厚度与拱度，使摊铺箱周边与原路面贴紧；2）确认各料门的高度或开度后开动机器，接合拌和缸离合器，使搅拌轴正常运转，并开启摊铺箱螺旋分料器；3）打开各料门控制开关，使矿料、填料、水几乎同时进入拌和缸，并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；4）调节稀浆在分向器上的流向，使稀浆能均匀地流向摊铺箱左右；5）调节水量，使稀浆稠度适中；6）当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，启动底盘，并缓慢前行，一般前进速度为1.5～3.0km/h，但应保持稀浆摊铺量与生产量基本一致，保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右。7）混合料摊铺后，应立即进行人工找平，找平的重点是：起点，终点、纵向接缝，过厚、过薄或不平处，尤其对超大粒径矿料产生的刮痕，应尽快清除并填平；8）当摊铺机上任何一种材料用完时应立即关闭所有的开关，让搅拌缸中的混合料搅拌均匀，并送入摊铺箱摊铺完后，即停止前进；厦门畅维路桥工程有限公司Page7of109）将摊铺箱提起，然后将摊铺机连同摊铺箱开至路外，清洁搅拌缸和摊铺箱；10）查对材料剩余量。4.微表处作用:4.1防水作用稀浆混合料的集料粒径较细，并具有连续的级配，铺筑成型后，它可以与原路面牢固地粘结在一起，形成密实的表层，可防止水的侵入，保持基层和土基的稳定。4.2防滑作用稀浆封层与微表处具有合理的厚度，粗细颗粒分布均匀，表面有良好的构造纹理，故而改善了路面的抗滑性能。4.3抗磨耗作用用于微表处的集料都经过较严格的筛选，具有良好的耐磨性能，且由于乳化沥青对集料的粘附性较好，因此路面的抗磨耗性能大大提高。4.4填充作用稀浆混合料具有良好的流动性，对路面的裂缝、坑塘和不平有着良好的填充修补作用，因此可以显著改善路面的外观和平整度。二．微表处施工前旧水泥混凝土路面的综合处治1．坏板的处理水泥混凝土路面都是由伸缩缝分开的混凝土板组合而成（板的大小在3.5m×5m左右）。旧水泥混凝土路面经过长时间使用，就会出厦门畅维路桥工程有限公司Page8of10现一些混凝土板被车轮压烂、压碎、断裂、掉角等现象，在“白改黑”施工时，这些问题都必须解决。分别阐述如下：如果个别混凝土板已被压烂、压碎，不能继续使用，则必须将旧板彻底砸除，将混凝土石渣挖出外运，然后重新浇注标号不低于原路面的水泥混凝土。将旧板破碎时，一要注意不要使用大锤，可采用人工或小锤破碎的方法，破碎后更不要采用装载机下去铲装，可采用人工将碎石搬出的方法，以严格避免施工挠动更深的底基层；二要注意破碎时不要损坏相邻混凝土板，同时石渣土清除后还要清除坑底浮土，注意相邻板的下面是否有空洞等，如有，也必须同样处理。重新浇注混凝土后，要严格照规范要求进行振捣、赶光、拉毛、养护等施工。如果原水泥混凝土板破损不严重而且只有轻微裂缝时，可以不破碎，采用割缝机沿裂缝割缝，清理干净，并在所割缝隙中灌沥青玛蹄脂（同伸缩缝处理方法，后面将详述）。如果原水泥混凝土板破损不严重而且只有边角处轻微损坏的水泥混凝土板可以不破碎，施工时先用割缝机沿损坏范围割成正方形区域，再用人工将损坏处凿出12～15cm深并清走，再向其中重新浇筑水泥混凝土。2．接缝处理伸缩缝处理是基层处理施工中的重要内容。首先采用割缝机对缝隙进行割缝清理，然后用灌缝机向清理后的缝中灌注沥青玛蹄脂，割缝机清缝主要是将缝中的杂物彻底清除，清缝时要保证一定的锯深，厦门畅维路桥工程有限公司Page9of10即清出的缝要有足够的深度，一般最少也要8～10厘米，清除后要及时打扫附近卫生并尽快进行灌缝，以免杂物再次进入缝隙。灌缝指向清出的伸缩缝中灌注沥青玛蹄脂，一般由专用的灌缝机来完成。灌缝前要调整好灌缝机，使之流出的沥青玛蹄脂油底细腻、均匀。灌缝要有专门的操作人员来完成，灌缝时速度要慢，要保证缝中的沥青玛蹄脂均匀密实，使之慢慢静化凝固。灌缝施工还要尽量选择在气温适宜的时段施工，天气炎热时，可采取夜间施工，以防止过高的气温使浇灌的沥青玛蹄脂表面出现小气泡，影响质量。3．错台处理常年的车流可能造成相邻旧混凝土板高低不平，形成错台现象。错台现象不但会对新铺的微表处路面平整度产生影响，而且完工后新铺的微表处路面也会在此处形成裂缝，严重影响工程质量，因此必须进行处理。处理方法视相邻板的错台严重程度而定：当错台较小（不高于5毫米时），可用人工将稍高板的高出部位按倒三角断面凿一部分，使二者处在同一水平面上。当错台较大（大于5毫米小于3厘米）时，不但要将稍高板凿一部分，还要在稍低板上洒1.2kg/m2的乳化沥青透层油，并铺上一层细细的沥青砂混合料，用衬平的方式使二者处在同一水平面上。当错台大于3厘米时，就要像处理坏板的方法那样将下沉板破除，重新浇注新混凝土板补强。4．卫生清扫及其他“白改黑”施工很怕有柴油、汽油等油料污染底基层。施工中一厦门畅维路桥工程有限公司Page10of10定注意严格避免各种机械设备的油料对混凝土路基的污染。万一出现时，要及时采取必要的措施进行彻底清理干净。为了保证旧混凝土路面与新铺微表处路面很好地结合，对混凝土路面上光滑的部分区域要采用专用的混凝土铣刨设备进行拉毛施工。上述施工都不可避免地产生大量的渣土，都要及时进行清理，必要时采取鼓风机吹净浮土。一定做到喷透层油前表面干干净净，无任何浮尘与污染。三．经济效益分析1.造价低廉。单层微表处的造价为19元/m2左右，价格便宜，适应了我国公路养护经费不足的实际情况。2.大大降低行车噪音，提高行车舒适度。3.提高路面的耐久性，在公路路面层进入养护期时，在路面上直接用微表处施工，一般可延长路面的使用寿命3-5年。四．结语微表处改造旧水泥混凝土路面（白改黑）施工法现正在起步阶段，随着城建改造规模的日益扩大，其方便的施工方法及低廉的造价必将会使其越来越受关注与广泛接受。通过合理的施工组织与严密的技术措施，可有力地保证施工质量与施工进度；而通过对已完工程中的施工探索与经验总结，则可不断使这项技术逐渐走向成熟，并使其得到更加广泛的应用，使人们受益。