微表处与碎石封层.ppt

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1、封层类预防性养护技术 微表处、碎石封层,江苏省交通科学研究院 2007年3月,什么是预防性养护？,在适当的时间，将适用的措施应用在适宜的路面上,有那些特点？,预防性养护（预防）捕捉轻微破坏阻止进行性破坏减少改正性养护在适当的时间应用适宜的措施改正性养护(事后)改正性养护(事后)破坏以后更昂贵,有哪些好处？,改善路面状况更安全的道路降低寿命周期费用减少拥塞用户满意更有效地使用投资,哪些属于预防性养护？,封层类薄层沥青混凝土罩面封缝,封层类处治技术,定义：封层类处治技术是铺筑厚度小于3cm的一种薄层路面，其厚度一般在1.03.0cm。由于厚度较薄，在计算路面厚度时，其强度一般不计算在内，对于路面结

2、构的补强作用也很小,对原路面的要求,具有足够的强度和刚度 具有良好的整体稳定性 表面平整、密实、清洁,主要包括：,碎石封层同步碎石封层微表处稀浆封层宏表处雾状封层,不同封层类型的技术特点和适用性,碎石封层,碎石封层(Chip Seal)技术，也称为石屑封层，是在需要修复的路面上洒布一定量的沥青结合料后立即进行集料撒布的一种是路面预防性养护技术。根据撒布的层数可分为双层碎石封层(Double Chip Seal)和单层碎石封层(Single Chip Seal)。,碎石封层的作用,增加路面抗滑性，提高行驶安全程度提高路面防水性，减少路面水损害防止下层路面氧化，老化和磨耗赋予干燥风化路面以新生命对

3、小型裂缝及不完整部分进行填封改善路面纹理结构成本低且快速路面更新,碎石封层的局限性,设计或施工不当会限制其使用寿命或导致提前失效；松动的石屑可能导致车辆或挡风玻璃的损坏；容易出现碎石松动飞散的现象，影响行车安全道路噪音大；施工和处理过程中延长了交通中断的时间。由于该技术的自身较难克服的弱点限制了该技术在重交通、高速道路的使用。但随着材料改进与技术的发展，碎石封层也越来越多地用于重交通量的道路。为了提高其粘结性，较多采用橡胶沥青作为胶结料，即SAM应力吸收层,碎石封层的寿命,SHRP SP5：5 年澳大利亚:8-15 年新西兰：8-15 年南非:8-12 年,碎石封层允许的路面状况,原材料要求,

4、1、集料 集料自身具有一定强度、抗高温碾压、对沥青具有较强的粘结等性能 洁净、干燥、无风化、无杂质，可优先选择反击破加工的优质玄武岩，严格控制细长扁平颗粒含量,碎石封层级配范围,集料技术标准,2、改性沥青具有较好的粘结性、一定的抗老化、高温具有较高粘度、低温具有较好的延性等性能,SBS改性沥青技术要求,碎石封层的配合比设计,与一般的混合料设计有着明显的差异，碎石封层是一项与施工过程联系更为密切的技术。依赖于工程实践经验、施工机械、现场路面条件等，室内实验很难替代现场情况。配合比设计工作的重点在于进行集料筛分，配备各集料用量及混合集料级配设计，建议集料洒布量为10kg/m2。沥青用量的设计十分复

5、杂，它与道路交通量、现有路面状况、集料特性及级配组成等因素有关，可通过现场试验路（试验确定路面适宜的沥青，推荐沥青用量为2kg/m2）及工程经验确定。,施工机械的配备,1、施工机械1）沥青洒布机2）骨料撒布机轮胎式 自动推进 3）压路机轮胎压路机（1015T）和钢轮压路机（1015T）4）路面清扫机5）集料运输车,碎石封层的施工工艺,1）路表面状况进行调查对路面进行处理 2）路面清扫提高沥青与路面的粘结 3）改性沥青洒布 沥青的温度应控制在6585之间 4）集料撒布 集料撒布车与沥青洒布车的间隔应不超过45m,碎石封层的施工工艺,5）碾压对路面进行碾压，将该层压实度控制在30%以下，碾压应在集

6、料撒布后5分钟内完成 6）路面清扫 避免通车后表面石料飞散7）按缝处理 平顺一致，不出现集料堆积或露白现象 8）开放交通 施工24小时后方能开放交通，若交通控制较困难，在新铺筑路面通行时应控制车速不大于40km/h,碎石封层施工阶段的质量检查标准,同步碎石封层,同步碎石封层 也称为宏表处（Macrosurfacing），就是用专用设备即同步碎石封层车，将碎石及胶结材料（改性沥青或改性乳化沥青等）同步洒浦在路面上，在自然行车碾压下，形成保护原有路面的沥青碎石磨耗层。,同步碎石封层是一种特殊的碎石封层，沥青结合料和石料同步撒铺，可采用改性沥青，与普通的碎石封层相比，可以大幅度增强粘结力，适合重交通

7、量道路使用。同时其成本与普通碎石封层相比提高很少，经济上和技术上都具有一定的优势,同步碎石封层的优缺点：,同步碎石封层与常规的碎石封层相比，其优点在于同步碎石封层是在1秒钟内同步完成洒布沥青和碎石，保证了沥青结合料的温度，提高了沥青与石料的粘结性。因此，同步碎石封层更适合使用各种改性沥青，从而提高与路面的粘结、温度稳定性，对路面变形的适用性等，减少可能产生的石料松动，同时也提高了生产效率。其缺点在于同步碎石封层是属于现场施工成型，与沥青混凝土不同，其质量受施工的影响较大。,同步碎石封层允许的路面状况,破坏类型,同步碎石封层的作用,封路面改善表面抗滑可用于重交通量路面,原材料要求,1、沥青具有较

8、好的粘结性、一定的抗老化、高温具有较高粘度、低温具有较好的延性等性能,SBS聚合物改性沥青的技术要求,2、集料同步碎石封层采用同一粒径的粗集料，要求粒径均匀，颗粒为近似立方体形状，洁净、干燥、无风化、无杂质，可优先选择反击破加工的优质玄武岩。,同步碎石封层用集料规格,同步碎石封层集料质量技术要求,原路面的准备工作,同步碎石封层施工前应按有关规范的规定对原路面进行路况调查及检测，当原路面质量检测符合要求后方可铺筑同步碎石封层。如果原路已有明显损坏的，应详细调查损坏情况。根据各种破损的产生原因、原路结构类型、修补季节的气候条件等实际情况，采取行之有效的修补方法，对原路病害及缺陷进行预先处理，再铺筑

9、同步碎石封层。对于缝宽5mm的裂缝，可不进行处理。如果是由于基层或土基引起的病害，则应该根据具体情况对路基或基层进行处理后再进行同步碎石封层的施工。,同步碎石封层施工机械,同步碎石封层车一台；50型装载机一台；916t胶轮压路机两台；沥青加热装置一台；8t水车一台；其它小型机具,施工工艺,1）路表面状况进行调查对路面进行处理 2）路面清扫提高沥青与路面的粘结3）沥青和集料洒布 沥青的温度应控制在165170 之间 4）碾压对路面进行碾压，碾压应在集料撒布后5分钟内完成,施工工艺,5）路面清扫 避免通车后表面石料飞散6）按缝处理 平顺一致，不出现集料堆积或露白现象 7）开放交通 施工结束后即可开

10、放交通通车2h之内，应设专人控制行车，车速不许超过30km/h,同步碎石封层施工现场及施工完成后的表面,同步碎石封层施工阶段的质量检查标准,休 息（15分钟）,微表处,微表处也称为聚合物改性乳化沥青稀浆封层，英文名为Microsurfacing 微表处技术已被广泛应用于高速公路的路面养护中，并被证明是一种具有很高性能价格比的养护措施。,微表处的作用,阻止松散的表面氧化改善表面抗滑充填车辙/较小的路面不平整封路面表面,微表处允许的路面状况,破坏类型,施工应具备的条件,道路的温度在微表处固化过程中起着重要的作用24小时内如果有霜冻的可能，应避免施工。气温未达到10时微表处不宜施工，但在气温大于7并

11、持续上升时可以施工。雨后路面积水未干或未清除之前，不可施工。施工养护成型期内可能会降雨，则不可施工。此外，有一支技术熟练，配合默契的专业施工队伍是稀浆封层施工质量的保证；对于道路上原有的一些设施也应该采取保护措施。,施工前的准备工作,1、原路面的准备 a、修补 当原路面上有坑洞、边线破损和裂缝宽大时，应进行修补。有深洞时，应分层填补并压实。虽然稀浆可以填补多数的裂缝，但最好还是在铺设稀浆之前，将宽大的裂缝封起来。对于大的拥包和深的车辙（如车辙深超过10mm），应先进行铣刨和填补。b、清洁 修补完成后，对需加铺封层的路面应事先将所有杂草、松动的材料、泥块等任何障碍性的东西加以清除，人工清扫、机械

12、清扫、空气吹扫或水冲等，都是有效的方法。当原路面空隙率很大或透水性太高时，应避免用水冲洗，可采用高压气吹的方法清理。原路面有大块油污时，应将其清除，以免影响稀浆封层与原路面的粘结。,2、备料 a、过筛施工的矿料必须过筛，把超大粒径的石料筛掉，以免大粒径石料给拌和和施工带来不利影响。b、堆料拌好的矿料应尽量堆在经过铺装且洁净的地面上，以免混入泥土。c、填料和水 填料的质量要求主要是细度、含水量等。水泥、石灰、硫酸铵、粉煤灰均不得含泥土杂质，并应干燥、疏松、没有聚团和结块，且小于0.075mm的颗粒含量不应少于80%。施工用水应采用饮用水，当pH值在7左右并且无咸味时，都可以采用,施工流程图,摊铺

13、过程一般如下：,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。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、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

14、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1.53.0km/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；9）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；

15、10）查对材料剩余量。,现场摊铺,出料过程示意图,4、施工工艺的控制,1）预湿水天气过于干燥炎热时，对原路面进行预洒水，有利于稀浆对原路面的牢固粘结。一些新式的稀浆封层机都带有预洒水设备，只需摊铺时打开即可。对于无洒水系统的摊铺机或人工摊铺，可采取其它方式洒水，但应避免洒水过多，量的控制以路面无积水为宜，洒水后可立即摊铺。,2）接缝纵缝与摊铺方向平行，是影响封层总体外观的重要方面，因此纵缝的处理非常关键。在先铺筑的接缝处进行预湿水处理有助于两车稀浆混合料的连接，而用橡胶刮耙处理接缝处的突出部分非常有效，再用扫帚进行扫平，使纵向接缝变得平顺，总体外观更佳，在高速公路上，应尽量减少纵缝的搭接宽度，

16、并尽可能将重叠的位置安排在标线的位置，将一条车道分成两幅或三幅摊铺的情况应当避免。,横向接缝过多过密会影响外观和平整度，因此要尽可能减少横缝的数量，提高接缝的施工水平。良好的横向接缝对于防止水分下渗和形成悦目的外观，仍极为重要。首先在起点处，当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时，就可以低速缓慢前移这样就可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象，并对起点进行人工找平。施工时可在起点的摊铺箱下铺垫一块油毡，当摊铺机前进后，将油毛毡连同上面的混合料一道拿走，这样可以保证一个非常平整的起点和良好的外观。当摊铺机所携带的任何一种材料已经用完时，操作手应力求摊铺箱内混合料分布均匀。一般情况下，摊铺终点的外观影响

17、不大，因为下一车将在该终点处，倒回一段距离。从上一车终点倒回35m的距离开始下一车的摊铺，是一个可采纳的办法；当进行最后一车施工时，其终点的处理应采取人工整平，并做出一条直线。,3）加水量的控制某一种石料和乳化沥青，当外加水量为某一范围时，可以成为一稳定的稀浆。机械作业时的外加水量，可以采取允许范围的中值。若加水量过少，拌和时的和易性及均匀性都受影响，甚至拌不出稀浆。有的施工单位片面地认为加水量增大有利于拌和摊铺，而对稀浆质量无多大影响，这是不正确的。加水量过多，会带来一些不利影响：破乳成型时间延长；造成流淌现象，影响混合料中的沥青含量，并产生光滑纵向条纹和大块亮斑；造成混合料中沥青分布不均。

18、,4）过大颗粒及细料凝块石料中难免会有超径的颗粒，这些颗粒有可能会卡住搅拌轴，引起机械故障，更有可能卡在橡胶刮板下面，形成纵向划痕。矿料受潮时会产生细料凝块，特别是对于砂当量较低的矿料。这种凝块也容易造成纵向划痕，有时也可能在摊铺箱下压碎，给封层表面留下一条松散的浅色痕迹，通车后这条痕迹很容易跑散而形成一条凹槽。为避免这种现象，应将装入矿料箱的矿料过筛。,5）摊铺箱每天工作结束后必须清洁摊铺箱 不应有漏浆现象，其侧面应安装橡胶板以使侧面保持整洁 摊铺箱的拖动应保持平稳无振动，机器的速度应一致，不能忽快忽慢。,6）摊铺速度 摊铺的速度应根据路面的状况进行调整。在铺较薄的封层时，摊铺速度对封层的影

19、响更加显著。摊铺速度主要取决于两大因素，一是集料的级配，二是原路面的表面纹理。7）摊铺厚度微表处的摊铺厚度的控制也是微表处施工中重要的一个环节，不合理的厚度会减少微表处的寿命,8）人工摊铺有些路段不适于机械摊铺，须通过人工摊铺来完成，这些地段的摊铺可以用胶滚来完成。人工摊铺的原则是越少越好，人工摊铺的稀浆越多，发生的离析也越多。9）车辙处理当车辙深度达到13mm以上时，宜采用专用的车辙摊铺箱来填补，也可采用铺两层微表处的方法,微表处的成型养护,微表处施工完后需要一个成型养护的过程。养护的时间，视稀浆混合料中水的蒸发及粘结力的大小而变化，通常认为，当粘结力达到1.2 Nm时，稀浆混合料已经初凝，

20、当粘结力达到2.0 Nm时，稀浆混合料已凝固到可以开放交通的状态。影响稀浆混合料成型的因素很多，包括气候、材料、机械设备、配比等多方面，不考虑气候、矿料、机械等非人为因素，乳化沥青的性能及配比就成为影响成型的最关键因素。,1、集料在稀浆混合料中，集料占3/4，集料的性质在很大程度上影响混合料的拌和性能及养护成型时间，尤其是慢裂快凝型稀浆封层。一般来说，混合料的可拌和时间越长，其养护成型时间也越长。矿料越干，吸湿性越强，开放交通也越快；若矿料开始是湿的，则开放交通时间会延长。,2、乳化沥青必须是慢裂的乳化沥青 影响乳化沥青破乳速率的主要因素是乳化剂的性能，乳化剂的用量、乳液的pH值及乳化沥青含量

21、。在慢裂快凝稀浆封层方面，乳化剂用量的大小是决定乳化沥青破乳的主要因素。一般而言，乳化剂用量越大，其乳液的稳定时间越长；成型开放交通的时间亦越长；反之，乳化剂用量越小，混合料的可拌和时间越短，也可能拌不出合格的稀浆混合料。乳化沥青中的原沥青性能也对成型开放交通有影响，一般认为原沥青针入度越低，其开放时间越短，凝固速度越快。,3、填料填料分为有化学活性的和没有化学活性的填料。对于不具有化学活性的填料，在稀浆混合料中，其掺量越大，混合料的破乳成型时间均有所缩短，这是因为比表面积迅速增加的缘故。4、添加剂添加剂可分为速凝剂和缓凝剂两种。在稀浆封层系统中，缓凝剂和速凝剂均是以保证最低限度的可拌和时间来

22、确定其添加量的,5、温度（能量）在稀浆封层系统中，广义的温度概念包括空气及太阳的热能、化学反应的热能、原路面的热能、风能及机械拌和摊铺产生的能量等之和。应该说系统的总能量越高，混合料的脱水速度越快，封层的成型开放交通时间越短，在慢裂快凝稀浆封层方面表现的尤为突出。,6、碾压稀浆混合料在破乳成型后，都会有若干空隙。这些空隙在自然交通的反复作用下，可以提供足够的压实，将空隙自动弥合，因此也就无需压实机械碾压。但交通量不足的地方，如停车场，机场、广场及不开放交通的下封层，则必须碾压。碾压的时机非常重要，一般认为，刚破乳的沥青微粒，其成膜后的性质接近于液态而非固态，因此在此时碾压，其压实效果最好。,7

23、、其它刚摊铺的稀浆混合料，在养护成型期间内，严禁任何车辆和行人进入，否则将影响外观。但有时一些路段在摊铺后必须立即开放交通，如交叉路口、单位门口等，为此必须采取一些措施，尽可能减少对封层的破坏。可以采用撒砂的方法，而且在这些路段应尽量避免急刹车和急转弯。施工时产生的一些缺陷，如漏铺、刮痕、脚印等，均应在开放交通前进行修补，以防病害扩大。微表处施工后，应对现场进行清理，路面上不应留有任何松散或成堆废弃物。不慎漏出乳化沥青或施工终点多余的乳化沥青所产生的光滑表面应撒上一层石屑，并扫平。,微表处施工及施工完成后的表面,微表处施工现场质量控制,施工好的微表处应当满足以下要求：表面平整、密实、无松散、无

24、轮迹；纵、横缝衔接平顺，外观色泽均匀一致；与其它构造物衔接平顺，无污染；摊铺范围以外无流出的稀浆混合料；表面粗糙，无光滑现象。,现场材料检测项目一览表,典型的单价和期望寿命,措 施 单 价 期望寿命($/SY)(年)雾状封层 0.45 2 4稀浆封层 0.90 3 7微表处 1.25 3 9石屑封层 0.85 3 7 薄热拌料 1.75 2 10,估计寿命延长(年),2-4,5-7,8-12,微表处,1-3,3-5,7-10,稀浆封层,1-3,3-5,7-10,石屑封层,1-2,1-3,3-5,雾状封层,差的状况(PCI=40),及格的状况(PCI=60),好的状况(PCI=80),措施,养护的频度,8-15,薄和超薄 HMA,6-12,微表处,4-10,稀浆封层,4-8,表面处治（石屑封层）,2-4,雾状封层,2-4,裂缝封缝,年,措施,