第一篇:沥青路面养护新工艺新技术 同步碎石封层教案
《沥青路面养护新工艺新技术 ——同步碎石封层》教案
1、前言
“同步碎石封层”是用专用的同步碎石封层机(见图1)将碎石和粘结剂(热沥青、改性沥青、乳化沥青等)同步洒铺在路面上,通过自然行车或轮胎压路机的碾压形成沥青碎石磨耗层。它主要作为沥青路面表面处理层使用,也可用于低等级公路的面层施工,使沥青路面的使用寿命延长10~15年。
图1同步碎石封层机
由于同步碎石封层将粘结剂的喷洒与碎石撒布两道工序集中在一台车上同时完成(见图2),可以使碎石颗粒立即与刚喷洒的流动性好的120~140℃的热沥青或乳化沥青相接触,并较深地埋入粘结剂内,因此同步碎石封层技术具有以下几个特点:
图2同步碎石封层施工示意图
1)良好的防水性。同步碎石封层整体力学特征是柔性的,能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝,因此提高了路面防渗水性能,若使用聚合物改性沥青则效果更佳。
2)良好的附着性和防滑性。同步碎石封层中被沥青粘结到路面上的骨料仍直接与轮胎接触,其粗糙度增大了与橡胶轮胎之间的摩擦系数,因此可显著提高路面的附着性和防滑性并降低能耗。
3)良好的耐磨性和耐久性。同步洒铺的碎石和沥青形成沥青结合料,其碎石颗粒以2/3的高度陷入沥青(见图3),增大了两者的接触面积,并且由于沥青结合料的毛吸引力可以形成一个凹面,该凹面与碎石紧密结合,防止碎石流失,因此使同步碎石封层具有良好的耐磨性和耐久性,这也是沥青路面采用同步碎石封层技术进行预防性养护或修复性养护、使道路使用寿命得以延长的重要因素之一。
图3沥青裹敷碎石
4)良好的经济性。同步碎石封层只需要较低的能耗,据测算每m2沥青路面使用1.5kg沥青、8~12kg碎石即可,其成本只是3cm热沥青混合料罩面的50%左右,而质量要好于罩面。
5)同步碎石封层可作为低等级公路的过渡型路面,以缓和公路建设资金暂时不足的问题。
6)同步碎石封层施工工序简单、施工速度快,可及时限速开放交通,一小时后可完全开放交通。
7)无论用于道路养护还是作为过渡型路面,同步碎石封层的性价比明显优于其他道路表面处治方法,从而大大降低道路的维修养护成本。据资料介绍,“法国大量采用同步碎石封层技术进行道路养护施工,将节省的资金用于新公路建设,才使得法国的高速公路网和县乡公路网居世界前列”。
2、材料和设备的选用
为了保证同步碎石封层施工的高性能,需要进行相关试验来确定骨料和沥青之间的物理化学相容性。与此同时,以既定的同步碎石封层机为基础,选用相应的机具与其配套、联合作业,以获得高质量、高效率的封层效果。
2.1沥青的选择和使用
使用同步碎石封层技术,原则上对沥青的选择和使用无特殊要求。在保证沥青正确的洒布温度、洒布量的前提下,使用普通沥青、重交沥青、乳化沥青、改性沥青都可以获得很好的效果。应注意的是,施工中沥青用量是决定封层质量好坏的一个十分重要的因素。沥青过少时所封层的路面有可能出现严重的碎石脱粒;若过多时,则会出现泛油现象。因此沥青用量要根据交通量、路面状况、施工季节等进行调整,如大交通量的道路用量宜减少5%~10%,秋季施工用量比夏季的应增加5%左右。
2.2骨料的选择和使用
同步碎石封层技术对骨料种类无特殊要求,花岗岩、玄武岩、石灰岩等都可以。但要根据不同交通量和路基结构等情况,对同一次施工中不同的工序所需的骨料要进行有针对性的选择。因同步碎石封层技术属薄层技术,所用骨料为单一级配碎石颗粒(非一般意义的“石屑”)常用的碎石粒径有2~4mm、4~6mm、6~10mm和10~14mm等。
2.3设备的选用
同步碎石封层机是专用于同步碎石封层施工的主机,目前投放中国市场的同步碎石封层机有法国赛格玛(SECMAIR)公司生产的30通用型、40通用型、41型、45通用型、凯撒路霸连续式和河南省高远公路养护设备有限公司生产的XY5250TSF型等,施工单位可根据实际情况进行选购、使用。
与同步碎石封层机配套作业的机械有50型装载机一台、9~16t轮胎压路机两台、25~40t沥青运输车一台、8t洒水车一台、路面除尘设备和小型铣刨机各一台。
3、施工工艺及技术要点 3.1施工工艺
沥青路面的预防性养护和修复性养护一般采用二次封层:第一次用6~10mm、10~14mm粗碎石形成骨架;第二次用2~4mm细碎石嵌缝。两次封层后用轮胎压路机碾压,也可通过自然行车碾压。沥青路面若有10cm以上的车辙、沉陷等病害时,可采用多次封层不同粒径碎石的施工方法。现以旧沥青路面加铺防水磨耗层的典型预防性养护为例,介绍同步碎石封层机的施工工艺。
3.1.1施工前的准备工作
1)首先对待施工路段的路面状况、交通量等进行实地勘察。
2)根据检测数据,认真分析并做试验,确定施工方案,其内容包括:施工结构选择,沥青和碎石的选用,对车辙、坑槽等病害的预处理等。
3)做好配套机具的调配、组织等工作。3.1.2施工过程中的操作技术
1)在施工路段内设臵道路施工提示标志。
2)确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪;确定同步碎石封层机技术状态良好、参数设定正确,并现场试验。
3)清扫施工路段,确保路面无尘土、垃圾等。4)在一段路面上进行试封层,并根据其效果对各作业参数进行调整直至达到预期效果,然后进行长距离的连续施工。
5)随后轮胎压路机立即进行3~4遍的碾压。若采用自然行车碾压,通行车辆则必须限速行驶。
6)分幅进行封层施工时,另一幅可以开放交通。要做好分幅封层搭接缝的处理工作:第一幅封层时暂留10~15cm宽度不撒布碎石,待第二幅封层时沿预留沥青边缘进行同步碎石撒布。
3.1.3施工后的技术工作
1)封层后的1h(或2h)可以开放交通,但需要对通行车辆限速(≤40km/h即可),以防止快速行车造成碎石飞溅。
2)对散落在路边的碎石进行清除。3.2技术要点
1)选用技术性能先进的同步碎石封层机并保持其良好的技术状态是保证沥青路面同步碎石封层质量和效率的前提和基础,其中包括:结构合理的沥青喷洒装臵,保证对沥青喷洒量及均匀性进行精确调节与控制;先进合理的沥青控制系统;精确调节和控制碎石的撒布量及均匀性;沥青喷洒与碎石撒布要保持高度一致。
2)喷嘴高度不同时喷洒后形成的沥青膜厚度不同(各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青的重叠情况不同),因此要通过调整喷嘴高度使得沥青膜厚度适宜。
3)使用改性沥青作为粘结剂时,为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜,必须保持沥青在160~170℃的温度范围内。
4)同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶,在此条件下碎石和沥青的撒布率必须匹配。
5)根据路面平整度和抗滑性能要求,应严格控制所用石料的粒径范围,即等粒径石料最理想,但考虑到石料的破碎及筛分有一定困难,针片状石料要限制在15%以内,不含杂质和石粉,压碎值小于14%,要经过水洗、风干。
6)作为沥青路面表面处理层或磨耗层的同步碎石封层,其平整度和强度必须满足要求。
7)一般沥青路面预防性养护进行一次同步碎石封层即可。若旧沥青路面平整度较差时可选用适宜粒径的粗碎石作为下封层找平,然后用细碎石再做上封层。低等级公路采用同步碎石封层时须两层或三层,各层碎石粒径应互相搭配,以能产生嵌挤作用,一般遵循下粗上细的原则,如图4所示。
图4几种不同的施工结构
8)封层作业前要对原路面进行认真清扫,以免尘土影响沥青的粘结剂作用发挥。
9)封层作业过程中要保证足够数量的轮胎压路机,以便在热沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。
4、施工应用及应注意的问题 4.1施工应用
4.1.1各等级公路旧沥青面层加铺防水磨耗层
1)沥青路面预防性养护已被大多数公路管理者所认知,其中的同步碎石封层技术及其应用效果更为公路交通业内人士所赏识。在新建公路投入使用一段时间后进行一次同步碎石封层,既能以其防水性延长路面的使用寿命,又可以其平整度和防滑性提高公路的服务质量,以较少的资金投入和能源消耗,可获得成倍的经济效益和社会效益。
2)沥青路面防反射裂缝应力吸收膜(SAMI)是由一层乳化沥青/改性沥青和一层单一粒径碎石组成。此技术运用的成功与否,在于沥青和碎石撒布的均匀性,即均匀的撒布可保证施工后沥青薄膜的连续性。而全部自动控制的同步碎石封层机,可将沥青和碎石的撒布精度和均匀性控制在很小的误差范围内,亦即同步碎石封层机能产生性能优良的防反射裂缝应力吸收膜,成为延长沥青路面使用寿命的一个重要的有利因素。
3)利用同步碎石封层技术将旧水泥面板改造为沥青路面,其中防水粘结层的形成与性能是关键。它的施工质量将会影响后续工序乃至整个路面改造的质量。过少的沥青用量将不能起到必须的粘结作用,会导致施工后上层新路面剥离;过多的沥青用量则会形成润滑作用,使上层路面作水平移动,然后剥离。而同步碎石封层机可在设备启动和停止阶段,都能保证沥青和碎石的撒布量始终如一,形成上乘质量的防水粘结层。
4.1.2桥面防水施工
采用同步碎石封层技术进行桥面防水施工,可保证施工后的路面质量最少、减少桥面因自重(或承载质量)引起的变形,有利于改善桥面防水性能。
4.1.3与稀浆封层/微表处理结合施工(开普封层)多种施工工艺相结合是应对不同路段不同要求的组合施工方式。开普封层(CAPESEAL)是将碎石封层技术与稀浆封层/微表处理结合施工,充分发挥二者的优点,可以完成复杂路段、要求更高的沥青路面养护施工。
4.2应注意的问题
为了获得满意的同步碎石封层施工效果,需要注意以下几个问题: 1)沥青路面损伤的类型及程度的准确判断及正确选择同步碎石封层施工工艺。
2)根据交通量、气候和供应条件,合理选择沥青和碎石,并使沥青品质(润湿性、粘结性和内聚性等)碎石品质(粒度、耐磨性、抗压性和持久性等)之间有良好的相容性。
3)保持同步碎石封层机和配套机具良好的技术状态,以保证封层施工质量和生产率。
4)在施工工艺及技术规范所允许的范围内正确调整和操作同步碎石封层机及其他机具。
5)必须进行试封层,并依此对选择的技术参数作必要的修正。
6)聘用训练有素的人员选择材料、确定配方、组合机具、操作试验和作业。
7)仔细地做好封层施工全过程的记录,并认真总结。
5、结束语
同步碎石封层技术是沥青路面养护的新工艺、新技术,性能良好的同步碎石封层机(包括配套机具)是实施同步碎石封层技术的基础,正确选用沥青和碎石、严格把握施工工艺是取得同步碎石封层良好效果的保证。
第二篇:同步碎石封层技术
同步碎石封层技术
近十余年来,中国陆续从国外“引进”了一系列养护工艺:同步碎石封层技术、雾封层技术、微表处技术、再生技术等,凡此种种,在推动中国养护技术和机械不断向前迈进的同时,用户和行业专家也在探讨与思考着:在中国公路养护市场即将迎来高峰之际,中国未来的养护工艺、养护机械将趋向何处?哪种或哪几种养护工艺及养护设备将占据行业主流地位?接下来,中国路面机械网带您一览中国公路行业一些主要养护工艺及施工流程。工艺原理:同步碎石封层是指沥青结合料的喷洒及骨料的撒布为同步进行【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,使沥青结合料和骨料之间有最充分的表面接触和最好的粘结性。
工艺概述:由于同步碎石封层将粘结剂的喷洒与碎石撒布两道工序集中在一台车上同时完成,可以使碎石颗粒立即与刚喷洒的流动性好的120~140℃的热沥青或乳化沥青相接触,并较深地埋入粘结剂内,因此同步碎石封层技术具有以下几个特点:良好的防水性;良好的附着性和防滑性;良好的耐磨性和耐久性;良好的经济性(同步碎石封层可作为低等级公路的过渡型路面,以缓和公路建设资金暂时不足的问题);同步碎石封层施工工序简单、施工速度快,可及时限速开放交通【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,一小时后可完全开放交通。
配套工艺使用设备:同步碎石封层车、装载机、轮胎压路机、沥青运输车、洒水车、路面除尘设备和小型铣刨机等。
施工原材料:普通沥青、骨料(花岗岩、玄武岩、石灰岩等都可)等。施工流程:在一段路面上进行试封层,并根据其效果对各作业参数进行调整直至达到预期效果,然后进行长距离的连续施工。随后轮胎压路机立即进行3-4遍的碾压。若采用自然行车碾压,通行车辆则必须限速行驶。分幅进行封层施工时,另一幅可以开放交通。要做好分幅封层搭接缝的处理工作:第一幅封层时暂留10-15cm宽度不撒布碎石,待第二幅封层时沿预留沥青边缘进行同步碎石撒布。封层后的1h(或2h)可以开放交通,但需要对通行车辆限速(≤40km/h即可)【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,以防止快速行车造成碎石飞溅。最后需要对散落在路边的碎石进行清除。
微表处技术
工艺原理: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摊铺到原路面上【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,达到迅速开放交通要求的薄层结构。
工艺概述:微表处的摊铺厚度一般为5-10mm。经过乳液与骨料裹腹、破乳、分离、析水、蒸发、固化等过程【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,从而形成密实、坚固、耐磨的道路表面层。
微表处施工工艺不但用于沥青路面的预防性养护,微表处混合料可以修复路面的流动性车辙,可以为行车提供一个平整的、耐磨的、粗糙的表面,可以有效防止路表水的下渗,微表处层与原路面结合紧密,没有剥离现象,完全可以满足高速公路预防性养护和恢复路表功能的要求。还用于粗粒式或贯入式路面的封层。这种封层能与底面牢固结合,可用于高等级公路地方道路的表面层。但是由于微表处施工工艺的特殊性,不能提高原有道路的结构强度和稳定性。因而【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,微表处的施工必须在保证原有道路强度和稳定性符合设计要求的情况下进行。配套工艺使用设备:微表处摊铺机(稀浆封层机)等。施工原材料:改性乳化沥青、填料(水泥、矿粉等)、集料、外加剂等。
施工流程:从各种材料储藏——供料(计量系统)——搅拌——出料——摊铺等,都由一台稀浆封层机完成,一般十几分钟即可铺筑1500-2000m2以上(厚度6mm)。摊铺后的稀浆层经过自然养生(乳液破乳、初凝、固化成型),2-4小时就可开放交通。再经车辆不断碾压【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,形成沥青处治层(一般不需要压实机械碾压)。
雾封层技术
工艺原理:雾封层就是在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性的高分子改良乳化沥青,以形成一层严密的防水层将路面封闭,起到隔水防渗、保护路面的功能,最大限度的减少路面的水破坏,增大路面集料间的粘结力【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,延长路面使用寿命。
工艺概述:雾封层是适用范围较广的预防养护方式,主要用于轻度到中度细料损失或松散的 道路。雾封层可有效解决沥青路面出现松散的问题,如老化麻面的密级配沥青混合料表面,碎石封层表面【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,开级配沥青混合料表面等。
对沥青路面实施雾封层,有如下作用:具有良好的防水性,可以减少路面的水损害;具有良好的渗透性,可以填补路面细微裂缝和表面空隙;增强沥青表面层集料间的粘结力,起到沥青再生剂作用并可保护旧氧化沥青路面;雾封后可以使路面黑色化,能增加路面色彩对比度,增强驾驶员的视觉舒适度;对0.3mm以下的裂缝起到自动愈合的作用;大幅提高道路的使用寿命和降低维护成本,一般情况下,雾封层能延迟病害2-4年出现【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,提高了道路的使用寿命。配套工艺使用设备:智能型沥青洒布车、道路清扫车等。
施工原材料:雾封涂料(由水乳性沥青加入特殊助剂和还原再生剂组成)施工流程:雾封层施工时必须清除路面上的松散石料、水泥块以及泥垢、灰尘、残留物等杂质;随后采用智能化沥青洒布车施工,对于洒布车不便于施工或漏洒之处,则由人工进行补洒,如路缘带位置和标线周围位置等;雾封层施工完后【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,须待乳液破乳和成型后才能开放交通。
就地冷再生技术
工艺原理:就地冷再生技术的原理是用铣刨后的废旧沥青混合料,按照一定的级配,以改性乳化沥青作为再生剂,重新拌和【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,再使用到路面的基层或面层中。从而实现对铣刨后的旧沥青混合料的再生利用。
【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】工艺概述:冷再生技术具有施工工艺简便、分段施工、工期短、再生后当日即可通车的优点, 使旧路改造升级而不需断交施工成为可能。冷再生技术充分利用旧路资源, 彻底解决了将旧路推除重建而存在建筑废料运输和堆放的问题, 也大大地减少了新材料的用量,减少了环境污染与破坏, 尤其适合于城市道路的维修与改造。冷再生技术在施工时一般只是对旧路二灰及沥青砼面层进行铣刨后拌和, 所以对于旧路路基比较差的路段一定要进行处理后才能进行冷再生施工, 这样才能保证施工质量。
配套工艺使用设备:冷再生机、洒水车、平地机、轮胎压路机、振动压路机、三轮压路机、装载机等。
施工原材料:乳化沥青、水泥、水及沥青面层铣刨料、路面基层铣刨料等。【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】施工流程:破碎旧路面→压路机稳压→平地机整平→压路机振压→布水泥→冷再生机加水拌和→压路机稳压→平地机整平→压路机振压→三轮压路机碾压→胶轮压路机碾压→养生。
就地热再生技术
工艺原理:沥青路面就地热再生利用技术,就是通过先进的就地热再生机组,就地加热软化旧沥青路面,耙松、收集旧料,添加适当的新沥青混合料以及再生剂,经过现场机内热搅拌、摊铺、熨平、碾压成型,可快速开放交通,一套连续式的维修沥青路面的施工工艺技术。当沥青路面表面层出现裂缝、车辙、坑槽、泛油、磨损等病害或者路用性能下降,路面结构的损坏程度还没有波及到基层时【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,可以采用这种施工方案。
工艺概述:据再生路面的病害特点和施工方案设计要求,通常采用的就地热再生技术方案有3种:整形、复拌、重铺。
整形就地热再生:一般适用于维修车辙、麻面、松散、网裂及沉陷等常见路病。通过使用就地热再生机组将路面加热、添加再生剂、翻松、在热路面上直接摊铺极少量的新沥青混合料【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,最后将新、旧沥青混合料一次压实成型。
复拌就地热再生:适用于维修中等程度破损路面,以及改善原路面材料级配不合适的状况。通过使用就地热再生机组将路面加热、添加再生剂、翻松、收集旧料、添加新沥青混合料【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,重新拌合、摊铺、压实成型。
重铺就地热再生:适用于再生破损严重或承载能力不足的路面,以及旧路升级改造工程。通过使用就地热再生机组将路面加热、添加再生剂、翻松、拌和、摊铺,然后再将新沥青混合料直接摊铺于再生混合料之上【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,两层一次压实成型。
【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】配套工艺使用设备:就地热再生机组(由两台加热机、一台加热铣刨机和一台加热复拌机组成)、摊铺机、双钢轮压路机、轮胎压路机等。施工原材料:再生剂等。施工流程:首先由两台加热铣刨机对路面进行充分加热,紧跟其后的一台铣刨机对路面进行预先设定好的5厘米铣刨,而铣刨下来的旧沥青料不再向以往那样丢弃,而是将其收集到加热复拌机中,添加一定比例的再生剂和10%的新沥青料(其比例适不同高速公路路面状况而有所不同),在经过复拌后将沥青混合料加入其后的摊铺机进行摊铺,最后由两台双钢轮压路机和一台轮胎压路机对路面进行碾压【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,保证路面的稳定、密实和平整。
纤维封层技术 工艺原理:纤维封层技术是指采用纤维封层核心设备同时洒(撒)布沥青粘结料和玻璃纤维【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,然后在上面撒布碎石经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术。
工艺概述:纤维封层施工中,经过专门工艺破碎切割的纤维在上下两层均匀洒布的沥青结合料中呈乱向均匀分布,相互搭接,与沥青混合料形成网络缠绕结构,有效的提高了封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度等综合力学性能。类似在新建道路基层和面层之间或原有路面基础上加铺了一层具有高弹性和高强度的防护网垫。特别适用于旧沥青路面(或新建路基)、面层层间应力吸收中间层施工,和原有旧沥青路面耐磨层施工。对新旧沥青道路建设及养护起到有效的保护作用【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,更能延长其养护周期及服务寿命。
配套工艺使用设备:纤维封层设备1台、保温沥青罐车、碎石撒布车、轮胎压路机、路面清扫设备等其它小型机具。
施工原材料:改性乳化沥青、玄武岩纤维以及碎石 施工流程:由1台装满乳化沥青的沥青保温车牵引纤维封层设备进行2层沥青喷洒→碎石撒布车跟进纤维封层设备进行碎石撒布,石料撒布应在沥青破乳前施工完毕→撒布一段碎石,应立即用胶轮压路机跟进碾压作业【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,碾压2-3遍→清扫车将路面剩余碎石清扫回收后即可全面开放交通。
有一说一
由于我国地域广袤,东西、南北气候地形差异明显,同时道路病害也各不相同,因此各地区公路养护部分对养护工艺及设备的使用也不尽相同。本期有一说一,我们邀请了中国几家中国养护机械设备的制造商【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,请他们谈谈对于未来中国公路养护工艺和养护机械发展趋势的看法。西安达刚路面机械股份有限公司相关负责人表示:就目前中国公路养护市场情况来看,高速公路建设的发展速度已经明显放缓,未来的发展方向还主要是城镇道路、农村公路的上封层施工建设和养护这一块,而同步封层工艺主要应用不是在下封层方面,所以一般不看好。相比之下,微表处工艺会越来越多地被应用在城市道路的养护施工之中,但是乳化剂质量以及各种原材料级配的优化研究一直是这项工艺推广的主要瓶颈。从目前国家相关政策的倾斜程度来看,冷摊铺技术应该会是大势所趋【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,我们尤其看好就地冷再生技术的应用。
鞍山森远路桥股份有限公司相关负责人表示:由于路面病害情况、修补材料、施工方法等诸多不确定因素的影响,养护工艺虽经过多年实施但并没有得到很好的全面发展。未来将以工艺为先导,针对不同的路面材质、环境、修补材料形成特性化修补工法和作业设备,同时以追求施工效果、效率、成本为主要目标的新设备会不断出现。路面再生设备在中国起步较晚,目前尚处于市场导入期,再生工艺还没有形成成熟的规范,这就决定产品无法实现标准化。从发展角度看,产品随着再生工艺的完善【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,将逐步规模化、产业化;反之再生设备技术的成熟也将促进路面再生施工工艺的日益完善。
河南新友公路技术有限公司相关负责人表示:虽然同步封层技术目前应用特别广泛,也仅是限于南方和中部一些地区。从美国引进的雾封层技术在绿色路面和隔离带这些领域应用较为广泛,但由于其造价高,并且雾封层只能起到简单的封水作用,不能承受较大的载荷,所以在行业内尚未推广开来。总体来说的话,我们认为微表处技术和冷摊铺技术将是未来的发展方向【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,尽管就地冷再生技术尚存在沥青还原剂不过关等相关难题。大连凯联贸易有限公司相关负责人表示:就目前中国中国公路养护工艺来看,同步碎石封层施工工艺在我国广受欢迎,未来异步碎石封层技术(特别是橡胶沥青碎石封层)将会在中国大量应用,并且使用的碎石撒布机必须采用自行式高智能的碎石撒布机【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,绝对不能采用简易式的碎石撒布机。浙江美通筑路机械股份有限公司相关负责人表示:我国高速公路建设速度非常快,20年的时间就建成了4万公里,而美国的建设速度则是80年修建了8万公里。由于建设速度过快,养护管理明显滞后,从全国范围来讲,至今还未形成有效的管理体系。从专业层面探讨,预防性养护严重滞后,各方面来讲对预防性养护都重视不够,而且没有形成规模,一般来说,中国是一个路坏了才修、才会有意识去养护的国家,所以在未来5年内预防性养护市场不大【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,主流方向还会是就地热再生和厂拌冷再生技术。
维特根中国机械有限公司相关负责人表示:随着养护高峰期的来临,公路养护事业可谓任重而道远。养护工艺将趋于多样化、集成化、智能化发展,预防性养护与常规养护也需要齐头并进,共同推动养护事业迈上新的台阶。在常规养护中,顺应时代发展的节能减排式、资源循环利用式、可缩短工期且高效式的养护方法将占据主导地位,路面材料的再生利用将在行业内发挥更加突出的作用。与此相对应的养护机械将趋于多功能化、精确化、智能化、专业化,尽管不同的养护方式需要不同的养护设备与之配套使用【中国路面机械网记者独家采写,转载请以链接形式标明出处,违者必究!】,但新工艺与新技术还将会引领机械设备向新的高度进发。
编辑手记
在中国公路养护市场即将迎来高峰之际,中国未来的养护工艺、养护机械将趋向何处也是“雾里看花”。但不管市场最终亲睐于谁,“资源节约,绿色养护”是我们共同追求永不变更的宗旨。此外,我们在追求技术设备这个硬性标准时,软性标准同样不可或缺,建设一支稳定、高素质的养护队伍,建立一套完整的养护管理运行机制,加强政府对公路行业的监督力度,把养护质量评价标准从好路率指标向综合服务水平指标的转变尤显重要。
第三篇:同步沥青碎石封层施工工艺
[摘要]同步碎石封层技术被公认是世界上耗能最低、性价比最高的公路建设和路面养护技术,这也是该项技术得以快速发展遍及世界的基础,这对我国尚处于发展中国家的国情也是十分适用的。
[关键词]同步碎石封层技术;施工工艺;裂缝处治
中图分类号:TB3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0310091-01
一、同步碎石封层技术及其特点
所谓同步碎石封层,就是用专用设备即同步碎石封层车及粘结材料(改性沥青或改性乳化沥青)同步铺洒在路面上,通过自然行车碾压或轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层,他主要作为路面表处层使用,也可用于低等级公路的面层施工。沥青路面经过同步碎石封层处理后,使路面具有良好的抗滑性能和防渗水性能,能有效治愈路面贫油、掉粒、轻微网裂、车辙、沉陷等病害,主要用于道路的预防性养护和修复性养护,无论是高速公路还是普通公路都可以使用此项养护新技术。
同步碎石封层技术主要有以下几个特点:
(1)同步碎石封层实质是靠一定厚度沥青膜(1-2mm)粘结的超薄沥青碎石表面处治层,其整体力学特征是柔性的,能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝、提高路面防渗水性能,用于道路养护可延长路面使用寿命10年以上,若使用聚合物改性粘结料效果更佳。
(2)同步碎石封层可以大大提高原路面的摩擦系数,即增加路面防滑性能,并能使路面平整度得到一定程度的恢复;
(3)通过采用局部多层摊铺不同粒径石料的施工方法,同步碎石封层能有效治愈深达10cm以上的车辙、沉陷等病害,这一点是企图养护方法无法比拟的;
(4)同步碎石封层可以作为低等级公路的过渡型路面,以缓解公路建设资金严重不足的矛盾;
(5)同步碎石封层工序简单、施工速度快,可即时限速开放交通;
(6)无论用于道路养护还是作为过渡型路面,同步碎石封层的性能价格比明显优于其他表处方法,从而大大降低道路的维修养护成本。
二、同步碎石封层施工工艺
1.要求:从对沥青路面的预防性养护的角度来看,与其他的技术相比,同步碎石封层技术并没有对施工条件提出更高的要求,但是为了提高养护性能,充分发挥这种新技术的优势,还是需要有一定的条件。首先,要对公路表面损伤进行诊断,明确将要进行修补的要害问题;充分考虑沥青结合料和骨料的质量标准,比如其润湿性、粘合性、耐磨性、抗压性等;在技术规范所允许的范围内进行摊铺操作;正确合理地选择材料,确定级配,正确操作摊铺设备。
2.同步碎石封层施工工艺:
(1)常用的结构:普遍采用间断级配结构,碎石封层所用石料粒径范围有严格要求,即等粒径石料最理想。考虑到石料加工的难易程度及路面防滑性能的要求不同,可2-4mm,4-6mm,6-10mm,8-12mm,10-14mm等5档,比较常用的粒径范围为4-6mm,6-10mm这两种,而8-12mm和10-14mm两档主要用于低等级公路过渡型路面的下面层或中面层。
(2)根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石料的粒径范围。一般路面掩护进行一次碎石封层即可,在路面平整度较差说可选用适宜粒径的石料作为下封层找平,然后再做上封层。碎石封层作为低等级公路路面时须2层或3层,各层石料粒径应互相搭配以能产生嵌挤作用,一般遵循下粗上细的原则;
(3)封层前要对原路面进行认真清扫,作业过程中应保证足够数量的胶轮压路机以便在沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。另外,封层后即可通车,但在初期应限制车速,待2h后可完全开放交通,从而防止快速行车造成石子飞溅;
(4)使用改性沥青作为粘结料时,为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜,必须保证沥青的温度在160℃-170℃范围内;
(5)同步碎石封层车的喷油嘴高度不同,所形成的沥青膜厚度会不同(因为各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青重叠情况不同),通过调整喷嘴高度使得沥青膜的厚度符合要求;
(6)同步碎石封层车应以适宜的速度均匀行驶,在此前提下石料和粘结料两者的撒布率必须匹配;
(7)作为表处层或磨耗层的碎石封层,其使用条件是原路面平整度和强度满足要求。
三、同步碎石封层对沥青路面裂缝的处治
同步碎石封层技术针对不同程度的裂缝有以下三种处治方案:
(一)KRAXTOP(裂缝阻扩)技术。KRAXTOP(裂缝阻扩)技术主要用于轻微裂缝的处治。在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝,可不加处理。对高温季节不能愈合的轻微裂缝,需将有裂缝的路段清扫干净对路面进行局部处理。KRAXTOP技术是在存在裂缝病害的路段摊铺1.2Kg/m2的沥青层,使用的骨料为2-4mm或4-6mm的细碎石,摊铺后的沥青层可以持久地防止渗透(及渗透产生的结果)。这种裂缝处治技术整体施工面积小,所耗成本低,所费时间短,可以很快地开放交通。KRAXTOP只铺洒一层沥青的实现是一个经济而又及时的措施,而且可能发挥的效能是最大的,但这种技术对裂缝处治的精度要求很高,因此要求施工的设备具有相当的技术先进性。
(二)同步碎石封层。因路面沥青性能不好或路龄较长、油层老化产生较大面积的裂缝(包括网裂),但基层强度尚好时,可采用同步碎石封层技术对裂缝路面进行全面处理。同步碎石封层对材料的要求如下:
1.沥青粘结料。同步碎石封层技术的领先性能很高,但对适用沥青没有特别严格的要求。可以使用不同的沥青结合料,如软化纯沥青、聚合物改性沥青、乳化沥青、聚合物改性乳化沥青、稀释沥青等,热沥青主要由于大规模封层。使用改性沥青作为粘结料时,为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜,必须保证沥青的温度在160℃-170℃范围内。
2.碎石。常用的结构:普遍采用间断级配结构,碎石封层所用石料粒径范围有严格要求,即等粒径石料最理想。碎石要求经过反击破碎(或锤式破碎)得到的碎石,针片状石料严格控制在15%以内,几何尺寸要好,不含杂质和石粉,压碎值小于14%,对石料酸碱性无特殊要求,并严格经过水洗风干。(三)粘结层。对路面裂缝不仅要治理,还要实施有效的预防措施。同步碎石封层还可以做新建沥青路面下面层与上基层之间的覆层。若在沥青路面下面层与上基层之间加铺一层能承受很大应变而不破坏,能分散基层的收缩应力或应变,将由于车辆荷载产生的应力重新分布的应力吸收中间层,则能够有效防止或减少向上发展的反射裂缝。该应力吸收中间层同样可以设置在旧路面与新铺沥青混合料之间,能够有效减少旧路面的裂缝向上覆层扩散。
利用同步碎石封层技术进行的沥青路面应力吸收膜(SAMI)施工,在上基层与沥青下面层之间设置了一定厚度的碎石中间层,可以明显减小基层裂缝在沥青下面层底面引发的应力,因此能减轻甚至全部消除基层对沥青面层的反射裂缝。
第四篇:沥青路面新工艺、新材料、新技术
沥青路面养护维修技术的
发展与新材料、新工艺、新技术的应用
沥青路面在交通载荷与气候影响的作用下,随着时间的推移,路面状况和服务能力将逐渐地恶化。为了保持路面良好的使用性能和延长它的使用寿命,在路面寿命周期的各个不同阶段需要采用不同的养护维修措施。沥青路面的养护维修工作对保持路面的服务能力,延长其寿命周期,以及改善噪音、振动等对周边环境的污染有着重要的作用。在我国高速公路建设的初期,路面养护的工作量还不是很大,人们容易产生重建设、轻养护的思想,但是随着我国公路建设的重点逐步向中、西部地区推移,在东南沿海地区将迎来一个路面养护维修的高潮,因而养护维修技术正日益成为人们关注的一个热点。沥青路面养护维修作业的分类
我国现行的沥青路面养护技术规范通常根据工程量的规模大小、技术的难易程度将沥青路面的养护维修作业分为保养小修、中修、大修、改善(改建)等四类。这种分类方法的核心是“修理”,它是20世纪50年代从前苏联的规范中引入的,至今已经沿用了数十年。但是随着路面养护维修技术在材料、工艺、设备方面的不断发展和进步,这种分类方法已经很难反映出现代路面养护维修技术的特点和要求,因而也愈来愈显示出难以与现代养护维修技术的 发展相适应了。
现行分类方法所反映的并不仅仅是一个分类的方法问题,其实质是反映了一种“重修理,轻预防”的观念。更为合理的分类方法是根据病害的类型、路面损害的程度,以及所需采用养护维修措施的性质和功能来对养护维修作业进行分类。在美国等西方国家将沥青路面的养护维修作业分为:预防性养护(Preventive Maintenance)、修复性养护(Corrective Maintenance)、路面翻修(Pavement Rehabilitation)、路面重建(Pavement Reconstruction)等四类。这种分类方法的核心是作业的功能和目的,因而不仅在概念上是十分清晰的,而且有着很强的目的性和针对性。
预防性养护是指那些带有保护路面,防止病害的进一步扩展,和以减缓路面使用性能的恶化速率以及延长路面使用寿命为目的的养护作业,它通常用于没有发生损坏、或只有轻微缺陷与病害迹象的路面。预防性养护没有路面补强的功能,因而不应期望预防性养护具有改善路面强度和承载能力的作用。
修复性养护是指那些用来修复路面的局部损害或某种特定病害的养护作业,它通常用于路面已经发生局部的结构性损坏,但还没有波及全局的场合。
路面翻修是指路面的损坏已经波及到路面的大部分面积,使之发生全面性的结构性损坏,从而需要在一定的深度下进行面层的再生和重铺的修理作业。
路面重建是指当路面的损坏由于没有及时进行翻修、补强而进入整个路面各结构层发生结构性破坏时,这时不仅路面的面层,而且它的基层和底基层,甚至于路基也需进行翻修,这样的养护维修作业称为重建。当路基也需翻修时则称为道路的重建。
预防性养护技术的新发展
利用在已有路面上敷设一层防护层来保护原有路面的方法在很早以前就有了,但是预防性养护作为一个完整的概念出现在20世纪的80年代,它是许多国家在公路网的重建过程中总结了以往经验教训的基础上提出来的。预防性养护的重要意义体现在四个方面:保持路面良好的使用性能;延长路面的使用寿命;减少路面寿命周期的成本;节约养护维修资金,是一种费用--效益十分良好的养护措施。
美国在80年代开始大规模进行路网的重建工程时,面对未来公路交通日益强化的挑战,于1987年启动了一个庞大的战略性公路研究项目(SHRP),其中第三个子项目“养护费用--效益”(Maintenance Cost-Effectiveness)就是专门从改善费用--效益的角度来研究养护技术的,它包括了两个主要研究课题,H101和H-106,前者的研究对象是四种预防性养护技术,后者的对象则是坑洞修补和裂缝(接缝)填封等两种修复性养护方法。在1993年SHRP计划结束之后,SHRP第二个子项目“路面长期性能”仍在FHWA的监督下成为一个新的为期20年的“路面长期性能研究计划”(Long Term Pavement Performance Program)继续进行,其 中有关柔性路面的养护课题SPS-3作为H-101课题的延伸和LTPP计划的一部分巳于1998年完成了第一个五年的跟踪研究[1]。
SHRP H-101和LTPP SPS-3课题的一个重要研究成果就是明确了预防性养护在延长路面寿命周期、节约寿命周期费用方面的良好费用--效益[1]。这一成果的一个总结,可以看到经过三次预防性养护,路面服务能力的评分仍可达到70分以上;路面经四次预防性养护而终结其寿命周期,共延长使用寿命15年;养护维修工程总费用可节省约45%。
正是由于预防性养护的巨大经济和社会效益,使这一技术得到了迅速发展。目前广泛应用的预防性养护技术主要有表面封层、裂缝填封和薄层罩面三种类型。
2.1 表面封层
表面封层是一层用连续方式敷设在整个路表面上的养护层,封层材料可以是单独的沥青或其他封层剂,也可以是沥青与集料组成的混合料。表面封层用于解决的养护问题主要有:复原或延缓表层沥青材料的氧化(老化);重新建立路面的抗滑阻力;密封表面的微小裂缝;防止水从表面渗入路面结构层;防止集料从表面失落、崩解。目前常用的表面封层技术有:雾层封层、还原剂封层、石屑封层、稀浆封层(微表封层)等。
雾层封层和还原剂封层
此类封层是将雾状的乳化沥青或专门的再生剂喷洒在老化的沥青路面上(专用的再生剂要求渗入路 面6 cm左右),其目的是更新和还原表面已氧化的沥青膏体。雾层封层和还原剂封层都有一些共同的特点:施工后需要较长的时间才能开放交通;必须严格掌握单位面积的喷洒量,过多的喷洒量会在路表面形成一层薄膜而使路面丧失摩擦阻力,必要时需用铺砂的方法来改善其抗滑阻力。撒砂虽然可以提高抗滑阻力但它与路面的粘结力较差,即便经过碾压,在高速行驶的车轮的作用下仍会被带出,而导致抗滑能力的很快衰减,由于上述原因,雾层和还原剂封层通常主要用于低交通流量、低速的道路和停车场上。
为改进雾层封层缺点所作的努力一直沿着两个方向在取得进展,一方面是从材料上采用粘附性更高的粘结料,另一方面是从工艺上来改善粘结剂与砂粒之间的裹覆性能,例如将砂粒与粘结剂事先拌和后再喷洒至路面上。
美国STAR-SEAL公司开发的“SUPREME”牌沥青路面封涂层就是上述努力的一个例子。“STAR-SEAL SUPREME”是一种以精制煤焦油沥青乳液为主,添加有橡胶类高分子聚合物和表面活性剂的混合物。一般来说,煤焦油具有抵抗汽柴油等轻质油分的侵入和改善集料湿润性的能力,因而也改善了它们之间的粘附性能,高分子聚物则增强了粘结剂的粘韧性,而表面活性剂则改善了附着表面的抗水性。将此种乳液与细的石英砂(粒径0.425~0.212mm)搅拌混合后将其喷洒、涂刷在沥青路面上2~3遍可形成一层极薄的保护层。它对沥青路面具有一种屏蔽保护作用,可以抵抗阳光、空气对沥青粘结剂的老化,阻止水分侵入沥青路面而导致的水损害,保护路面沥青不受泄漏的汽油、柴油、机油等轻质油分的软化作用,防止冬天防冻盐或其他化学品对沥青路面的侵蚀。高粘附性的粘结材料和事先与高耐磨性集料(例如石英砂)的充分裹覆,保证了表面必要的抗滑性能以及它的耐久性。
石屑封层单层的石屑封层是最早出现的预防性养护技术,其施工方法是在路面上喷洒一层沥青材料(热沥青、轻制沥青、乳化沥青等),紧接着撒布砂、单粒径或适当级配的集料,并紧跟着进行碾压。石屑封层是一种敷设简单、易行,价格低廉的养护方法。它的缺点是要有较长的初期养护时间,高速行驶时噪音过大,路面上的松散集料还会被高速行驶的车轮带出而撞击、粘附在车身和档风玻璃上,集料的损失还会导致抗滑能力的衰减,所以一般很少用在大交通流量和高速行驶的道路上。
石屑封层的新发展是围绕着减缓抗滑性能的衰减速率所作的努力。这种努力同样表现在从材料和工艺两方面对粘结剂和集料之间粘附性能所取得的改善。
材料方面的改善,主要是更多地采用改性沥青和改性乳化沥青,以及改善它们与集料之间的相容性。在工艺方面的改善,同步石屑封层(Synchronous Surface Dressing)的出现就是一个典型的例子,它将粘结剂的喷洒和集料撒布两道工序集中在一台车辆上同步进行。这样做的好处是使碎石颗粒立即与刚喷洒的粘结剂相接触,此时由于热沥青或乳化沥青的流动性较好而使石屑能更深地埋入粘结剂内,并更好地渗入到路面的裂缝中。对于热沥青来说在温 度尚未下降之前沥青的粘度较低,而对于乳化沥青来说则在尚未破乳前,喷洒的粘层油具有更厚的铺层,这些都有利于增加石屑埋入的深度和由于毛细管作用而增高石屑颗粒间粘结剂吸附的高度。同时,较好的流动性也有助于粘结剂更好地渗入到原路面的裂缝中而改善它的封水性能。
稀浆封层和微表封层
稀浆封层是一种由乳化沥青、破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆状的混合物,它在拌和均匀后被摊铺到原有的沥青路面上形成一层与原路面接合牢固、具有抗磨表面结构的均匀养护层。微表封层是在乳化沥青稀浆封层基础上发展起来的,它由慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化沥青、100%破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成稀浆混合料。微表封层的厚度可达10~15mm,抗滑阻力和抗磨耐久性也比普通的稀浆封层更好,并可具有某些修复性的功能,例如用于修补车辙、轻度松散、泛油等病害的校正。稀浆封层尤其是微表封层由于其良好的抗滑性能、快速凝固成型、早期开放交通、省去了喷洒和碾压工序,一台机械即可连续作业以及简单的施工过程和很高的生产效率,因而更加适用于大交通流量和高速行驶的道路上。
微表封层技术的新发展主要表现在应用领域的不断扩大,现在微表封层不仅作为一种预防性养护的手段,而且还广泛地应用于:各种不同深度车辙的修补工作;作为防水和防止反射裂缝用的下封层;加铺在水泥路面和桥面上作为抗滑磨耗层;以及在水泥混凝土-沥青复合路面上作为两者之间的防水粘结层等等。
2.2 裂缝填封
裂缝是沥青路面常见的一种病害,从养护工艺的角度来看,裂缝可按其缝宽分为微裂缝或发裂(2mm以下)、微小裂缝(2~6mm)、小裂缝(6~12.7mm)、中裂缝(12.7~25mm)、大裂缝(>25mm)。对于发裂来说一般不需作处理,除非在单位面积内的发裂十分多,则可以在其上作表面封层的处理。6mm以下的微小裂缝由于尚未发生结构性损坏,通常不对裂缝作更多的处理,或只在表面上作贴封式的封面,其目的是防止由于雨水、冰雪通过裂缝向下渗入而继续扩大,因而属于预防性养护的范畴。宽度在6~12.7mm的小裂缝因尚未造成严重的结构性破坏因而常将它们的处理归入预防性养护。此类裂缝通常需要进行扩缝处理,有时也将它们归入修复性养护的范畴,本文将在修复性养护中与中、大裂缝的处理一并讨论。中、大裂缝的出现表明路面已发生较严重的局部损坏,而且往往带有严重的剥落,对它们的修补类似于坑槽的修补,已经属于修复性养护的范畴。mm以下的微小裂缝尤其是2 mm以下的微裂缝用普通的热沥青或乳化沥青进行密封处理,由于很难渗入裂缝深处,封层的厚度又很薄,不易取得良好效果,因而通常不作任何处理。微小裂缝处理技术的新进展主要得力于裂缝密封材料的不断改进,由于橡胶沥青技术的发展,出现了许多高粘度高粘弹性的裂缝密封胶,它们具有非常高的承受弹塑性变形的能力,这就使得微小裂缝的贴封式处理有了可能。
许多国家的经验表明对微小裂缝,特别是低温裂缝在裂缝形成初期就用高粘度的密封胶作贴封式处理是非常有效的。它可以防止雨雪渗入裂缝,避免水分侵入混合料内部发生冻胀或沥青剥落而导致病害的进一步扩大和更为严重的路面损坏。
2.3 薄层罩面
薄层罩面也是一种很早采用的传统预防性养护方法,它是在原有路面上加铺一层厚度不超过2.5cm的热沥青混合料,薄层罩面可以有效地防止品质正在下降的路面继续恶化,改善其平整度、恢复它的抗滑阻力,校正路面的轮廓,对路面也有一定的补强作用,但在多数情况下费用--效益较其他预防性养护方法为差。薄层罩面在施工中最大的困难是由于层面较薄、容易冷却又不宜使用振动压路机,因而不易达到较高的密实度,因此正确的混合料设计、温度控制、碾压工艺和压路机选型显得尤为重要。
采用改性沥青作为粘结剂铺筑的薄层罩面在耐久性和抗滑性能方面都优于普通沥青的薄层罩面,但碾压温度要求更高,由于散热快而引起的压实困难就更大,为了适应薄层路面快速压实的需要,近些年来出现了某些专为压实薄层路面而设计的高频振动压路机,此类振动压路机的振幅极低只有0.2 mm左右,但频率则高达70 Hz左右。这样匹配的振动参数,由于大大降低了振动冲击力可以避免压碎集料,但又能保持较高的单位时间内输入被压材料的振动能量。
预防性养护技术的发展趋势与展望
沥青路面预防性养护技术总的趋势仍将沿着材料、工艺、设备三个方面向前发展。
新材料
如果说材料性能的改善在最初采用改性沥青和改性乳化沥青时只是看重于一般性地对沥青性能的改善,而在随后的发展中新的养护材料就更针对预防性养护的特点来开发了。由于预防性养护是敷设在沥青路面上的一薄层养护层,它不像沥青混凝土那样对抵抗疲劳载荷的破坏和在抗车辙的能力方面有着很高的要求。对养护层来说更为重要的首先是抵抗车轮磨耗的能力,包括车轮刮落集料的颗粒、对集料颗粒的磨光作用,以及集料与粘结剂之间的相容性(亦即沥青与集料的粘附能力),这些都直接影响着养护层的抗滑性能、它的衰减速率以及与原路面之间结合的牢固程度。第二是养护材料抵抗外部塑性变形的能力,亦即要求养护材料有足够的粘弹性和延展性,以便吸收由于温度变化或原路面传上来的变形和应力。第三是它的密水性能,亦即防止水分透过养护层渗入路面的能力,这直接影响到养护层抗水损害的性能。第四是在环境因素的作用下耐老化的能力。
针对上述要求,新的养护材料的开发重点是增强它的粘弹性、坚韧性以及与集料之间的粘附性能。高粘度橡胶沥青的开发是新型养护材料的一个典型实例。橡胶沥青(Rubberized Asphalt),也称沥青橡胶(Asphalt Rubber)是一种将磨细的橡胶屑经特殊的工艺处理后形成的一种沥青与泡胀成凝胶状的橡胶颗粒组成的高粘 度的粘结剂。橡胶沥青的制备工艺可以分成干式和湿式处理两大类。橡胶沥青最初的工艺方式是干式处理法“Dry Process”。这种方法是将磨细的橡胶屑直接与集料一起加入到搅拌器中与沥青搅拌而形成混合料。在这一处理过程中,橡胶屑并未与沥青发生任何反应,因而作为粘结剂的沥青其本身的性能并未获得明显的改善,而橡胶屑只是类似填料在发挥作用,干式处理所加入的橡胶屑的比例通常是有限的(大约3~5%)。现在干式处理法制备的沥青混合料被命名为橡胶屑改性的沥青混合料(Rubber-Modified Mix)。
湿式处理法(Wet Process)是将磨细的橡胶屑加入到沥青中去浸泡,然后再与集料拌和而成沥青混合料。湿式处理开始发展时曾采用溶剂浸泡的方法,首先将橡胶屑放入石油溶剂中(例如航空煤油中)加以浸泡,使它在溶剂中膨胀而表面变软,然后再与热沥青一起在高速搅拌状态下进行反应而制成橡胶沥青的粘结剂。由于溶剂法的成本高、有污染、安全性差,因而随后被高温直接浸泡的方法所取代。目前大量使用的制备橡胶沥青的湿式工艺是将磨细的橡胶屑(1~2 mm左右)放在装有高温热沥青(191~218℃)的反应釜中浸泡数小时,使橡胶颗粒的表面形成一层凝胶体。湿式处理的工艺通常需要在沥青中加入18~26%的橡胶屑,以获得最佳的粘度。现在由湿式处理法制备的粘结剂被命名为沥青-橡胶(Asphalt-Rubber)。
沥青-橡胶是一种高粘度和高粘弹性的粘结材料,其粘度随着橡胶屑含量的增加而增大。由于沥青橡胶具有很高的粘弹性,所以 它作为一种预防性的养护材料和集料的粘结剂有着一系列的优越性:
·具有更强的粘附能力,可以使集料颗粒之间以及养护层和原路面之间粘结得更加牢固,因而表现出更强的抗车轮磨耗的能力;
·良好的密水性能,可防止水分透过养护层渗入至沥青路面;
·具有高度的弹性恢复能力,可以更好地承受弹塑性变形和外部传递的应力;
·可以更多地提高粘结剂在混合料中的含量以增加裹覆集料颗粒的沥青膜厚度而不会导致泛油;
·改善混合料的低温抗裂和高温敏感性;
·废旧轮胎橡胶中所含有的抗氧化剂还有利于提高粘结剂耐老化的能力。
目前沥青橡胶巳广泛地应用于石屑封层、薄层罩面、应力吸收层、开级配的磨耗层等各种需要粘结剂具有高粘结力的场合,也是制作各种裂缝填封、接缝填封材料和密封胶的主要原料。
新工艺
预防性养护工艺未来的发展趋势将沿着以下方向继续取得进展。
⑴随着乳化沥青性能的不断提高,预防性养护工艺将进一步向冷态施工的方向发展;⑵引入某些新技术来解决养护作业中突出的矛盾和问题;⑶采用多种工艺的复合,使不同工艺的优势能得到互补而弥补各自的缺点。
在第一个方向上的最新例子可以举出人们对橡胶沥青进一步乳化所作的努力。如果这种努力能获得成功,橡胶沥青就可以移植到稀浆封层这样的冷态施工技术中去,从而取得更为广泛的应用。
在第二个方向方面,为了解决粘结剂与集料更好裹覆的问题,提出了将细砂在乳化沥青喷洒前先行混合的新概念。目前这一新概念巳经在裂缝压力喷补中得到了很好的应用,而上文提及的美国STAR-SEAL公司的沥青养护封涂层也是一个实例。另一个为解决石屑与沥青裹覆问题的新技术可以举出在石屑封层中采用同步喷撒工艺的例子,它巳在上文石屑封层技术中作过详细的介绍。
在第三个方向上可以举出国外覆盖封层(Cap Seal)和三明治封层(Sandwich Seal)等复合封层技术的发展。
覆盖封层
覆盖封层是为解决石屑封层存在的缺陷而发展的一种复合封层技术,它首先在原路面上敷设一层石屑封层,待石屑封层完全凝固后(约需一周左右时间),再在其上铺设一层稀浆封层或微表封层。图9是一组覆盖封层的施工图片,图9a是正在进行石屑封层施工,9b是在其上铺设一层稀浆封层,9c是最后成型的覆盖封层表面。覆盖封层的优点是缩短了初期养护时间;改善了石屑封层耐久性、抗滑性、噪音等方面的缺点;可以获得更大的厚度,替代薄层罩面而具有更好的费用--效益。
三明治封层
三明治封层是一种将贯入式工艺与石屑封层工艺结合在一起的封层技术。它的工艺是先将一层粗集料(15~20 mm)撒布在所需养护的沥青路面上,然后再喷洒一层改性乳化沥 青,并紧跟着撒布一层较细的集料(5~13 mm),最后碾压成型。改性乳化沥青用量应比单层的石屑封层高,以便有足够沥青贯入到粗集料的缝隙中,但其喷洒量则又比双层石屑封层低。这种复合工艺的好处是可以使较小的集料颗粒嵌入到大颗粒中间,以提高抵抗车轮带出石屑的能力,而大颗粒集料的存在则有助于解决表面泛油的问题,在生产效率和材料消耗上则比多层石屑封层为好。
设备的新发展
如何更好地满足养护材料和工艺发展的要求一直是推动养护设备技术进步的原动力。养护设备当今和未来的趋势仍将沿着:⑴满足新材料、新工艺发展的需要;⑵现代高新技术向传统机械工业渗透、改造的趋势来发展。
养护设备的发展与材料和工艺的发展有着密切的关系,新的养护材料和养护工艺的出现随伴着新设备的产生。从历史上看,出现了乳化沥青材料随伴着就有了乳化沥青的制备设备;有了改性沥青材料,就出现了改性沥青设备。最近的例子是橡胶沥青制备设备的开发,而同步石屑封层工艺的提出,就出现了同步石屑封层机。
在预防性养护作业中最主要的施工机械有两类:喷洒粘结剂和撒布集料的机械;摊铺稀浆类混合料的机械。对于预防性养护来说,对这两类机械的一个共同的要求是保持集料、粘结剂以及混合料其他成分(如稀浆混合料中的水、粉料等)之间的恒定的比例关系。
随着现代高新科技的迅速发展,为了更好地满足提高养护作业的要求,提高作业的质量和效率,预防性养护的施工机械在技术上 已取得了巨大的科技进步,它们在技术发展上的一些共同特点是:
⑴要求保持恒定的作业速度导致朝两个方向的发展;
具有很高行驶速度,而作业速度可无级调节的液压驱动底盘;
高精度的车速和原材料供给的恒速调节或比例调节系统。
⑵全自动的计算机监控系统,主要是:
作业质量的自动控制,例如喷洒量的自动调节、喷洒高程的自动找平、作业过程的屏幕监视等;
机械运转状态的监控,例如运转参数的自动记录、自动报警、故障诊断等。
⑶液压技术的广泛应用,在现代的预防性养护设备上液压传动技术、液压控制和调节技术得到了广泛应用,例如作业宽度无级可调的工作装置、液压伸缩调节技术等。
现代全自动的沥青洒布车通常都装备有以下的系统:
精确的洒布速度调节
采用恒速调节的方法,通过计算机控制使车速保持在预选的工作速度上,同时使沥青泵的排量在整个工作过程中保持不变(当洒布宽度改变时,电脑会自动调节排量);或采用比例调节的方式,由雷达测速装置不断地检测行驶速度,通过电脑调节沥青泵的排量以保持恒定不变的单位面积的沥青用量;
恒定的喷洒高度
在工作之前调节好高度后,在工作中通过超声波传感器和自动找平系统,使喷洒的距离保持不变;
液压伸缩的喷把
可在驾驶室内方便地改变喷洒的宽度;
计算机的集中控制系统
洒布过程中的重要信息,如罐内沥青 量、巳洒布的面积、沥青的用量以及每平方米的平均洒布量都可在驾驶室的电脑面板上显示出来,所有操作参数都采集并储存在计算机内,需要时可随时打印出来。现代连续摊铺作业的稀浆封层机,在技术上也有了很大的进展,包括:
集料、乳液和水的连续供给系统
可以保持连续不停顿的作业,大大提高了生产效率;
更精确、标定更方便的重量计量及作业速度和原材料供给的比例调节
能更
精确地保证稀浆混合料各组份的比例关系和集料的级配精度;
宽度液压可调的摊铺箱
可以方便地适应不同宽度路面的需要,装在摊铺箱后部的第二刮平器可抹平封层表面的伤痕,使稀浆封层的表面获得更好的外观质量;
电脑的自动控制和监测系统
可以方便地设置稀浆混合料各组分的配方,在电脑屏幕上显示工作过程的各种信息,并装备各种安全报警系统。
新型的同步石屑封层机在一台车上装备有粘结剂喷洒和集料的撒布系统;车速和原材料的供给是由电脑自动控制的;有些机型上还装备有带摄像头的触摸屏监视系统。修复性养护技术的新发展
修复性养护主要包括路面的局部修补和中、大裂缝的填补处理两大类。在路面的局部修补中又可分为坑洞修补和局部路面的翻修等两种不同类型的作业。后者将在本文路面翻修的章节中一并讨 论。坑洞修补
坑洞的修补是养护部门最日常的养护工作,尤其是冬青之交由寒冷转向潮湿温暧的时期更容易发生沥青路面的局部损坏。坑洞修补是处理路面由于局部承载能力不足而导致的小面积的载荷裂缝(龟裂)和沥青老化、路面崩解而导致的坑洞最常用的修补方法。
从修补寿命的长短来分,坑洞修补可分为应急修补、半永久性修补和永久性修补三类,从修补的施工方式来分,则有冷态修补和热态修补之分。
传统的热补工艺仍然是永久性修补的主要方法。影响坑洞热补寿命的工艺因素主要是:
·施工气温;
·坑洞内部以及周围薄弱路面是否经过清理、干燥;
·坑洞底部、侧壁是否覆盖粘结剂;
·修补材料是否充分压实;
·修补材料与原路面的接缝是否经封边处理。
实施标准热补工艺的设备是传统的综合养护车,车上除热混合料的贮存、保温、加热系统外,其他工作主要靠随车附带的手扶工具来完成,包括切边机、凿岩机、吹风机、手扶压路机等。
坑洞热补工艺在20世纪90年代的新发展是美国热动力公司坑洞加热修补工艺,这一工艺利用丙烷气通过耐火砖的微孔间歇辐射加热的方式加温坑洞及周围路面,烘干水分,软化原路面,然后 加入热沥青混合料后将它整平、压实。
美国热动力学公司发明的坑洞加热修补机,早期的加热修补工艺原期望能将原路面的沥青混合料加热熔化后与新补的材料能形成牢固的结合。但实践证明,由于坑洞周边的原路面处在半损坏的状态,对坑洞不作处理直接填补新料的方法往往得不到良好的效果。因而,随后开发的坑洞加热修补机,增加了液压驱动或手工操作的钉耙,用来将周边旧料耙松与新料混合后再填补压实。坑洞加热工艺的另一个局限性是由于受沥青混合料导热性差的限制,其加热深度通常只能达到4~5 cm,因而补坑的深度大都限制在表层的浅坑。
在应急修补中采用热补工艺虽然省掉了切边、清洁、压实、封边等工序,但由于需要加热沥青混合料,仍然要有较多的装备,从而降低了修补的快速性要求,而寿命也只能维持2~3个月的时间。因此,在近些年来有着良好快速性的冷补工艺有了很大的发展,逐渐成为应急修补坑洞最常用的方法。标准的冷补工艺只需使用某些简单的手工工具,补坑的时间只需数分钟即可。
冷补工艺的新发展是根据美国SHRP计划研究成果而开发成功的压力喷射修补工艺。这一工艺的特点是将集料与加热至适当温度的乳化沥青在喷咀部位经混合后,用高压空气喷射至坑洞内直至填满为止,它是由以下四道工序组成。
·高压空气喷吹清除坑内的松碎材料、杂物和水分;
·在坑底和侧壁喷洒粘层油;
·高压喷射裹覆有乳液的集料至坑洞;
·喷射细集料至补坑料表面形成一层保护层。
压力喷补工艺节省了碾压的工序所以修补工作十分简单只需一台机器一人操作即可,一个小面积的坑洞修补工作只需1~2分钟即可完成。压力喷补工艺特别适合于小面积坑洞和大裂缝的修补。
成功实施压力喷补工艺的一项重要条件是乳化沥青与集料之间必需具有良好的相容性,因此十分重要的是事先必须在实验室对集料与乳化沥青之间的相容性做出评价,以优选相容性良好的原材料。上一世纪90年代中期我国曾引进过压力喷补的设备,但这一技术并未获得广泛应用,其原因也在于此。
裂缝填封
中、大裂缝的修补都需要清除裂缝周边己经损坏的材料,因此扩缝处理是必需的工序。对于大裂缝来说,在许多场合其原因常是由基层或路基引起的(例如不均匀的沉降),因而修复工作往往需要除去整个路面,甚至直达路基,己经属于全深度翻修的范畴而不是修复性养护作业了。属于修复性养护的裂缝填封主要是针对那些由于低温、推移、反射等引起的,其损坏主要存在于面层内部的裂缝而言的。
影响裂缝填封寿命的工艺方面的主要因素是:
·施工气温;
·裂缝是否作清洁、干燥处理;
·裂缝填封的方式。
裂缝填封的方式对填封寿命有着重要的影响,美国SHRP计划的研究结果表明对于六种不同的裂缝填封方式,其寿命的差别是十分显著的,寿命最长的是方槽贴封式和浅宽槽的无贴封式两种方式。
根据美国SHRP计划的研究成果,裂缝填封的先进工艺应包括以下工序:
·开槽扩缝
·加热压缩空气清洁干燥缝壁
·压力填充补缝材料
·撒砂封边
目前先进的裂缝填封设备都是根据上述工序设计制造的。
裂缝填封的寿命与所采用的填封材料的性能也有很大关系。用普通的热沥青或乳化沥青作为填封材料,不如改性沥青与改性乳化沥青,而近些年来裂缝填封效果的大幅度提高则得力于以橡胶沥青为原料的特种裂缝填封胶的成功开发。此类裂缝填封胶有着非常高的粘弹性,可适应裂缝受外力的影响而引起的涨缩,同时又具有极佳的与缝壁粘结和防水的性能。
修复性养护技术的发展趋势与展望
在坑洞修补中,修补材料的压实质量、表面的平整度、修补的快速性,仍然是目前坑洞修补技术中没有完善解决的问题。沥青路面修复性技术总的发展趋势将围绕着上述问题从材料、工艺和设备 三方面来取得进展。
1新材料
在坑洞修补材料的发展中,高性能的专用冷补材料的开发是一个明显发展趋势。如果说在开始发展可以长期贮存的冷补材料时,主要的对象是应急性修补,则目前专用的冷补材料的性能己经可以使修补寿命提高至1~2年左右。应急性冷补材料主要是由慢凝的轻制沥青制作的,而专用的冷补材料则是按专门的配方和拌和工艺生产的,这些材料大多是一些专利产品,例如美国的UPM、Perma-Patch、QPR2000等品牌的冷补料。随着新的高性能的冷补材料的进展,结合冷补工艺的改善,使坑洞冷补的寿命接近永久性修补寿命是完全可能的。采用专用冷补材料的优越性是十分明显的,表1是美国SHRP计划106课题试验研究的结果。从表 中可以看到不仅是修补寿命有了很大提高,在各种条件下的平均寿命达到了1.5年,而且对施工气温、坑洞干燥程度的敏感性也大大降低了。
2新工艺
在坑洞修补工艺的发展方面,总的趋势是冷补工艺的发展较热补工艺更快。美国SHRP计划的研究在保持应急冷补工艺快速性的基础上提出了一种所谓“半永久性修补”的工艺,它是由以下五道工序组成的:
·清除坑中的水分和杂物;
·切除周围半损坏的材料;
·喷洒粘层油;
·填入冷补材料;
·用小型机具压实冷补料。
半永久修补工艺较常规的应急修补工艺增加了切边、喷洒粘层油和碾压等三道工序,虽然会增加数分钟的修补时间,但却大大提高了修补的牢固程度。
在坑洞的压力喷补工艺方面需要解决的问题是进一步改善坑洞表面的平整度。
在热补工艺方面提高坑洞修补深度将是加热修补工艺进一步发展需要解决的问题,在这方面微波加热将会是一个值得关注的方向。
微波加热沥青路面的优越性是明显的,因为微波加热依靠增加材料分子运动的动能来使被加热物体升温,因而加热是由内及外的。微波加热具有深部加热、热惯性小、控制容易的特点,特别适宜于导热性能很差的沥青路面的加热。限制微波加热技术用于沥青路面加热领域的原因是高强度微波辐射的防护问题和将燃料能转换成微波能的能量转换效率过低。如果为减少微波幅射强度和能量损失而降低微波加热的强度,则必然将延长微波加热的时间而使其在加热的快速性上失去优势。根据计算以90 kw的微波功率将一面积为1 m2的坑洞在深度10 cm内平均升温130℃,大约需要9 min,而产生90 kw的微波功率大约需要145 kw的电能。
在提高路面局部修补的快速性方面的一个值得注意的趋势是 随着快速冷补工艺的发展,在干线公路上将更多地采用将快速冷补坑洞与全车道局部翻修相结合的工艺,亦即当出现个别坑洞时采用半永久性的冷补工艺,当在局部面积内出现较多的坑洞或坑洞损坏的先兆时(如出现局部龟裂)采用全车道局部翻修的工艺。
3新设备
坑洞修补设备未来总的发展趋势是各类修补设备将沿着不断满足新材料和新工艺的发展而取得进展。
对于实施传统热补工艺的综合养护车来说,采用预制的热补混合料,将贮存热混合料的容器改为具有加热、升温和搅拌功能的现场搅拌器将是一个重要的发展趋势。
对于坑洞加热修补设备来说,出现了向小型化方向发展的趋势。一种手扶式的坑洞加热修补设备,所用的加热源是红外线。在加热技术方面,随着红外线发射管热效率的提高,加热技术在坑洞热补设备上除了火焰辐射加热方式外,红外线加热技术也将是一个有竞争力的选择。
新的加热技术在坑洞热补设备上的应用,最值得关注的是微波加热技术,广东威特真空电子公司与长沙交通学院共同研制开发的微波加热补坑设备。
在小坑洞修补和大裂缝填封方面的设备,压力喷射修补机将是一个有竞争力的修复性养护设备,它将进一步围绕改善乳化沥青与集料的混合与裹覆和加强压力喷射的强度以改善填补材料的粘结性能方面取得进展。
第五篇:同步碎石封层车租赁合同
设备租赁合同
承租方:XXXX(甲方)
出租方:(乙方)因XX线收费公路同步碎石封工程的需要,甲方租用乙方同步封层车,为明确双方的权利和义务关系,根据《中华人民共和国合同法》有关规定,经双方平等协商,签订本合同。
一、租赁设备名称及数量
甲方租用乙方同步碎石封层车壹辆。
二、租赁期限
XX年X月XX日至XX年X月Xx日,最终按甲方工程项目实际确定。
三、设备工作地点
四、租赁单价:
按实际完成的平方米计算,1.20元/平方米,大写人民币壹元贰角整/平方米(综合包干单价,含税金)。设备因天气、环境、供料等因素造成的较长时间无法工作及停机期间不另行计算租金。
五、设备进出场
设备进出场由乙方自行安排组织,其费用按以下方式结算:进场费用全部由乙方承担,出场时甲方核算从工地至乙方单位所需燃油量减去油箱存油量后,由甲方承担该部分燃油费用。
六、操作人员:
乙方提供持有效证件的合格的操作人员1名,协助人员1名,食宿由乙方安排,费用自理,工资由乙方负责。乙方人员工作生活用车,由乙方提供并自行承担费用。乙方操作人员必须服从甲方的工作安排,具体作业时间、内容、方式以甲方的施工需要确定。特别注意事项:
1、同步封层车必须由乙方操作人员操作,甲方技术人员、施工员跟班作业。
2、同步碎石封层车的操作水平直接关系到同步封层的质量和效果,施工前,要求乙方操作人员必须对同步碎石分层车的计量系统、控温系统及碎石撒布控制系统等进行标定,通过试洒(撒),确定沥青洒布量和碎石撒布厚度、均匀度、宽度是否准确,是否满足施工要求,经检查确认设备正常完好后方可投入使用。使用过程中乙方对计量系统、控温系统及碎石撒布控制系统随时掌握,如有不适应立即维护。
3、沥青装入同步封层车时,甲方必须确保油温不得低于160℃,不得高于170℃,装入后乙方操作人员必须做好控温系统的运作,不得使油温降低而影响洒布效果。
4、同步封层每平方米沥青洒布量,必须按照甲方要求量进行,不得自行调整。
5、同步封层车作业时,必须行车平稳,确保线形顺适,纵横向接茬平顺。纵横向搭接处沥青洒布重叠部分不得超过5cm。边部线形控制由甲方甩绳控制,纵向接缝及横向接缝处对已封层面的保护工作由甲方用铁皮或油毡进行。
6、由于乙方原因造成质量问题的段落,在乙方总费用结算时不予结算,并扣除甲方所耗的沥青、石料及其它机械(含返工时的铣刨机、翻斗车等费用)、人工等费用,且无偿返工。
七、设备维修
乙方提供设备必须保证性能良好,租用期间乙方自行安排设备的维护保养,但维护时间安排不应与甲方的正常施工相冲突。
八、然润料
租用期间设备的燃料消耗由甲方提供并承担费用,润料消耗由乙方提供并承担费用。
九、安全责任
设备租用过程中的一切安全事故由乙方负责。因操作人员违反操作规程造成的设备损坏、事故及给甲方造成的相关损失,由乙方承担责任及费用。
十、结算方式
工程施工结束后,由甲乙双方共同收方,以实际发生的数量进行结算。
十一、租金支付方式及支付时间
所有租金均通过双方开户银行转帐或汇付方式支付。
十二、违约责任及争议解决方式
如发生争议,双方友好协商解决;若协商不成,双方约定在甲方法人所在地法院诉讼解决。
十三、合同生效与终止
合同经双方签字盖章并在甲方施工现场设备安装调试完毕后生效。甲方根据实际需要有权终止本合同。
十四、合同份数
本合同一式三份,甲方二份,乙方一份。
十五、甲方工程结束,租金结清合同自行终止。
甲方:XXXXx 乙方:
单位名称(盖章): 单位名称(盖章):
甲方负责人(签字): 乙方代表人(签字): 电话: 电话:
日期: 年 月 日