微表处混合料性能及应用技术研究
- 格式:doc
- 大小:25.50 KB
- 文档页数:6
微表处施工技术在道路养护和建设领域,微表处施工技术作为一种经济、高效且环保的预防性养护手段,正逐渐受到广泛的关注和应用。
微表处,简单来说,是一种采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、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,并将其均匀地摊铺在原路面上的薄层罩面技术。
这一技术的优势众多。
首先,它能够迅速改善道路的表面功能,如提高抗滑性能、减少路面渗水,从而延长道路的使用寿命。
其次,微表处施工速度快,对交通的影响较小,通常可以在较短时间内开放交通,减少因施工带来的交通拥堵和不便。
再者,相比传统的养护方法,微表处具有较好的经济性,能够降低养护成本。
在进行微表处施工前,需要进行一系列的准备工作。
对原路面的状况进行详细的调查和评估是至关重要的。
要检查路面的病害类型、程度和范围,例如裂缝、坑槽、车辙等,并根据评估结果确定是否需要预先进行处理。
若原路面存在裂缝,需要进行灌缝处理;对于较大的坑槽,则需要进行挖补修复。
此外,还要对路面进行清洁,去除杂物、尘土和油污等,以确保微表处材料与原路面能够良好粘结。
施工材料的选择和质量控制也是关键环节。
聚合物改性乳化沥青应具有良好的稳定性、粘结性和低温延展性。
集料应坚硬、耐磨、干净,且级配符合设计要求。
填料通常选用水泥、石灰粉等,其作用是调整稀浆混合料的稠度和稳定性。
水应清洁无污染,添加剂的种类和用量则需根据具体的施工条件和要求进行合理选择。
施工设备主要包括稀浆封层车、装载机、水车等。
稀浆封层车是核心设备,其性能直接影响施工质量和效率。
在施工前,要对设备进行全面的检查和调试,确保各部件工作正常,计量准确。
施工过程中,严格控制施工工艺和质量是保证微表处效果的关键。
首先,按照设计配合比准确称量各种原材料,并将其投入稀浆封层车的搅拌箱中进行搅拌。
搅拌时间和速度要适中,以确保混合料均匀一致。
然后,通过稀浆封层车的摊铺箱将混合料均匀地摊铺在原路面上。
摊铺速度应根据施工条件和路面状况进行调整,一般控制在 15 30 千米/小时。
公路养护中的改性乳化沥青微表处技术应用摘要:本文从改性乳化沥青微表处封层原理、微表处封层混合料的特点、微表处封层在养护中的作用、微表处施工工艺流程等方面进行了研究,从而得出改性乳化沥青微表处技术具有优良的路面养护性能的结论。
关键词:公路养护改性乳化沥青微表处技术应用1、我国公路概况公路是一个国家交通运输现代化程度的主要标志,公路的建设和发展带动了交通运输事业的发展,促进社会进步,有力地推动了沿线地区的经济发展,具有巨大的经济和社会效益。
随着国民经济快速、协调发展,我国的道路交通量也日益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路面临严峻的考验。
现有公路有效服务时间普遍达不到其设计使用年限,通常在通车2~3年后即有车辙、开裂、泛油、坑槽等较为严重的早期损坏现象出现。
2、改性乳化沥青微表处封层原理沥青在道路修筑中被用做粘合剂。
沥青通常被加热到100-200℃,与热骨料一起拌和使用。
热拌沥青混合料在存储,运输和使用过程中必须保持其热度,以确保它的工作能力。
当热拌料冷却后,道路的最终强度才能形成。
乳化沥青提供了另外一种替代的方法,将沥青通过高剪切设备与乳化剂混合形成常温下能够储存、使用的乳化沥青,乳化沥青是将沥青扩散于水中,形成水包油的乳液,可以和冷的或潮湿的骨料一起使用,当乳化沥青凝固时,还原为连续的沥青,水份排除后,形成道路材料的最终强度。
在许多道路建设应用中,乳化沥青提供了一种比使用热沥青更为安全和更加注重环境保护的系统,因为它避免了着火,燃烧和释放烟尘,运输也方便且使用较少能量。
使用聚合物改性乳化沥青,可以提高沥青的粘结力、弹韧性、改善沥青的耐候、抗老化等路用性能。
微表处封层是指在常温下将级配骨料、改性沥青乳液、填料、水和外加剂等材料按一定比例配合拌制成糊状流动的混合料,并及时用摊铺机将其均匀地摊铺在路面上,经过乳液与骨料的裹覆、破乳、析水和固化等过程,形成密实、坚固耐磨的表面薄层。
混合料的粘结料仍是沥青,是通过乳化方式使高温下才能流动的沥青在常温下就可以拌和施工。
微表处的定义及技术特点山东武城博斯特筑路设备微表处简称MS是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂合理配比拌合并通过专门施工设备摊铺到原路面上,达到迅速开放交通要求的薄层结构。
微表处的技术特点1、与稀浆封层相比,微表处具有更高的抗磨性能和抗滑性能。
微表处有好的抗滑性能,且抗滑性能随使用年限的延长而衰减的速率较缓慢。
这是因为,微表处的厚度仅为10mm左右,集料中的最大粒径颗粒在微表处层内事“顶天立地”的,且不经过压路机的碾压,粗集料的棱角突出到微表处表面,使微表处层具有很大的构造深度和摩擦系数;同时使用改性乳化沥青,沥青与集料间的黏结,粗集料不会在行车的作用下飞散;此外,微表处用的粗集料一般为安山岩、玄武岩等耐磨的硬质石料,保证了抗滑性能不会快速的衰减。
因此,微表处可以为行车提供一个粗糙、耐磨的抗滑表面。
2、微表处有很好的车辙修复功能。
微表处可以实现对原路面车辙的修复,这是稀浆封层所无法实现的,也是普通热拌料沥青混合料无法直接实现的(必须首先铣刨),这就是微表处出现初期的最重要用途。
在车辙存在的情况下,稀浆混合料的摊铺厚度会增加,普通稀浆封层在这种情况下只有表面的薄层可以分裂成型,而下面的材料无法形成强度。
而微表处是一种快凝型的结构,即便是最底部的材料也可以在化学作用下分裂形成强度;此外,由于使用了聚合物改性剂,增强了沥青混合料的抗车辙能力,使成型后厚度较大的微表处层可以抵抗车辙的出现。
3、比普通热沥青罩面具有更好地封层效果,可更好地防止路表水的下渗,从而更好地保护路面结构。
与普通热沥青罩面相比,微表处的级配更细,粉料含量更多,油石比更高,混合料的空隙率更小,密水效果更加理想。
4、在路基路面稳定的前提下,微表处的寿命都在5年以上。
微表处作为一个厚度仅为10mm的薄层结构,特别是大量应用于路面养护工程中,其使用寿命很大程度上受到原路面状况的影响。
在原路面病害得到有效处理,路基路面稳定的情况下,微表处的使用寿命一般都在5年以上。
微表处技术在桥面铺装养护中的应用摘要:本文探讨了微表处技术在桥面铺装养护维修工程施工中的应用,并结合实际分析了微表处原材料的选择和配合比设计。
对微表处技术在桥面铺装养护维修中的推广应用提供了必要的数据支持和理论依据。
关键词:桥面铺装养护、微表处、配合比设计U443.331、桥面铺装概述桥面铺装是指铺筑在桥面板上的防护层,用于防止车轮直接磨耗桥面板,并扩散车轮荷载。
它的质量好坏和使用耐久性直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性和投资效益。
桥面铺装一般采用沥青、水泥混凝土或钢纤维增强混凝土作为铺装材料。
由于以沥青混凝土为主的桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击,具有更加平稳舒适的特点,因此已成为最普遍的桥面铺装形式。
沥青混凝土桥面铺装在车轮荷载的长期碾压下,沥青磨耗层会老化磨光,抗滑性能和防水性能都会下降,并且出现裂缝、车辙、坑槽和拥包等病害,严重时会影响行车及桥梁结构安全。
2、微表处技术应用于桥面铺装养护桥面铺装的养护应该坚持“预防为主,防治结合”的原则。
微表处作为预防性养护的有效方法之一,主要应用在改善桥面的抗滑性能、降低路面渗水、进行车辙修复等方面。
其优点在于:比稀浆封层的防滑防渗水效果好,施工技术简单,可快速开放交通,且有着更强的粘结力,比较适合重载交通的路面;比常规沥青罩面厚度小,可以有效地减轻桥梁的恒载,而且比常规沥青罩面的工程成本低。
根据美国VSS公司的施工经验,铺设1cm微表处的费用是:1.44~1.8美元/平方米。
而铺设厚度为1.9~3.8cm的热拌沥青路面的费用是:4.74~7.25美元/平方米。
可见热拌沥青摊铺的成本是微表处成本的3-4倍【1】。
3、微表处技术应用中应注意的问题(1)微表处适用于结构强度足够的路面。
作为一种薄层罩面技术,微表处的铺筑厚度一般只有1cm左右。
因此,拟实施微表处的沥青混凝土路面结构强度必须满足要求。
(2)微表处适用于表面状况良好的路面。
允许的路面损坏类型和程度包括:轻微不规则裂缝、轻微龟裂、轻微车辙、麻面、轻微松散、泛油和磨光。
微表处混合料性能及应用技术研究
摘要:在目前诸多的公路养护技术手段中,微表处技术是修复道路车辙以及其它公路病害的最为经济,同时又是最为有效的技术手段之一。
本文分析了微表处混合料配合比设计参数对混合料性能的影响,同时也对微表处路面的噪声机理及降噪技术进行研究,具有重要的意义。
关键词:沥青路面,微表处,降噪技术,微表处混合料
中图分类号: u416.217 文献标识码: a 文章编号:
自从1988年沪嘉、沈大高速公路通车以来,我国高速公路开始了飞速的发展,截止2010年底,我国高速公路总里程达7.4万公里,仅次于美国。
面对这些巨额的社会资产,我们应采取措施,对其进行适当的养护管理,使其处于优良的水平。
微表处技术由于其突出的特点而广泛应用于我国的公路养护中,但是,在微表处的使用过程中发现,微表处路面的噪声明显大,比普通路面的噪声高出3~4db(a),严重影响了司乘人员的舒适性。
噪声对人体的生理及心理健康都会产生不良影响。
受噪声的影响,人们会烦躁不安,注意力不集中,工作效率低下。
严重的噪声对人的神经系统、心血管系统和消化系统都会产生影响,会引起记忆力衰退、失眠、心律不齐、心跳加快、食欲不振等。
在长期的强噪声影响下,人的身体健康水平会下降。
随着社会的发展,绿色环保已经成为当前社会的主题,人们对生活环境的要求越来越高,然而微表处的噪声使人们难以接受。
从社会、经济的角度来讲,我们有必要对微表处路面进行
研究,分析噪声产生的机理,以探索降低微表处路面的噪声的措施。
1微表处技术所需材料的性能要求
1.1聚合物改性乳化沥青
聚合物改性乳化沥青主要是将聚合物改性剂掺入到乳化沥青当中,进而实现沥青原有性能水平的提升。
它能够提升拌和性能、强化早期强度、提升路面的高温稳定性、延长路面运行周期、提升路面低温环境下的抗龟裂能力、提高内聚力、提升粘附强度、提高抗剥落能力。
改性沥青虽然只占稀浆混合料总体的1/o至2/10,但是它的技术性能将直接决定微表处技术处理效果的成功与否。
为了实现微表处施工后尽快开放交通的要求,建议比先选择具有慢裂快凝特点的阳离子乳化剂,同时选择科学的改性剂掺配工艺,实现改性材料、沥青材料以及乳化剂的最佳匹配o
1.2填料
通过加入适当数量填料的方式可以提升稀浆混合科的稳定性、提升级配、强化早期强度、调整玻乳速度等。
目前的填料—般均具有化学活性,因此在掺入时必须要综合考虑填料和乳化沥青、矿料的相容性、确保封层的整体强度以及有利于混合料的拌和、摊铺以及成型。
1.3集料
集料的质地、级配、形状以及粒径规格均会对微表处技术的实际效果产生影响。
因此,在选择集科时必须要要注意优先选择经过轧制形成的硬质石料,并且为了提升处理之后路面的抗滑性能,同样
应该保证石料当中含有—定比例的砂石。
除此之外,必须要保证集料的干燥、洁净和表面的相糙度。
1.4水
在拌和稀浆混合料的过程中需要加入大量的水。
水不仅决定了稀浆混合料的密实度与稠度,同样能够影响微表处技术的实际效果。
微表处技术所需要的水必须是洁净的自来水,坚决禁止使用工业污水、盐水、泥水以及生活污水等。
2.微表处混合料配合比设计参数对混合料性能的影响
微表处混合料按公称最大粒径的不同可以分为ms-ⅱ和ms-ⅲ两种。
用于微表处的集料应符合一定的级配要求。
首先,在集料中要有一定数量的粗料起骨架作用,粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降,导致封层强度和高温稳定性降低;其次,需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性、耐久性和和易性。
室内拌和试验和稠度试验表明,如果混合料级配过粗,则由于混合料的孔隙率偏大,拌和时会离析分散,大颗粒沉淀不能形成稠度适宜的粘稠浆体。
ms-ⅱ型微表处混合料的最大公称粒径为4.75mm,可用于中等级交通的高速公路,一级公路,二级公路的罩面,适宜厚度为4mm~7mm。
ms-ⅲ型微表处混合料的最大公称粒径为9.5mm,可用于高速公路,一级公路和车辙填充,适宜厚度为8~10mm。
通过ms-ⅱ型微表处混合料和ms-ⅲ型微表处混合料的级配比较可以得出,ms-ⅱ型的混合料级配中的粗集料比ms-ⅲ型微表处混合
料多(大于4.7mm的矿料为粗集料,4.75mm筛孔的通过率是区分两种混合料类型的关键控制指标),由于ms-ⅲ有足够的细集料来填充粗集料之间形成的骨架结构,从而组成骨架密实型结构,比之ms-ⅱ具有更好的抗车辙能力和防止壅包、推移等高温病害。
而且表面构造深度比ms-ⅱ型大,具有良好的抗滑性能。
但是,因为微表处的施工厚度只有10mm左右,粗集料用量的增多必然对微表处施工带来困难,拌和时容易产生离析。
3.微表处降噪技术研究
微表处路面的噪声比普通路面大约高出3db(a),对车内外环境造成严重的影响,这已成了微表处技术发展的瓶颈。
因此,需要通过分析路面噪声的机理以及微表处路面的特点,找出微表处路面噪声增大的原因。
3.1微表处路面噪声机理分析
汽车在道路上行驶,会产生噪声,一般分为车内噪声和车外噪声。
车内噪声主要影响车内的司乘人员。
其中车内噪声有两个来源:一是车身的壁板结构振动所产生的声辐射(包括由声激励结构振动而产生的二次声辐射),简称为结构声;二是通过车身壁板孔隙、门窗缝隙、空调及通风管道等,发动机、传动系统、风扇、进气、排气噪声以及风噪声、外部环境噪声等的声透射,简称为空气声。
路面激励引起的车内结构噪声的主要频率段为5 hz~300hz左右,是车内噪声的主要部分。
3.2微表处路面噪声影响因素
微表处路面的车内噪声与路面的构造深度有着很明显的相关关系,构造深度越大,车内噪声就越大。
当车辆经过微表处路面时,由于微表处路面的构造深度大,引起车辆高频低幅的震动,使车内出现明显的嗡嗡声。
而集料的排列直接影响构造深度的大小。
所以微表处路面噪声的根本影响因素在于集料的级配、形状以及排列情况。
①当粗集料的方正率低,针片状含量高,其中有些大粒径针片状石料的长度会大于lomm,微表处混合料摊铺后这些石料有可能“竖立’’起来,这时微表处会形成凸起;微表处稀浆混合料摊铺后,两颗石料有可能叠加形成凸起,若小石料没有叠加,会形成凹陷;当石料叠加时其上部的石料很容易脱落,脱落后也会形成凹陷。
路面构造如图3.1所示。
有着这些凸起与凹陷,使微表处路面的车内噪声增大。
图3.1 集料的分布示意图
微表处路面的表面构造同普通路面的构造不同。
如图3.2所示,将普通路面与微表处路面进行对比,假设两种路面构造深度相同,但前者可以看做路面的顶面排列在同一水平面上,在这一平面上出现的小的凹陷;而后者是水平面比较低,在水平面上形成凸起,这些凸起的石料的顶端并没有在同一个水平面上,所以当轮胎滚动在路面上时,会引起车辆本身的震动,产生高频低幅的嗡嗡噪声。
图4.3 路面构造示意图
②目前在微表处路面施工中大多不进行碾压,而仅仅靠开放交通
后的车辆碾压,这就使集料的棱凸现在路表,从而增加行车振动,导致“车内噪声”增大。
③乳化沥青的可拌和时间直接影响着微表处的质量,甚至关系着微表处的成败。
乳化沥青必须有充足的可拌和时间,如果稀浆混合料可拌和时间短,在摊铺时和易性不好,就会使摊铺后的稀浆混合料表面不平整,形成横向纹理,产生车内噪声。
4.结语
总之,我们以技术经济分析的角度来审视微表处技术,则技术是众多公路常规养护技术当中施工工艺简单、施工过程快、节约资源、对周围环境的负面影响比较小的一种技术手段,值得推广使用。
参考文献:
[1]中华人民共和国行业标准.公路技术状况评定标准[s].2007
[2]曹卫东,吕伟民.简述国内外低噪声沥青路面研究状况【j】石油沥青,2005,19(2):50—54
[3]徐剑.微表处混合料路用性能研究[j].公路交通科技,2002,19(4):11-12。