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同步碎石封層技術(shù)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

2009-02-23 17:14    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  1、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以防止路面病害的進(jìn)一步擴(kuò)展,減緩路面使用性能能的惡化進(jìn)程,延長(zhǎng)路面使用壽命,提高路面的服務(wù)效能,節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金,通常用于尚沒(méi)有發(fā)生損壞或只有輕微病害的路面。在已有路面上敷設(shè)一層防護(hù)層來(lái)保護(hù)原有的路面的方法是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要手段。由于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)這種技術(shù)的研究與應(yīng)用。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)可以分為:裂縫填封(crack sealing)、霧層封層(gog seal)、石屑封層(chipseal)、冷薄層罩面(包括稀漿封層、微表封層和覆蓋封層)、熱薄層罩面(包括開(kāi)級(jí)配、密級(jí)配和間斷級(jí)配)。裂縫填封一般用于防止雨水、冰雪等通過(guò)裂縫滲入路面,通常需要進(jìn)行擴(kuò)縫處理,其有效壽命只有幾年;霧層封層是將霧狀的乳化瀝青或再生劑噴灑到老化的瀝青路面上,用于處理路面材料的松散、氧化及微小裂縫,一般期望壽命約3~4年;石屑封層是在路面上噴灑一層瀝青材料,緊接著撒布砂、單粒徑或適當(dāng)級(jí)配的集料,并緊跟著進(jìn)行碾壓。他主要用于防止水的滲入,改善路面抗滑性和耐磨性,改善路面使用性能;熱薄層罩面可以防止路面品質(zhì)下降、恢復(fù)路面的抗滑阻力、修復(fù)路面的缺陷和輪廓,這種養(yǎng)護(hù)的成本一般較高。

  2、同步碎石封層技術(shù)及其特點(diǎn)。所謂同步碎石封層,就是用專用設(shè)備即同步碎石封層車及粘結(jié)材料(改性瀝青或改性乳化瀝青)同步鋪灑在路面上,通過(guò)自然行車碾壓或輪胎壓路機(jī)碾壓形成單層瀝青碎石磨耗層,他主要作為路面表處層使用,也可用于低等級(jí)公路的面層施工。頭同步碎石封層將粘結(jié)劑的噴灑與集料撒布兩道工序集中在一臺(tái)車上同時(shí)完成,可以使碎石顆粒立即與剛噴灑的粘結(jié)劑相接觸。此時(shí),由于熱瀝青或乳化瀝青流動(dòng)性較好,能是隨時(shí)更深地埋入粘結(jié)劑內(nèi)。同步碎石封層技術(shù)縮短了粘結(jié)劑噴灑與集料撒布之間的間隔,增加了集料顆粒與粘結(jié)劑的裹覆面積,更易保證他們之間穩(wěn)定的比例關(guān)系,提高了作業(yè)效率,減少了設(shè)備培植,降低了施工成本。瀝青路面經(jīng)過(guò)同步碎石封層處理后,使路面具有良好的抗滑性能和防滲水性能,能有效治愈路面貧油、掉粒、輕微網(wǎng)裂、車轍、沉陷等病害,主要用于道路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù),無(wú)論是高速公路還是普通公路都可以使用此項(xiàng)養(yǎng)護(hù)新技術(shù)。在美國(guó),據(jù)記載同步隨時(shí)封層可延長(zhǎng)路面使用壽命10年以上;澳大利亞有關(guān)機(jī)構(gòu)研究表明,同步碎石封層技術(shù)能使損壞比較嚴(yán)重的道路壽命增加10~15年。同步碎石封層技術(shù)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn);

  (1)同步碎石封層實(shí)質(zhì)是靠一定厚度瀝青膜(1~2mm)粘結(jié)的超薄瀝青碎石表面處治層,其整體力學(xué)特征是柔性的,能增加路面抗裂性能、治愈路面龜網(wǎng)裂、減少路面反射裂縫、提高路面防滲水性能,用于道路養(yǎng)護(hù)可延長(zhǎng)路面使用壽命10年以上,若使用聚合物改性粘結(jié)料效果更佳。

 。2)同步碎石封層可以大大提高原路面的摩擦系數(shù),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復(fù);

 。3)通過(guò)采用局部多層攤鋪不同粒徑石料的施工方法,同步碎石封層能有效治愈深達(dá)10cm以上的車轍、沉陷等病害,這一點(diǎn)是企圖養(yǎng)護(hù)方法無(wú)法比擬的;

 。4)同步碎石封層可以作為低等級(jí)公路的過(guò)渡型路面,以緩解公路建設(shè)資金嚴(yán)重不足的矛盾;

 。5)同步碎石封層工序簡(jiǎn)單、施工速度快,可即時(shí)限速開(kāi)放交通;

 。6)無(wú)論用于道路養(yǎng)護(hù)還是作為過(guò)渡型路面,同步碎石封層的性能價(jià)格比明顯優(yōu)于其他表處方法,從而大大降低道路的維修養(yǎng)護(hù)成本。

  3、同步碎石封層技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀:同步碎石封層技術(shù),從20世紀(jì)80年代開(kāi)始在法國(guó)被大規(guī)模采用,20世紀(jì)90年代傳播到整個(gè)歐洲各國(guó)及美國(guó),還在俄羅斯、印度、非洲、澳洲等數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)中得到推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì),在歐洲有95%以上的公路均采用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

  4、同步碎石封層技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用。目前,同步碎石封層技術(shù)在我國(guó)遼寧省、湖南省等地的高速公路下封層及國(guó)道、省道的建設(shè)中大已經(jīng)得到應(yīng)用。由于這項(xiàng)技術(shù)優(yōu)越的性能,許多公路建設(shè)部門大對(duì)他產(chǎn)生了濃厚的興趣,但總的來(lái)說(shuō),由于這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)才剛剛開(kāi)始得到應(yīng)用,許多施工工藝還沒(méi)有完全掌握,更缺乏施工經(jīng)驗(yàn),在施工材料的研究上還處于空白,在同步碎石封層車的研究上還沒(méi)有開(kāi)始,還有許多理論上和應(yīng)用上的問(wèn)題沒(méi)有掌握。與其他技術(shù)如稀漿封層技術(shù)相比,同步碎石封層技術(shù)具有較強(qiáng)的防水性,極高的防滑性,北京具有處理路面裂縫的良好性能,這非常適合我國(guó)許多地方降水多、雨季長(zhǎng)、山區(qū)廣的氣候特點(diǎn)。我國(guó)區(qū)域遼闊,公路狀況差異大,而同步碎石封層技術(shù)既適用于高等級(jí)公路,也適用于普通城市公路、鄉(xiāng)村公路等,而且不受各種不同的氣候、交通能力等因素的影響。另外,同步碎石封層技術(shù)是能耗較低的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),即不需要花很大的投資就可以覆蓋較大的使用區(qū)域,這也是該項(xiàng)計(jì)劃素得以迅速發(fā)展的基礎(chǔ),對(duì)于尚處于發(fā)展階段的中國(guó)來(lái)說(shuō)是非常適合的。

  同步碎石封層施工工藝

  1、要求:從對(duì)瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的角度來(lái)看,與其他的技術(shù)相比,同步碎石封層技術(shù)并沒(méi)有對(duì)施工條件提出更高的要求,但是為了提高養(yǎng)護(hù)性能,充分發(fā)揮這種新技術(shù)的優(yōu)勢(shì),還是需要有一定的條件。首先,要對(duì)公路表面損傷進(jìn)行診斷,明確將要進(jìn)行修補(bǔ)的要害問(wèn)題;充分考慮瀝青結(jié)合料和骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),比如其潤(rùn)濕性、粘合性、耐磨性、抗壓性等;在技術(shù)規(guī)范所允許的范圍內(nèi)進(jìn)行攤鋪操作;正確合理地選擇材料,確定級(jí)配,正確操作攤鋪設(shè)備。

  2、同步碎石封層施工工藝:

 。1)常用的結(jié)構(gòu):普遍采用間斷級(jí)配結(jié)構(gòu),碎石封層所用石料粒徑范圍有嚴(yán)格要求,即等粒徑石料最理想?紤]到石料加工的難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檔,比較常用的粒徑范圍為4~6mm,6~10mm這兩種,而8~12mm和10~14mm兩檔主要用于低等級(jí)公路過(guò)渡型路面的下面層或中面層。

 。2)根據(jù)路面平整度情況和抗滑性能要求確定石料的粒徑范圍。一般路面掩護(hù)進(jìn)行一次碎石封層即可,在路面平整度較差說(shuō)可選用適宜粒徑的石料作為下封層找平,然后再做上封層。碎石封層作為低等級(jí)公路路面時(shí)須2層或3層,各層石料粒徑應(yīng)互相搭配以能產(chǎn)生嵌擠作用,一般遵循下粗上細(xì)的原則;

 。3)封層前要%考試大%對(duì)原路面進(jìn)行認(rèn)真清掃,作業(yè)過(guò)程中應(yīng)保證足夠數(shù)量的膠輪壓路機(jī)以便在瀝青溫度降低之前或乳化瀝青破乳后能及時(shí)完成碾壓定位工序。另外,封層后即可通車,但在初期應(yīng)限制車速,待2h后可完全開(kāi)放交通,從而防止快速行車造成石子飛濺;

 。4)使用改性瀝青作為粘結(jié)料時(shí),為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜,必須保證瀝青的溫度在160℃~170℃范圍內(nèi);

 。5)同步碎石封層車的噴油嘴高度不同,所形成的瀝青膜厚度會(huì)不同(因?yàn)楦鱾(gè)噴嘴噴出的扇形霧狀瀝青重疊情況不同),通過(guò)調(diào)整噴嘴高度使得瀝青膜的厚度符合要求;

 。6)同步碎石封層車應(yīng)以適宜的速度均勻行駛,在此前提下石料和粘結(jié)料兩者的撒布率必須匹配;

  (7)作為表處層或磨耗層的碎石封層,其使用條件是原路面平整度和強(qiáng)度滿足要求。

  同步碎石封層的材料:

  1、粘結(jié)料。同步碎石封層技術(shù)的領(lǐng)先性能很高,但對(duì)適用瀝青沒(méi)有特別嚴(yán)格的要求?梢允褂貌煌臑r青結(jié)合料,如軟化純?yōu)r青、聚合物改性瀝青、乳化瀝青、聚合物改性乳化瀝青、稀釋瀝青等,熱瀝青主要由于大規(guī)模封層。

  2、石料。碎石要求經(jīng)過(guò)反擊破碎(或錘式破碎)得到的碎石,針片狀石料嚴(yán)格控制在15%以內(nèi),幾何尺寸要好,不含雜質(zhì)和石粉,壓碎值小于14%,對(duì)石料酸堿性無(wú)特殊要求,并嚴(yán)格經(jīng)過(guò)水洗風(fēng)干。同步碎石封層設(shè)備:

  同步碎石封層技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求:同步碎石封層技術(shù)的主要是同步碎石封層車,與1輛同步碎石封層車配套的主要機(jī)械設(shè)備有50型以上轉(zhuǎn)載機(jī)1臺(tái)、石料加工清洗設(shè)備1臺(tái)、12~16t膠輪壓路機(jī)1臺(tái)、8t以上水車1臺(tái)、路面除塵設(shè)備1臺(tái)、小型銑刨設(shè)備1臺(tái)。25t熱瀝青加(保)溫車1臺(tái)、(乳化)瀝青運(yùn)輸車若干臺(tái)。在同步碎石封層車的使用上,該項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作手的要求較高,操作人員必須懂得機(jī)械的工作原理,同時(shí)操作要相當(dāng)熟練,否則將鋪不出高質(zhì)量的路面。

  同步碎石封層車的結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù):同步碎石封層車目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有產(chǎn)品,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有單位在研究,但隨著同步碎石封層技術(shù)的推廣應(yīng)用,國(guó)內(nèi)多同步碎石封層車的需求將是必然的。同步碎石封層車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以在稀漿封層車的基礎(chǔ)上進(jìn)行,根據(jù)碎石封層技術(shù)的特點(diǎn),要求同步碎石封層車應(yīng)該具有給料、拌和、攤鋪和計(jì)量等功能。同步碎石封層車從結(jié)構(gòu)上可以分為行駛底盤部分、作業(yè)部分和控制部分。行駛底盤部分完成機(jī)器的行駛?cè)蝿?wù),并支承其它部分的重量,要求工作速度能夠精確控制并達(dá)到恒速;作業(yè)部分完成作業(yè)過(guò)程中各種物料的存貯、輸送、攪拌、攤鋪等任務(wù),這部分可以由給料系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)、攤鋪系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等組成;控制部分完成隊(duì)車輛速度、給料速度、各種物料計(jì)量、粘結(jié)劑保溫、拌和時(shí)間等的控制,是同步碎石車的關(guān)鍵部分。在目前的瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)中,乳化瀝青及改性瀝青的生產(chǎn)工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟。同步碎石封層車可以將粘結(jié)劑的噴灑與石料的散布同時(shí)進(jìn)行,相比于傳統(tǒng)的石屑封層設(shè)備來(lái)說(shuō)必須解決一些關(guān)鍵技術(shù),以完成一些特殊的技術(shù)要求。

 。1)設(shè)計(jì)合理的粘結(jié)劑噴灑裝置,保證對(duì)噴灑量及其均勻性進(jìn)行精確調(diào)節(jié)與控制;

 。2)設(shè)計(jì)先進(jìn)合理的瀝青溫度控制系統(tǒng);

 。3)能夠精確調(diào)節(jié)和控制碎石的撒布量及其均勻性;

 。4)保證粘結(jié)劑噴灑與碎石撒布要高度保持一致。

延伸閱讀:碎石 封層 技術(shù)
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