遼寧省稀漿封層技術(shù)應(yīng)用情況評(píng)估

1、遼寧省稀漿封層技術(shù)應(yīng)用情況評(píng)估作者：李蔭國(guó) 才華摘要：稀漿封層作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。近幾年，稀漿封層在我國(guó)得到了前所未有的推廣應(yīng)用，但對(duì)其應(yīng)用情況及使用效果還沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的評(píng)估。介紹了稀漿封層技術(shù)在遼寧省的應(yīng)用情況評(píng)估，其中包括稀漿封層在遼寧省的發(fā)展、稀漿封層在遼寧省的應(yīng)用情況、稀漿封層的使用效果、稀漿封層的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益等。1 稀漿封層的發(fā)展 11國(guó)外稀漿封層技術(shù)發(fā)展概述     稀漿封層技術(shù)和改性稀漿封層技術(shù)是目前在國(guó)際上應(yīng)用非常廣泛的公路罩面技術(shù)。     

2、0;   稀漿封層用于 路面工程始于2O世紀(jì)2O年代末期 的德國(guó)，20世紀(jì)40年代，稀漿封層技術(shù)進(jìn)入美國(guó),60年代，隨著陽(yáng)離子快凝型乳化瀝青的出現(xiàn)和稀漿封層施工設(shè)備的不斷進(jìn)步，稀漿封層技術(shù)在美國(guó)、歐洲等地得到了快速發(fā)展。7o年代，連續(xù) 式稀漿封層攤鋪牟問(wèn)世，進(jìn)一步提高了稀漿封層的施工效率。德國(guó)公路工作者為了用稀漿封層解決路面牟轍問(wèn)題，開(kāi)始對(duì)稀漿封層混合料進(jìn)行改良。隨后，改性稀漿封層混合料也開(kāi)始用于整幅路面的罩面。80年代，改性稀漿封層技術(shù)進(jìn)入美國(guó)，并在美國(guó)得到廣泛應(yīng)用。     從此世界范圍講，稀漿封層技術(shù)經(jīng)歷了由陰離子向陽(yáng) 離子、由

3、手工作業(yè)向機(jī)械作業(yè)、由慢凝慢開(kāi)放交通到快凝快丌放交通、由普通稀漿封層到改性稀漿封層的發(fā)展歷程。隨著乳化瀝青技術(shù)的不斷進(jìn)步干u公路養(yǎng)護(hù)需求的不斷發(fā)展變化，稀漿封層和改性稀漿封層技術(shù)也在不斷的提高和完善. 1.2 稀漿封層技術(shù)在遼寧省的發(fā)展歷程     從1987年開(kāi)始，遼寧省組織力量對(duì)稀漿封層技術(shù)進(jìn)行了研究，于1 989年研制成功了XF 6型自行式稀漿封層攤鋪機(jī)，為我國(guó)推廣應(yīng)用稀漿封層施工技術(shù)創(chuàng)造了條件。遼寧省因此也成為我國(guó)最早應(yīng)用乳化瀝青和稀漿封層技術(shù)的省份之一。    為了更好地推廣稀漿封層技術(shù)，遼寧省公路管理局將全省的稀

4、漿封層施工隊(duì)伍進(jìn)行整合，于1998年7月成立了沈陽(yáng)三鑫公路工程有限公司。在省交通廳公路管理局的關(guān)心和支持下，由三鑫公司具體實(shí)施，進(jìn)一步擴(kuò)大稀漿封層在省內(nèi)路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用范圍 2 稀漿封層的應(yīng)用情況 21 公路概況     遼寧省是全國(guó)公路基礎(chǔ)設(shè)施最發(fā)達(dá)的省份之一。截止2002年底，遼寧省鄉(xiāng)級(jí)以上公路總里程48 O5l km，面積密度達(dá)到325 km(100 km2 )其中，按照行政等級(jí)劃分：國(guó)道4 678 km，比重為97%，省道7 648 km，比重為1 59%；按照技術(shù)等級(jí)劃分：二級(jí)以上公路13 394 km，占總里程的279%。全省高級(jí)、次高級(jí)路面

5、里程27 557km，占總里程比重為5735%。全省“一網(wǎng)五射兩環(huán)”的公路網(wǎng)絡(luò)格局已經(jīng)形成，在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了省會(huì)沈陽(yáng)到14個(gè)省轄市全部用高速公路連接，實(shí)現(xiàn)了100%鄉(xiāng)鎮(zhèn)通油路。 22 稀漿封層的應(yīng)用情況     a)稀漿封層用量逐年迅速增長(zhǎng)。1999年，遼寧省全省的稀漿封層罩面用量為846×104 m2。隨后幾年間，遼寧省稀漿封層用量迅速增加，2003年及2004年稀漿封層罩面用量均在300×104 m2以上。     b)稀漿封層廣泛用于交通量大、重載車(chē)多的國(guó)省道干線公路上。遼寧省的稀漿封層罩

6、面，主要用于國(guó)省道干線公路高級(jí)路面的維修和養(yǎng)護(hù)工程。最近5年的稀漿封層，有378%用于國(guó)道，533用于省道，其中一、二級(jí)公路占863%。     c)稀漿封層主要用于瀝青路面的小修保養(yǎng)和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。從用途來(lái)看，遼寧省736 的稀漿封層用于路面的小修保養(yǎng)，148 用于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，116 用于搶救性養(yǎng)護(hù)。     d)11型級(jí)配的稀漿封層逐漸被III型稀漿封層取代。從稀漿封層的類(lèi)型來(lái)看，1999年至2004年的6年間，III型稀漿封層用量占到稀漿封層工程總量的658%，其中的64%是摻加了改性劑的III型改性稀漿封層；

7、II型稀漿封層總用量相對(duì)較少，占工程總量的342 ，II型稀漿封層用量集中在1999年及2000年，2001年以后逐漸被III型稀漿封層取代。     e)稀漿封層在遼寧省各地市均得到了推廣應(yīng)用。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看出，遼寧省14個(gè)地市，除計(jì)劃單列的大連市外，其它13個(gè)地市均有使用稀漿封層的記錄。這說(shuō)明，稀漿封層技術(shù)在遼寧省得到了普遍推廣應(yīng)用。 3 稀漿封層的使用效果     2004年，交通部公路科學(xué)研究所會(huì)同遼寧省公路局和沈陽(yáng)三鑫公司對(duì)遼寧省稀漿封層的使用效果進(jìn)行了抽樣檢測(cè)。檢測(cè)項(xiàng)目主要包括路面破損狀況、摩擦系數(shù)(擺值

8、)、宏觀構(gòu)造深度(手工鋪砂法)、滲水系數(shù)等內(nèi)容。     遼寧省稀漿封層的面積有上千萬(wàn)平方米，涉及的路段遍布全省各地，不可能也沒(méi)有必要逐一進(jìn)行路況調(diào)查，因此選擇代表性路段進(jìn)行抽檢。調(diào)查小組為了保證抽檢的路況結(jié)果有代表性、有說(shuō)服力，對(duì)抽檢路段進(jìn)行了認(rèn)真科學(xué)的選擇。抽檢路段選擇的指導(dǎo)方針主要包括： a)各抽檢路段應(yīng)涵蓋l999年至2004年中的每個(gè)年份，并以2002年以前施工的路段為主； b)抽檢路段重點(diǎn)放在交通量大、重車(chē)多的國(guó)道、省道及一、二級(jí)公路上； C)抽檢路段應(yīng)涵蓋II型、III型以及III型改性等不同的稀漿封層類(lèi)型，并以用量最大的III型稀漿封層作

9、為調(diào)查的重點(diǎn)； d)抽檢路段應(yīng)盡量多地涵蓋全省的各個(gè)地市。     按照以上的指導(dǎo)方針，調(diào)查小組共選擇了21個(gè)檢測(cè)路段(每段1 000 m)。這些檢測(cè)路段包括一級(jí)公路2個(gè)路段，二級(jí)公路1 9個(gè)路段，它們分布在5條國(guó)道和7條省道上，遍布遼寧省的沈陽(yáng)、丹東、本溪、撫順、錦州、葫蘆島、鐵嶺、遼陽(yáng)等8個(gè)地市。選取的調(diào)查路段中，1999年施工的5個(gè)路段除2個(gè)已經(jīng)改擴(kuò)建外全部納入到抽檢名單中，此外還包括2000年至2002年施工的11個(gè)路段，2003年施工的4個(gè)路段，2004年施工的3個(gè)路段。抽檢路段中有7個(gè)路段是ll型級(jí)配，10個(gè)路段是llI型級(jí)配的普通稀漿封層，

10、4個(gè)路段是III型級(jí)配的改性稀漿封層。 31 整體使用效果的評(píng)價(jià)     a)從各檢測(cè)路段的路面破損情況看，抽檢的21個(gè)稀漿封層路段，有11個(gè)路段的路面破損狀況評(píng)級(jí)為“優(yōu)”，占調(diào)查路段總數(shù)的527%；有7個(gè)路段的路面破損狀況評(píng)級(jí)為“良”，占調(diào)查路段總數(shù)的333%；有3個(gè)路段的路面破損狀況評(píng)級(jí)為“中”，占調(diào)查路段總數(shù)的143%。可見(jiàn)，從路面破損狀況來(lái)看，各檢測(cè)路段的整體情況比較理想。稀漿封層在使用14年后的破損情況評(píng)級(jí)為“優(yōu)”和“良”，說(shuō)明稀漿封層的耐久性是比較理想的。     b)從檢測(cè)路段的平整度情況看，21個(gè)調(diào)

11、查路段平整度的均值為43 mm，標(biāo)準(zhǔn)差13，最大值74 mm。可見(jiàn)，盡管各路段已經(jīng)使用了l5年，其平整度仍然可以滿足交通部JTJ 0711998公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于瀝青表面處治面層的要求3。     C)從檢測(cè)路段的抗滑性能看，21個(gè)檢測(cè)路段擺值的平均值是55 BPN，標(biāo)準(zhǔn)差6 BPN，最小值為46 BPN；宏觀構(gòu)造深度的均值為06 mm，標(biāo)準(zhǔn)差01 mm，最小值為04 mm，按照交通部JTJ 07322O01公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，各路段的抗滑性能等級(jí)全部為“優(yōu)”。     d)各檢測(cè)路段十分密實(shí)

12、，完全不滲水。可見(jiàn)，抽檢的稀漿封層路段的使用效果比較理想，使用壽命普遍在34年以上。結(jié)合遼寧省公路局提供的稀漿封層統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全省僅有l(wèi)7個(gè)路段稀漿封層中的部分路段目前存在較多的病害，占稀漿封層總面積的149，而這些存在較多病害路段中有近5O%(以面積計(jì))是由于將稀漿封層用于搶救性養(yǎng)護(hù)所產(chǎn)生的。不考慮這些用于搶救性養(yǎng)護(hù)的稀漿封層，目前病害較多路段所占的比例(面積比)僅為85%?？紤]到有近6O%的稀漿封層是2002年底前完工的，遼寧省稀漿封層的整體使用效果和壽命是比較理想的。 32 病害類(lèi)型與成因分析     a)橫貫全幅的裂縫是多數(shù)檢測(cè)路段的主要病害。分析

13、認(rèn)為，原因主要是稀漿封層路面的低溫收縮裂縫，以及原路面低溫縮裂在稀漿封層表面產(chǎn)生的反射裂縫。     遼寧地處東北溫潤(rùn)季凍區(qū)，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，公路瀝青路面普遍存在著低溫收縮裂縫。稀漿封層路面也不例外，由于位于路面表層，稀漿封層受環(huán)境溫度的作用最為直接，經(jīng)受的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變也最大，低溫裂縫自然首先出現(xiàn)在稀漿封層上，然后逐漸向下傳播。     另外，由于在稀漿封層前很少進(jìn)行細(xì)致的灌縫處理，稀漿封層后，厚度僅810 mm的封層材料在原路面裂縫處產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，很快在稀漿封層表面重新出現(xiàn)裂縫。  &

14、#160;  對(duì)上述兩個(gè)裂縫成因，分析認(rèn)為：原路面裂縫造成的反射裂縫是主要的。     b)網(wǎng)裂是路況較差路段的主要病害。分析認(rèn)為成因主要有三種：稀漿封層前原路面就存在網(wǎng)裂、坑槽等病害，且沒(méi)有事先進(jìn)行處理就直接進(jìn)行稀漿封層，這些病害在或長(zhǎng)或短的時(shí)問(wèn)內(nèi)反映到了稀漿封層表面。稀漿封層接近使用年限，如1999年施工的鶴大線；路基沉陷或壓實(shí)不足，如省道S102沈盤(pán)線在路肩上大面積的網(wǎng)裂。交通量大，重車(chē)多，路面的整體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度不足，如奈廣線。     C)稀漿封層的用油量普遍較大，構(gòu)造深度尚有提高的余地。從

15、稀漿封層的外觀來(lái)看，感覺(jué)普遍存在油石比稍大、級(jí)配偏細(xì)的情況，部分新鋪路段有較明顯的粗骨料壓碎跡象。     d)用于搶救性養(yǎng)護(hù)的稀漿封層，原路面病害往往沒(méi)有進(jìn)行徹底的處理，在封層后較短的時(shí)間便重新出現(xiàn)，稀漿封層的使用效果和壽命普遍不理想。 33 成功經(jīng)驗(yàn)與改進(jìn)方向     上述數(shù)據(jù)和分析說(shuō)明，稀漿封層在遼寧省的應(yīng)用是成功的。     同時(shí)，為了進(jìn)一步提高遼寧省稀漿封層的技術(shù)水平和使用效果，進(jìn)一步延長(zhǎng)稀漿封層使用壽命，針對(duì)本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的主要技術(shù)問(wèn)題，建議從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行改

16、進(jìn)： a)科學(xué)認(rèn)識(shí)稀漿封層的用途，將稀漿封層定位在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和小修保養(yǎng)上，不要用于路面的搶救性養(yǎng)護(hù)。 b)大力推廣使用改性乳化瀝青，使用改性乳化瀝青，將有助于解決稀漿封層的低溫開(kāi)裂問(wèn)題。 C)大力推廣使用硬質(zhì)石料，以提高稀漿封層的抗滑性能和耐磨耗能力。 4 稀漿封層的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益 41 從材料角度分析     a)可以降低能源消耗。采用乳化瀝青，使得稀漿封層混合料生產(chǎn)消耗的能源遠(yuǎn)低于熱拌瀝青混合料。     b)不必投入專(zhuān)門(mén)的配套設(shè)備。熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)需要專(zhuān)門(mén)的瀝青混合料攪拌設(shè)備，而稀漿封層混合料的生產(chǎn)不需要

17、專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)設(shè)備，而是由稀漿封層的施工設(shè)備來(lái)完成，也就是說(shuō)在混合料拌和的同時(shí)完成攤鋪。 42 從施工角度分析     a)稀漿封層的直接工程費(fèi)用低。目前國(guó)內(nèi)稀漿封層的直接工程費(fèi)用一般為78元m2，改性稀漿封層的直接工程費(fèi)用一般為910元m2，僅是銑刨掉原路面后加鋪4 Cm左右熱拌瀝青混凝土罩面費(fèi)用的14左右，大大降低了瀝青路面的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。     b)稀漿封層的施工速度快，開(kāi)放交通快，對(duì)交通影響小。熱拌瀝青混合料的攤鋪速度一般在26 mmin，而稀漿封層的攤鋪速度一般在2550 mmin，是熱拌瀝青混合料攤鋪速度的十

18、幾倍甚至是幾十倍。目前普遍采用的慢裂快凝型稀漿封層，在施工后23 h即可開(kāi)放交通，特別是對(duì)于在稀漿封層基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的改性稀漿封層技術(shù)，甚至可以做到攤鋪后的10 min即開(kāi)發(fā)交通，對(duì)正常行車(chē)的影響很小。     C)稀漿封層的施工設(shè)備投入和人員費(fèi)用小。稀漿封層的施工現(xiàn)場(chǎng)只需要1臺(tái)稀漿封層攤鋪車(chē)。58名施工人員即可。而熱拌瀝青混合料的施工至少需要1臺(tái)瀝青混凝土攤鋪設(shè)備，3臺(tái)以上壓路機(jī)，4臺(tái)以上的瀝青混凝土運(yùn)輸車(chē)輛，以及至少1O人以上的施工人員。     d)稀漿封層施工對(duì)環(huán)境的污染小。稀漿封層是一種冷拌冷鋪的施工方法

19、，混合料是在常溫條件下進(jìn)行施工的。避免了熱瀝青混合料施工現(xiàn)場(chǎng)瀝青蒸汽對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)施工人員的熏烤、燒燙傷、致癌物質(zhì)的吸入等健康損害，大大改善了施工條件，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。 43 從使用效果角度分析     稀漿封層作為一種單層攤鋪厚度僅3211mm的薄層結(jié)構(gòu)，主要有以下幾種作用：     a)封水功能。稀漿混合料的集料粒徑較細(xì)且是連續(xù)密級(jí)配，瀝青用量大，與路面連接牢固，形成一層致密的表層，可以有效防止雨水和雪水滲入路面結(jié)構(gòu)，在相當(dāng)程度上可以防止路面水損害的產(chǎn)生。     b)

20、抗滑和耐磨耗功能。稀漿封層攤鋪厚度小，最大粒徑顆粒在封層中“頂天立地”，使得其具有大的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)，抗滑性能良好。特別是對(duì)于改性稀漿封層混合料，由于采用耐磨耗的硬質(zhì)石料，使得石料不會(huì)在行車(chē)作用下迅速磨光，而且由于采用了改性乳化瀝青，使得大粒徑顆粒粘結(jié)牢固，不會(huì)在行車(chē)作用下脫落、飛散，從而使得改性稀漿封層長(zhǎng)時(shí)間維持好的抗滑性能，不會(huì)隨使用期的延長(zhǎng)迅速衰減。     c)填充功能。稀漿封層在施工中呈稀漿狀態(tài)，流動(dòng)性好，可以對(duì)路面上的細(xì)小裂縫和輕微的路面松散脫落起到很好的修復(fù)作用。     d)恢復(fù)路表外觀的功能。

21、對(duì)于使用期較長(zhǎng)的瀝青路面，表面瀝青材料老化干澀，或者由于養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)，路表外觀不夠理想，采用稀漿封層或改性稀漿封層罩面，可以使老路面煥然一新。 5 稀漿封層的應(yīng)用前景     稀漿封層和改性稀漿封層作為一種薄層罩面技術(shù)。在遼寧省的公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)方面將會(huì)有很大的發(fā)展空間：     a)普通公路瀝青路面的罩面。按照技術(shù)等級(jí)劃分：遼寧省公路網(wǎng)中二級(jí)以上公路13 394 km，占總里程的279% ；全省高級(jí)、次高級(jí)路面里程27 557 km，占總里程比重為573。按照每5年進(jìn)行一次稀漿封層罩面計(jì)算，這些公路每年的稀漿封層工程量

22、將達(dá)到5 5114 km。     b)高速公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。截至2003年底，遼寧省高速公路里程已經(jīng)超過(guò)2 000km。隨著使用期的延長(zhǎng)，這些高速公路不斷進(jìn)入維修養(yǎng)護(hù)期。     C)低等級(jí)、輕交通量道路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)。     d)新建公路瀝青路面的表面磨耗層。稀漿封層和改性稀漿封層除了可以用于路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)外。還可以用于新建道路的表面磨耗層。     此外，改性稀漿封層還可以用于橋面防水層、隧道內(nèi)水泥路面罩面以及半剛性基層

23、與瀝青層的聯(lián)接層，等等4。隨著大家對(duì)稀漿封層和改性稀漿封層技術(shù)優(yōu)越性的進(jìn)一步深入了解，稀漿封層和改性稀漿封層技術(shù)在我國(guó)公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中的作用和地位必將得到進(jìn)一步的提高，使用面積將會(huì)迅速擴(kuò)大，具有十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。 6 結(jié)論     通過(guò)本次調(diào)研，對(duì)遼寧省稀漿封層的用途、應(yīng)用規(guī)模、使用效果和壽命等情況有了全面的認(rèn)識(shí)，得出以下結(jié)論：     a)應(yīng)用規(guī)模大。最近幾年間，遼寧省每年的稀漿封層用量都超過(guò)了300 X 104m2，而且稀漿封層大多是應(yīng)用到了國(guó)省道干線公路的養(yǎng)護(hù)工程中，走在了全國(guó)的前列。     b)使用效果好。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，遼寧省稀漿封層在經(jīng)過(guò)幾年使用后，摩擦系數(shù)一般在4