京津高速2021-2023年佰思特超薄微封層預(yù)防性養(yǎng)護【施工總結(jié)報告】（上）
一、工程概述
京津高速是連通北京和天津的重要交通高速通道，本工程位于京津高速K40.043-K67，近三年施工面積約7萬平米左右。由于此段路面已經(jīng)發(fā)生輕度瀝青老化、流失和輕微裂縫等道路病害，為補充流失瀝青，防止?jié)B水，延長路面的使用壽命，計劃在此段采用佰思特超薄微封層（含砂霧封層）的技術(shù)進行預(yù)防性養(yǎng)護施工。
二、編制依據(jù)
1、公路養(yǎng)護工程的相關(guān)文件
2、《公路工程施工技術(shù)規(guī)程》
3、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》
4、《礦物膠體乳化瀝青霧封層技術(shù)指南》
5、《瀝青路面霧封層材料乳化瀝青類薄漿封層標(biāo)準(zhǔn)》
三、編制原則
1、確保實現(xiàn)合同文件所要求的工期、質(zhì)量、安全及環(huán)保目標(biāo)。 2、充分考慮本標(biāo)段工程的特點、工期要求及施工環(huán)境的影響。
3、以合理的施工方案、進度計劃、人員組織、機械配備、先進的施工工藝和 健全的質(zhì)量管理措施作為本工程施工組織設(shè)計的重點。
四、主要工程數(shù)量
約70000萬平米，實際工程量按照最后測算結(jié)果而定
五、工程材料特點及材料介紹
超薄微封層（霧封層）可以有效地填補由于雨水侵蝕、瀝青老化、車輛行駛碾壓等，所引起的初期裂縫，通過超薄微封層材料在填補這些細小裂縫的過程中，不但可以有效地對路面瀝青油性基質(zhì)進行補給并激活已經(jīng)嚴(yán)重老化的瀝青分子，還可以解決由于瀝青的流失而導(dǎo)致的各種病害，降低路面的老化程度。在不降低原有道面的摩擦系數(shù)及其它性能的情況下，有效的避免由于骨料脫落所導(dǎo)致的加快路面破損，更能固鎖住已經(jīng)松動和散落的骨料防止骨料脫落。由于超薄微封層材料流動性比較大，可滲入到骨料間縫中去，從而對瀝青路面進行了“輸血”，從而恢復(fù)路表瀝青粘附力和韌性，填補微小裂縫和空隙，防止路表水下滲，保護路基不被雨水的侵襲，將路面性能維持 2~3 年時間， 推遲了大修時間，提高了道路的經(jīng)濟效益。
超薄微封層將天然巖瀝青經(jīng)過特殊的乳化工藝后和瀝青還原劑、多種集配礦物骨料、聚合物添加劑、纖維、液體橡膠等多種材料聚合反應(yīng)，現(xiàn)場添加抗滑骨料充分拌合后經(jīng)高壓噴灑設(shè)備在瀝青面層上噴灑形成較薄的高滲透性且具有一定抗滑性能的保護層，起到封閉路面微小裂隙、還原老化瀝青、防止雨水下滲、提高摩擦力、改善路面外觀，延長道路的使用壽命的作用。傳統(tǒng)霧封層抗滑性能不足，撒灑砂子工藝導(dǎo)致的不均勻和包裹性不強，同時對原有老化瀝青還原效果不佳等缺點，而超薄微封層極大地改善了傳統(tǒng)霧封層抗滑不足的缺陷，把預(yù)防養(yǎng)護更提前一步：封閉細小裂隙，延緩裂縫、推遲了大修時間，從而延長了道路的使用壽命。近日，天津佰思特交通科技股份有限公司收到了國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的”抗滑型超薄微封層材料“的發(fā)明專利證書，該項工藝已在全國大部公路系統(tǒng)都有應(yīng)用的案例，抗滑型超薄微封層不僅能夠解決公路通車后存在的病害問題，增加公路的整體壽命，還有利于延長公路的使用年限，減少公路養(yǎng)護的實際成本，該工藝已在機場、高速、國省干線公路、市政道路等有大量應(yīng)用案例，預(yù)防性養(yǎng)護效果明顯，受到了業(yè)界的一致好評。
六、施工前路面狀況
（一）病害情況：
1、輕微縱向裂縫，橫向裂縫和網(wǎng)裂。京津高速瀝青路面建成后，都會產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導(dǎo)致路面強度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。施工路段裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。
2、瀝青路面的局部松散，路面結(jié)合料失去粘結(jié)力、集料松動，面積0.1 ㎡以上，松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在整個路面表面，也可能在局部區(qū)域出現(xiàn)，但由于行車作用，一般在輪跡帶比較嚴(yán)重。3、瀝青老化，表面缺油，碎石中含有風(fēng)化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離；隨著使用時間的增多，瀝青結(jié)合料本身的粘結(jié)性能降低，促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗，造成瀝青含量減少，細集料散失；脫皮（松散類）瀝青路面脫皮是指路面面層層狀脫落，面積0.1 ㎡以上。導(dǎo)致瀝青路面脫皮主要是因為水損害。
施工前病害圖
施工過程圖
2021年施工項目圖（23年11月拍攝）
七、施工順序（病害由總包方處理完畢）
八、養(yǎng)護施工順序
九、施工方法
以佰思特路面瀝青還原劑施工為控制主線，劃確定的區(qū)域即為路面清理的作業(yè)區(qū)域，作業(yè)時間為路面瀝青還原劑施工、路面標(biāo)線施劃作業(yè)前，作業(yè)流程為：2、作業(yè)區(qū)圍擋：安全導(dǎo)改作業(yè)隊按交通導(dǎo)改方案設(shè)置作業(yè)區(qū)；同向半幅施工作業(yè)，擺放隔離錐筒、柵欄。3、人工對現(xiàn)況路面進行清掃后，使用進口吹風(fēng)機吹掃路面。4、作業(yè)后經(jīng)驗收合格此作業(yè)項目完成。2、作業(yè)區(qū)圍擋：安全導(dǎo)改隊按交通導(dǎo)改方案設(shè)置作業(yè)區(qū)。3、路面清理：路面清理作業(yè)隊進行路面清理作業(yè)。4、標(biāo)線及路巖石保護：用特質(zhì)膠帶對道路標(biāo)線加以覆蓋，從而達到保護標(biāo)線的作用。5、施工準(zhǔn)備：施工人員及設(shè)備進入作業(yè)區(qū)，做好施工前的準(zhǔn)備工作，在現(xiàn)有路緣石及鋼板護欄上覆蓋膠帶進行保護。6、保護劑配制：按材料的配合比和工藝要求配料。該材料是一種濃縮產(chǎn)品，必須與以下配料充分混合：（2）50%玄武巖砂或集料（0.42~0.22mm）7、成品保護和防污染措施：施工完畢后，即使用安全警戒線對作業(yè)區(qū)域進行拉圍，使車輛不得誤入施工區(qū)域，以防壓壞新鋪路面，當(dāng)施工完畢4-8小時固化后開放交通。
2021年施工項目圖（23年11月拍攝）
十、瀝青路面早期損壞與超薄微封層（含砂霧封層）技術(shù)適用條件
近年來，隨著交通量的不斷增大及環(huán)境的綜合作用，瀝青路面出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期損壞。如早期微裂縫、集料松散及路面滲水等，這些早期損壞嚴(yán)重影響了高速公路的使用壽命，如若不加處理或處理不當(dāng)，將加速了瀝青路面的破壞，影響路面行駛性能，縮短瀝青路面的使用壽命，因而，瀝青路面急需及時地養(yǎng)護，而預(yù)防性養(yǎng)護是養(yǎng)護之首選，預(yù)防性養(yǎng)護能有效地節(jié)約成本，對路面養(yǎng)護起到事半功倍的作用。
我國瀝青路面的設(shè)計壽命通常為15年，但是，許多路面隨著交通量的增加及環(huán)境等諸多因素的綜合作用，在使用5〜10年時，就發(fā)生了提前損壞，即路面的實 際使用壽命僅5〜10年,而在國外，大多瀝青路面的使用壽命為10〜12年。 習(xí)慣上將這種遠未達到設(shè)計使用壽命即在設(shè)計壽命期的前1/4至1/3期間內(nèi)所出現(xiàn)的各種非正常路面損壞統(tǒng)稱為早期損壞。早期損壞不僅是損壞出現(xiàn)早，而且其損壞特征及損壞機理與一般的瀝青路面損壞不同。 與國外相比，我國的瀝青路面的早期損壞更早，許多僅為1〜3年，而所出現(xiàn)的損壞現(xiàn)象與設(shè)計控制的損壞截然不同。 自20世紀(jì)70年代開始，早期損壞現(xiàn)象逐漸被人們認(rèn)識，開始對瀝青路面早期 損壞進行零散研究，直至90年代后，我國才開展了較為系統(tǒng)的調(diào)查和研究，并將這些損壞歸結(jié)為水損壞。但是，由于起步晚，借鑒國外的早期損壞研究成果多， 缺乏基礎(chǔ)性研究的支持。
按照《公路涵音路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》對瀝青路面損壞的分類，結(jié)合路面的實際損壞情況，本文將瀝青路面的早期損壞分為裂縫、表面損壞、變形和水損壞幾大類其中，在早期損壞的各種現(xiàn)象中，水損壞是最主要也是危害最大的一類， 很多的現(xiàn)場調(diào)查研究及資料都證實了這一點。 瀝青路面在建成后和使用過程中受環(huán)境和基層的影響，漸漸喪失粘結(jié)力，從而降低路面抗拉能力，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生和擴延。 從瀝青路面的裂縫產(chǎn)生機理來分類，其裂縫的主要表現(xiàn)形式有：溫縮裂縫、反射裂縫和荷載裂縫三種。
溫縮裂縫在我國大部分地區(qū)相當(dāng)普遍，主要形式為橫向裂縫，也有縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫。溫縮裂縫的產(chǎn)生原因主要有兩種:—是低溫收縮裂縫。瀝青混合料是一種對溫度非常敏感的材料，在夏季溫度較高時，具有良好的應(yīng)力松弛性能， 混合料內(nèi)部不會產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力：在冬季，混合料的應(yīng)力松弛不足以抵抗溫度下降產(chǎn)生的應(yīng)力增長，材料收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力一旦超過材料的抗拉強度，路面就會開裂，這種裂縫主要表現(xiàn)為橫向裂縫路面縱向長度越大，在收縮過程中受到約束也越大,開裂也越嚴(yán)重，而路面橫向一般較窄，約束也就較小，在收縮過程中不易開裂。另一種是溫度疲勞裂縫。環(huán)境溫度的變化不僅表現(xiàn)在春、夏、秋、冬季節(jié)的變化，而且每一天環(huán)境溫度也反復(fù)升降，瀝青面層中溫度應(yīng)力日復(fù)一曰地反復(fù)作用，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。
反射裂縫在復(fù)合式路面和半剛性基層上鋪筑瀝青混合料時較為典型在冬季， 隨著環(huán)境溫度降低，混凝土板塊收縮，已經(jīng)存在的裂縫變寬，瀝青上鋪層與裂縫對應(yīng)處產(chǎn)生拉應(yīng)力，不僅剛性或半剛性基層發(fā)生收縮，而且瀝青面層也同樣產(chǎn)生收縮變形，其收縮變形與混凝土板塊縮（脹）縫的位移相反。從而加劇了裂縫處的應(yīng)變，產(chǎn)生了應(yīng)力疊加。同樣，晝夜溫差荷載作用也會導(dǎo)致復(fù)合式路面的反射裂縫。當(dāng)白天氣溫高時，混凝土板塊上部比下部溫度高，板塊產(chǎn)生下凹變形，與脹縫或縮縫對應(yīng)的瀝青面層產(chǎn)生拉伸；當(dāng)夜晚氣溫低時，混凝土板塊上部溫度低、下部溫度高，板塊產(chǎn)生凸變形，與脹縫或縮縫對應(yīng)的瀝青面層產(chǎn)生壓縮，日復(fù)一日隨著每天氣溫循環(huán)作用，接縫處的瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。路基不均勻沉陷也會引起路面發(fā)生縱向裂縫或橫向裂縫，如老路加寬或橋涵、通道的端頭造成的不均勻沉陷等。 荷載裂縫是由于車輛荷載作用產(chǎn)生的裂縫。當(dāng)荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于路面材料的抗拉強度時，就會導(dǎo)致瀝青路面面層或基層產(chǎn)生裂縫。隨著荷載作用次數(shù)的增加裂縫逐漸擴展，最終產(chǎn)生網(wǎng)裂或龜裂等疲勞破壞。發(fā)生荷載裂縫的主要原因是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、路面材料不合格，或者存在施工質(zhì)量缺陷等。
從瀝青路面裂縫形狀分類，將裂縫分為縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂及不規(guī)則裂縫，本文將這些裂縫按照損壞程度統(tǒng)一分為微小裂縫，較嚴(yán)重裂縫及嚴(yán)重裂縫。微小裂縫是指裂縫寬度在1-3mm裂縫，裂縫壁無散落或輕微的散落，微裂縫通常出現(xiàn)在路面使用1〜3年 左右，路面在使用初期隨著環(huán)境、交通等的影響，出現(xiàn)縱向、橫向及網(wǎng)狀的微小裂縫，此時路面將出現(xiàn)滲水，這些微小裂縫若不經(jīng)處理或者處理較晚，路面上的 水將從微小裂縫滲入結(jié)構(gòu)層中，從而使路面基層甚至路基的強度降低。 較嚴(yán)重的裂縫是微小裂縫產(chǎn)生后，在行車及環(huán)境的影響下，進一步加寬，裂縫的寬度將從3mm增至5〜6mm左右，縫壁散落較多，路面滲水現(xiàn)象將更嚴(yán)重，滲水系數(shù)不斷的增大。 嚴(yán)重裂縫是在較嚴(yán)重裂縫的進一步損壞后出現(xiàn)，縫寬大于5mm，縫壁嚴(yán)重散落， 損壞面積較大，更有甚至影響路面結(jié)構(gòu)強度的裂縫存在。 路面產(chǎn)生裂縫原因較多也較復(fù)雜，有來自設(shè)計的，也有來自施工的以及材料本身的等，另外雨水滲透也將導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫，由于天陰下雨，部分雨水滲入到路面空隙和裂縫中，在外力作用下,導(dǎo)致瀝青與集料之間粘結(jié)力降低并逐漸喪失粘結(jié)力。水分的不斷滲入，在汽車車輪動態(tài)荷載的反復(fù)作用下，進入路面空隙裂縫中的水分不斷產(chǎn)生動壓力和真空負壓抽吸的反復(fù)循環(huán)，水分逐漸滲入到瀝青與集料的界面上，瀝青膜從集料表面脫落，瀝青混合料掉料、松散、開成網(wǎng)狀裂縫并不斷擴大。路面出現(xiàn)微裂縫時不釆取預(yù)防性養(yǎng)護措施，裂縫將在行車荷載的作用下將迅速增長、增寬，路面微裂縫將發(fā)展成網(wǎng)裂及塊裂，甚至坑槽，這些損壞將嚴(yán)重影響路面行駛性能，降低交通安全，同時危害的加重，養(yǎng)護費用加倍增長，路面由原來可以采取預(yù)養(yǎng)護，而發(fā)展到塊裂或坑槽時不得不采取大修甚至改建。
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