趙華
摘 要:稀漿封層是公路路面預防性養(yǎng)護施工中比較理想的一種技術,可起到封水、增強耐磨性及提高路面摩擦系數(shù)的效果,很大程度上,可提高路面平整度,在不做交通管制的條件下,稀漿封層技術成本更低,更能提升路面質(zhì)量。為此,本文在充分掌握稀漿封層技術原理的基礎上,探索了稀漿封層的特性,并結合具體工程案例,對公路路面養(yǎng)護施工中稀漿封層施工技術要點進行了分析與探究。
關鍵詞:公路工程;路面養(yǎng)護;稀漿封層
中圖分類號:U418.6 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2019)12-0099-02
0 引言
“預防性養(yǎng)護”理念與技術于上世紀90年代中后期引入中國,隨著我國早期修建的大量公路逐步進入大中修階段,養(yǎng)護任務越來越重。目前,應用最多的養(yǎng)護技術為預防性養(yǎng)護,并取得了顯著成績。預防性養(yǎng)護是指通過定期檢查,及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的輕微病害,做好原因分析工作,并選用切實可行的措施進行養(yǎng)護處理。從而阻止微小病害持續(xù)擴展,有效減緩路面使用性能,保證路面性能良好。通過預防性養(yǎng)護技術的應用,可有效修復路面輕微病害,防止病害擴大,是確保路面運行安全,延長路面使用年限的重要措施。為此,公路預防性養(yǎng)護技術在瀝青路面施工中得到了重視并被大力推廣。稀漿封層技術的應用,可及時處理產(chǎn)生路面輕微病害,節(jié)約養(yǎng)護費用,提高路面使用性能,為此,做好公路路面稀漿封層施工養(yǎng)護工作意義重大。
1 稀漿封層技術原理
稀漿封層是一種常見的路面預防性養(yǎng)護技術,其技術原理為按照一定設計配比將符合規(guī)定要求的乳化瀝青、骨料、填料、添加劑及水均勻攪拌,形成一種稀漿混合料,從而在待處理路面均勻攤鋪,通過裹覆、破乳、析水、蒸發(fā)及固化等一系列過程,保證與原路面緊密粘結,從而形成一個整體性良好的耐磨型表面封層。這種養(yǎng)護工藝的應用,可有效增強路面使用性能。根據(jù)乳化瀝青性能劃分,稀漿封層可范圍2大類,其普通稀漿封層與改性稀漿封層。在稀漿封層內(nèi),改性稀漿封層主要采用的材料為改性乳化瀝青,這種材料的應用,更能滿足慢裂慢凝或慢裂快凝型稀漿封層相關技術要求。
2 稀漿封層的特性
2.1 改性乳化瀝青(SBR)物理力學特性
由表1可了解到改性乳化瀝青的物理力學特點,整體來講,相比乳化瀝青、熱瀝青,改性乳化瀝青的物理力學性能更好。如高溫條件下,乳化瀝青的粘結強度為0.04MPa,熱瀝青的粘結強度為0.05MPa,而SBR改性乳化瀝青的粘結強度為0.12MPa,多于兩者2倍以上。而低溫抗剪強度方面,乳化瀝青、熱瀝青的抗剪強度分別為2.81MPa、3.10MPa,而SBR改性乳化瀝青為5.06MPa,相比之下,SBR改性乳化瀝青更具優(yōu)勢。同樣,在粘結性、熱流動值、脆點等方面,SBR改性乳化瀝青同樣具有良好性能。為此,在稀漿封層施工中選擇改性乳化瀝青,更能提高其物理力學性能。
2.2 SBR改性乳化瀝青稀漿封層與乳化瀝青粘層油的抗剪強度分析
為了解SBR改性乳化瀝青稀漿封層的抗剪強度,可通過試驗對其與乳化瀝青粘層油的抗剪強度進行對比分析,本試驗條件為60℃垂直荷載0.1MPa,剪切速率為每分鐘3.5mm。
(1)經(jīng)試驗可知,乳化瀝青粘層油抗剪強度根據(jù)瀝青用量不同,則抗剪強度也隨之改變。當瀝青用量為0.25kg/m2時,抗剪強度為0.117MPa;為0.30kg/m2時,抗剪強度為0.127MPa;為0.4kg/m2時,抗剪強度為0.141MPa;為0.5kg/m2時,抗剪強度為0.131MPa。
(2)改性乳化瀝青稀漿封層抗剪強度試驗顯示,當油石比為7%時,抗剪強度為0.143MPa;為8%時,抗剪強度為 0.158MPa;為9%時,抗剪強度為0.181MPa;為10%時,抗剪強度為0.172MPa;為11%時,抗剪強度為0.132MPa。通過分析可見,當油石比摻量為10%時,抗剪強度隨之下降,說明油石比達到一定程度時,改性乳化瀝青稀漿封層的抗剪強度將隨之增加而降低。
(3)當剛性與柔性結構層間無結合料抗剪強度其0.115MPa時,通過分析可見,粘層油的抗剪強度為0.147MPa,改性乳化瀝青稀漿封層的抗剪強度為0.178MPa。說明作為剛柔層間結合料,改性乳化瀝青稀漿封層的抗剪強度更大,能夠有效抵抗水平變形,具有良好的抗變形性能。
3 工程概況
某公路工程總長度為143.244km,屬于雙向四車道,路基分為整體式與分離式,路基寬度分別為24.5m,12.25m。本路段屬于大陸性季風氣候,雨量充足,對瀝青路面熱穩(wěn)定性、防水性能具有較高要求。為保證路面結構施工質(zhì)量,決定在水穩(wěn)基層與瀝青下面層之間設置稀漿封層,厚度為0.6cm。稀漿封層鋪設的根本目的在于防止通車后雨水下滲破壞路面,從而保護施工后的基層。
4 稀漿封層施工原材料及配合比設計分析
(1)改性乳化瀝青。在改性瀝青稀漿封層施工中,改性乳化瀝青是其主要成分,在混合料內(nèi)可達到粘結效果,于骨料裹覆粘結力、破乳成型時間而言,改性乳化瀝青的性質(zhì)對其影響較大。為此,必須嚴格按照相關規(guī)范要求合理確定改性乳化瀝青的各項技術指標。
(2)集料。稀漿封層混合料內(nèi),集料可達到骨架效果,集料粒徑的大小直接關系到封層的厚薄。為提高稀漿混合料的各項性能,應選擇數(shù)量適當?shù)募毞哿?,當細粉料用量不足,攤鋪過程中極易出現(xiàn)材料離析問題,若骨料沉淀,則攤鋪難度較大,從而影響封層密實度、熱穩(wěn)定性及強度。為此,必須合理選擇集料級配,集料篩分試驗結果如表2所示。
(3)水。稀漿封層混合料內(nèi),水起到稀釋的效果,通過添加水量變化來滿足稠度需求,從而保證攤鋪效果。在整個施工中,要合理控制含水率,避免稀漿離析問題,保證水質(zhì),無污染、無有害雜質(zhì)。
(4)其他材料。1)水泥。根據(jù)施工要求,可采用P.032.5水泥用于施工。2)礦粉。按照設計規(guī)定,可采用石灰?guī)r礦粉,不得出現(xiàn)結塊現(xiàn)象,且在1%以內(nèi)控制含水率,粒徑為0.075mm的顆粒通過率可控制在80%以上。
(5)配合比設計。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》相關要求,合理控制礦料級配。按照稀漿封層厚度要求,經(jīng)拌和黏聚力試驗,可確定級配為0~3mm:3~5mm:5~10mm =56:21:23,且控制乳化瀝青摻量為13%,最佳加水量為9.8%,稠度為2~3cm,磨耗值為378g/m2。見表3。
5 稀漿封層施工技術要點
(1)路面清理。為確保封層施工效果,施工前,需先處理好路面,清理干凈路表雜物。一般路表灰塵可選擇道路專用清掃車清理,隨后選擇高壓吹風+人工法清理原路面,若碎石殘留量在10%以上,嚴禁選擇水沖洗法進行清理。
(2)拌和。按要求將各粒徑礦料用水均勻拌和,隨后向指定地點運送。
(3)攤鋪。攤鋪時,要盡可能合理控制攤鋪速度,保證攤鋪具有連續(xù)、均勻性,從而提高路面平整度。若行駛速度太快,極易影響混合料質(zhì)量,產(chǎn)生離析、裂縫等情況。為此,在完成攤鋪施工后,需及時對攤鋪面的標高、橫坡等參數(shù)進行測量,保證滿足相關規(guī)范要求。
(4)碾壓。完成上述施工作業(yè)后,可選擇大噸位膠輪壓路機(26t)進行施工,一般分三階段完成碾壓施工,初壓時速度盡可能放緩,控制在2km/h以內(nèi)即可;復壓是碾壓施工的重點,屬于穩(wěn)壓階段,速度可適當調(diào)快,控制在2.5km/h即可。為消除明顯輪跡,需做好終壓施工,保證施工壓實度。
(5)養(yǎng)護及開放交通。當改性乳化瀝青破乳之后,且滿足相關規(guī)定的情況下,可開放交通,但前期需做好限速工作,要求行駛車輛車速必須控制在每小時20~30km之間,嚴禁重載車行駛,針對路邊灑落的一些骨料,需及時做好清理工作。
6 結語
綜上所述,伴隨我國公路建設規(guī)模的逐步擴大,瀝青路面應用愈加廣泛,其質(zhì)量問題也備受關注,如何有效地治理瀝青路面病害已成為當前研究的重要課題。作為一種經(jīng)濟、有效的預養(yǎng)護技術,稀漿封層技術的應用,可提高路面的防水、抗裂能力。據(jù)相關研究表明,與傳統(tǒng)養(yǎng)護技術相比,此類預養(yǎng)護技術在成本上可節(jié)約50%以上,且稀漿封層施工更為方便,可有效縮短施工周期,降低人工勞動力,減少養(yǎng)護費用。滿足現(xiàn)代化建設發(fā)展要求,為此,研究公路養(yǎng)護施工中稀漿封層技術的應用具有重要的現(xiàn)實意義。
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