段小龍
(撫州市城市建設(shè)集團(tuán)有限公司,江西撫州 344000)
隨著交通運(yùn)輸發(fā)展和交通量增加,對(duì)道路基層的保護(hù)越來越重要。道路基層透層油技術(shù)作為一種有效的道路基層處理方法,在道路工程中得到了廣泛應(yīng)用。合理應(yīng)用道路基層透層油技術(shù),能夠提高路面的抗沖擊能力、延長路面的使用壽命,減少道路維修頻率,從而降低維護(hù)成本,實(shí)現(xiàn)道路的可持續(xù)發(fā)展。
道路基層透層油技術(shù)是通過在道路基層表面施加一層透明的油膜,以改善路面的性能和延長其使用壽命。透層油通常采用特殊的瀝青乳液,具有滲透性和黏結(jié)性,能夠滲透到基層內(nèi)部,與路面材料良好地結(jié)合,提高路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
水分是路面老化和破損的主要原因之一,特別是在寒冷地區(qū),水分在路面內(nèi)部的凍融循環(huán)過程會(huì)導(dǎo)致路面龜裂和剝離。而透層油能夠形成一層保護(hù)層,阻止水分滲透到基層材料中,從而減少水因素引起的路面損害,可提高路面的抗水性能。
此外,道路基層透層油技術(shù)還能改善路面的抗老化性能和抗沖刷性能。透層油中的瀝青成分可以填充基層內(nèi)部的微小裂縫和孔隙,形成一個(gè)密封層,防止空氣、紫外線和污染物侵入,從而減緩路面的老化速度[1]。
在道路基層透層油技術(shù)應(yīng)用中,透層油混合料的制備是關(guān)鍵的一步,其成分和配比對(duì)于道路基層透層油施工質(zhì)量有重要影響。在透層油混合料的制備過程中,需要選擇適當(dāng)?shù)幕|(zhì)瀝青、膠粉熱解瀝青和滲透劑,并嚴(yán)格控制各種材料的添加比例,將之充分混合得到合格的透層油混合料。
首先,90#基質(zhì)瀝青具有良好的黏度和黏附性能,能夠有效填充基層的微小裂縫和孔隙。將130℃的膠粉熱解瀝青加入基質(zhì)瀝青進(jìn)行混合,膠粉熱解瀝青在高溫下能夠迅速溶解,并形成較好的柔性和黏結(jié)性能,進(jìn)而增強(qiáng)透層油的黏結(jié)強(qiáng)度和柔性[2]。
其次,在混合料中加入一定量的滲透劑,能夠改善透層油的滲透性,使其更好地滲透到基層材料中,進(jìn)而提高路面的穩(wěn)定性和耐久性。滲透劑的加入量需要嚴(yán)格控制,以確保透層油的滲透性能和黏結(jié)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
再次,制備透層油的過程中,可采用乳化劑和熱水混合的方式。乳化劑與65℃的熱水按照一定的比例混合,能使瀝青與水融合并形成乳液狀,從而提高透層油的穩(wěn)定性和流動(dòng)性。
最后,通過研磨的方式對(duì)混合料進(jìn)行處理,可使透層油的顆粒更加細(xì)小、均勻,提高透層油的滲透性和潤濕性,同時(shí)可提高透層油的黏結(jié)性[3]。
首先,進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí),需要通過篩分試驗(yàn),將集料按照不同粒徑進(jìn)行分類。
其次,根據(jù)透層油的設(shè)計(jì)要求和使用環(huán)境,選擇合適的級(jí)配曲線。常見的級(jí)配曲線有Fuller 曲線、斯特克曼曲線等。這些曲線基于統(tǒng)計(jì)學(xué)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠幫助設(shè)計(jì)人員確定不同粒徑顆粒的理想含量,以實(shí)現(xiàn)最佳的填充效果和穩(wěn)定性。
再次,根據(jù)所選的級(jí)配曲線,計(jì)算出每個(gè)粒徑級(jí)別的理論含量。需要根據(jù)不同粒徑的比例系數(shù)和總質(zhì)量確定每個(gè)粒徑級(jí)別的質(zhì)量,將計(jì)算后的數(shù)據(jù)以級(jí)配表格的形式呈現(xiàn),展示不同粒徑顆粒的配比情況。
最后,在級(jí)配設(shè)計(jì)過程中,需要保證合適的配合比例,避免出現(xiàn)過多的細(xì)顆?;虼诸w粒。過多的細(xì)顆??赡軐?dǎo)致混合料稠度不足,而過多的粗顆??赡苡绊懟旌狭系姆€(wěn)定性和耐久性[4]。
基層結(jié)構(gòu)的表面狀態(tài)關(guān)系到透層油的破乳速度,影響后續(xù)施工效果,所以在灑布透層油之前應(yīng)對(duì)基層結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的處理。如果基層結(jié)構(gòu)表面有灰塵,透層油會(huì)與之混合,會(huì)在基層與面層之間形成片狀漿體材料,會(huì)影響透層油滲透效果。因此,應(yīng)加強(qiáng)基層結(jié)構(gòu)表面清掃處理工作。之后經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè),確定最佳灑布量,并加強(qiáng)透層油滲透效果控制,24h 滲透深度達(dá)到100mm 視為合格[5]。
3.1.1 組建高水平的施工團(tuán)隊(duì)
施工人員的素質(zhì)和能力直接影響施工效果。因此,在施工前,應(yīng)明確各級(jí)人員任務(wù),并對(duì)施工人員進(jìn)行必要的教育培訓(xùn),確保其掌握施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案,確保每項(xiàng)工作順利完成。
3.1.2 準(zhǔn)備合適的施工機(jī)械
在透層結(jié)構(gòu)施工前,應(yīng)根據(jù)工程標(biāo)準(zhǔn)選擇最佳的施工機(jī)械,并在施工前進(jìn)行設(shè)備檢測(cè),若設(shè)備存在問題,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修,以保證設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
3.1.3 準(zhǔn)備合格的施工材料
進(jìn)行透層結(jié)構(gòu)施工前,必須對(duì)材料進(jìn)行全面的材料檢測(cè),以確保材料符合現(xiàn)場施工要求方可投入使用。能夠充分滲透到基層內(nèi)部、確保表面無殘留的透層材料視為合格。同時(shí),透層材料應(yīng)具備良好的揮發(fā)性,如果揮發(fā)性較差,會(huì)影響?zhàn)そY(jié)效果。
在透層材料的選擇過程中,瀝青的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要因素,必須確保其具有良好的穩(wěn)定性,以滿足抗老化要求,從而延長路面的使用壽命要求。同時(shí),要注重材料的環(huán)保性,以防止對(duì)人體健康和環(huán)境造成危害[6]。
在透層油技術(shù)應(yīng)用中,滲透深度是一個(gè)重要的指標(biāo),直接關(guān)系到基層與面層的黏結(jié)效果。如果滲透深度不符合要求,即在5mm 以內(nèi),會(huì)導(dǎo)致車轍、擁堵等病害問題。因此,需要采用鉆芯法進(jìn)行取樣,檢測(cè)透層瀝青的滲透深度是否合格。根據(jù)規(guī)定的取樣點(diǎn)和數(shù)量,使用專業(yè)的鉆芯設(shè)備在透層油區(qū)域取樣,取樣點(diǎn)要具有代表性,應(yīng)涵蓋不同路段和不同條件下的情況(見圖1)。取樣完成后,對(duì)取得的樣品進(jìn)行相應(yīng)的處理。
圖1 滲透深度檢測(cè)取樣
第一,對(duì)芯樣進(jìn)行清潔,確保其表面沒有污染物和雜質(zhì)。
第二,使用光學(xué)顯微鏡檢測(cè)滲透深度,如果結(jié)果顯示鉆芯取樣的滲透深度在6~8mm 之間,說明透層油的滲透效果超過了規(guī)定的5mm 標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到了最佳狀態(tài),意味著透層油能夠有效地滲透到基層材料中,能夠保證基層與面層的黏結(jié)效果[7]。
在透層油施工中,需要有效控制乳化瀝青材料的灑布量。應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)灑布試驗(yàn),驗(yàn)證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),經(jīng)試驗(yàn)合格才能正式投入工程施工。對(duì)基層結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行濕潤處理,在試驗(yàn)路面表面達(dá)到略干的狀態(tài)后,將噴壺中1kg 含量的乳化瀝青灑布在路面上,并采取必要的保護(hù)措施,避免其他因素干擾,1d 后觀察現(xiàn)場施工情況,結(jié)合實(shí)際情況確定單位面積最佳灑布量,灑布透層油施工現(xiàn)場如圖2 所示。
圖2 灑布透層油
根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,加強(qiáng)透層油灑布量控制極為重要,是保證結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量的關(guān)鍵。對(duì)于封閉的半剛性基層結(jié)構(gòu),透層油灑布量應(yīng)大于0.6L/m2,小于1.5L/m2,同時(shí)要確保各個(gè)結(jié)構(gòu)部位的灑布量達(dá)到均勻性標(biāo)準(zhǔn),以滿足透層油結(jié)構(gòu)施工要求。瀝青透層油結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后,立即開展現(xiàn)場質(zhì)量檢查,技術(shù)人員需要采用合理的檢測(cè)方法,分析是否存在質(zhì)量問題,以便采取合理有效的返修處理措施,確保透層油的質(zhì)量性能合格,以免給道路工程的運(yùn)行造成負(fù)面影響[8-9]。
試件制作成型后,經(jīng)過3d 養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行透層油灑布施工,灑布量一般在0.6~1.5kg/m2之間,每次間隔0.1kg/m。灑布作業(yè)完成后,需要將試件靜置24h,然后進(jìn)行剪切和拉拔試驗(yàn),以確定其性能參數(shù)。進(jìn)行剪切試驗(yàn)之后,使用劈裂試驗(yàn)儀器測(cè)定透層油的滲透深度。
隨著透層油灑布量的逐漸增大,性能參數(shù)如滲透深度、最大剪切力和最大拉力會(huì)表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。灑布量為1.3kg/m2時(shí),性能參數(shù)達(dá)到最大值,超過最佳灑布量后,各項(xiàng)參數(shù)的變化并不明顯[10]。
因此,在實(shí)際施工中,需要結(jié)合室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果,明確最佳的透層油灑布量,在提高透層油黏結(jié)性能的同時(shí),保障透層結(jié)構(gòu)的其他性能和質(zhì)量。
試件制作完成后,經(jīng)過3d 養(yǎng)護(hù)處理,將其分別置于0℃、1℃、20℃和40℃的溫度環(huán)境中進(jìn)行灑布測(cè)試。施工2h 后觀察透層油殘留情況。
在0℃條件下,透層滲透水平逐漸增加,表面殘留的透層油沒有明顯變化。24h 后,試件的滲透深度為4mm,前2h 變化不大,之后也沒有顯著變化。在10℃條件下存放,滲透水平不斷提高,前4h 滲透深度有較大變化,24h 后達(dá)到9mm。在20℃條件下存放,溫度較高,材料的流動(dòng)性提高,表面光澤變暗,滲透速度加快,24h 后達(dá)到10~15mm。經(jīng)綜合比較,在灑布施工中環(huán)境溫度在10℃以上為宜。
道路基層透層油技術(shù)作為一種重要的路面保護(hù)和維護(hù)方法,對(duì)于延長路面的使用壽命、提高路面的耐久性和穩(wěn)定性具有顯著的效果。通過灑布透層油,可以有效防止水分滲入基層,減少路面的老化和損壞,提高路面的抗沖刷能力。在施工過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制透層油的灑布量和灑布的均勻性,確保透層油充分滲透和覆蓋基層表面。此外,透層油的選擇和使用也需要根據(jù)路面的具體情況和要求進(jìn)行合理調(diào)配。