宋玲
(通江縣公路養(yǎng)護管理段,四川 巴中 636700)
實證公路路段為國道347 線過境四川省通江縣的某段,該縣屬集中連片特困地區(qū),原為國家扶貧工作重點縣,經濟條件較差??h域地處四川省東北部,位于米倉山東段南麓大巴山缺口處,在地質構造上位于四川臺向斜向秦嶺地槽褶皺帶的過渡地區(qū),地質構造的復雜性形成縣內地貌類型的多樣化,主要地貌類型有臺狀山、單面山、背斜山、豬背嶺等。在氣候區(qū)劃上,全域屬中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),降雨多集中在夏季,多年平均氣溫16.7℃。
實證路段為瀝青混凝土路面,行車道寬度為6.5m,根據(jù)《公路工程技術標準》(JTG B01—2014)有關規(guī)定,通過對公路現(xiàn)場核實并根據(jù)相關養(yǎng)護資料綜合分析,公路狀況基本滿足三級公路、設計速度30km/h 的技術標準。根據(jù)現(xiàn)場調查,全路段路面為水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層,因過往重型運輸車輛較多,導致瀝青混凝土路面承受剪應力過大而破壞,加之受貨車漏撒泥水、剎車水及雨水沿面層裂縫下滲等因素影響,造成裂縫、龜裂、坑槽等病害,致使路面形成不可恢復的永久變形。
為延長路面使用壽命,應結合路面破損狀況、路面結構強度、路面檢測指標、安全運行狀況以及病害成因分析結果,并根據(jù)相關標準技術規(guī)范經綜合研判,實施預防養(yǎng)護工程對路面病害進行處治。瀝青路面預防養(yǎng)護技術可分為封層、罩面、就地熱再生等不同類型,鑒于實證路段病害程度,應選擇封層類技術實施預防養(yǎng)護。考慮通江縣屬脫貧縣、縣級財力較弱等實際情況,結合目標路段地理區(qū)位、氣候水文狀況、預防養(yǎng)護目標以及區(qū)域內運輸車輛通行要求等因素,并經技術經濟對比,選擇封層類技術中造價相對低廉、施工相對簡便的微表處技術施工,其基本做法是對原路面單一裂縫擴縫進行灌縫處理,對龜裂、坑槽等病害進行逐層銑刨,并采用新拌瀝青混合料進行逐層修復,最后加鋪1cm 厚的MS-3 型BCR 改性乳化瀝青微表處。原病害路面處理合格后,直接在上面加鋪1cm 厚的微表處,加鋪路面標高提高1cm。
該實證公路路面預防養(yǎng)護施工過程中,在確保設計路面厚度的前提下,以不改變原路平縱橫指標為原則,保證路面縱斷面的平順。施工過程總體按照相對標高(厚度)控制,如發(fā)現(xiàn)原路面變形較大,應對原路面進行測量后調順,使前后順適。
2.2.1 總體要求
公路瀝青路面病害處治工程的施工與新建路面的施工有所差異,其病害處治工程是建立在對原路面病害的正確判斷基礎之上。首先,施工前應結合施工圖設計對原路面病害進行認真調查,并作準確的記錄。其次,施工時應采用逐層銑刨的方式對原路面的病害進行判斷,并經各方確認具體處治深度。再次,施工單位需要做好詳細的施工組織設計,并采取措施防止雨天施工。最后,開挖路段必須在12h 內完成修補,以免形成積水破壞路面,若開挖路段不能及時施工,施工單位必須做好防排水工作,以確保開挖面清潔、干燥、穩(wěn)定,嚴禁積水。
2.2.2 具體要求
在原路面開挖過程中,應嚴格控制公路瀝青面層的開挖深度,對于設計方案確定深度需進行調整的,施工單位應通知業(yè)主、設計及監(jiān)理等各方,確認無誤后方可實施。瀝青面層銑刨后,應將基層頂面清掃干凈,并仔細檢查基層頂面,確定其存在明顯而密集的網(wǎng)裂、松散等損壞方可進行開挖。
2.2.3 施工工藝要求
瀝青面層及基層均應采用銑刨的方式進行開挖,縱橫向均應按照要求形成錯臺,縱向錯臺不小于50cm,橫向錯臺不小于15cm,盡量避免各條接縫位于車輛行駛的輪跡帶。瀝青面層施工時,應徹底清除銑刨原瀝青路面的松散顆粒,側面應采用高壓吹風等方式保證干凈,以利于新老瀝青面層的結合。此外,在灑布黏層瀝青前,應仔細檢查銑刨面,清除其可能存在的軟弱薄層。銑刨時,應嚴格分層銑刨,并分層裝車運送棄渣。
2.3.1 施工工藝要求
第一,堆料場。施工人員應硬化場地,軋制的干凈石料應防塵遮蓋,并設置鋼架雨棚防止材料淋雨。
第二,施工季節(jié)。施工及養(yǎng)生期內的氣溫應高于10℃,適宜的施工溫度為10℃~25℃,雨天不得施工。當施工時間較長、溫度變化較大時,應適當調整成分和攪拌時間,以達到最佳的破乳性能。
第三,施工前準備。首先,施工前應徹底清除原路面標線等雜物,清除后標線殘存率不應大于5%(按殘存面積占總面積計),清除后原標線位置的路面構造深度不應小于0.5mm。其次,施工前應對原路面進行平整度檢測,如測定國際平整度指數(shù)為IRI 或σ,用于微表處完工后對平整度的評定。最后,罩面前應對原路面車轍進行復測,當車轍深度<10mm 時,可直接進行微表處罩面;當深度為10~20mm 時,應先進行微表處車轍填充,再進行微表處罩面;當深度>20mm 時,需銑刨恢復后再加鋪微表處,銑刨深度應控制在下承層無明顯變形狀態(tài)[1]。
第四,拌和裝置。拌和的機器應適應鋪設微表處相關要求,機器應具有連續(xù)輸送功能以及儲存足夠的混合料的能力,將混合料輸送至拌和器內經調配后能夠連續(xù)輸出拌和料,以滿足調配的需要。
第五,調配裝置。設備應提供并準確標記添加至拌和器中的各種混合材料的體積和重量,并隨時提供調配合格的材料。
第六,攤鋪設備。攤鋪采用傳統(tǒng)的推進式路面攤鋪箱,攤鋪箱應具有根據(jù)不同路面情況進行自動側移箱體校正補償功能,在施工中,攤鋪箱與后部刮平裝置應保持穩(wěn)定操作,確保攤鋪過程中能將混合料及時輸送至后部的刮平裝置。此外,車轍填充時,應配備專門用于車轍填充的V 型攤鋪槽。
第七,集料。集料應配備專門的材料摻配器,將分級材料按照設計比例進行摻配,罩面微表處礦料用量通常應達到10~22kg/m2,水泥用量應占礦料質量的0.5%~3%。
第八,生產配合比。摻和料在混合前必須通過質量測試,并確保混合后能夠合成穩(wěn)定的級配。同時,用于施工現(xiàn)場的摻和料應取代表性樣品進行多次篩分分析試驗,平均值均在級配范圍內方可使用。此外,為保證使用的乳化瀝青與拌和設計中使用的規(guī)格、參數(shù)一致,使用的每一批次乳化瀝青都應有分析檢測資料。
第九,拌和。為避免原料在攤鋪機內提前破乳,微表處稀漿混合料在拌和、攤鋪期間應保持足夠的穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)過多的水或乳液,以及出現(xiàn)乳液和集料分離現(xiàn)象。
第十,攤鋪。首先,在攤鋪機工作前,應該提前用噴霧器濕潤路面,噴霧器的使用頻率應該根據(jù)溫度、路面結構、濕度以及路面干燥程度加以調整。其次,在離開拌和機前,微表處應達到理想的性能,避免出現(xiàn)塊狀、球狀以及未拌和的骨料,攤鋪機裝載的原料應滿足一次完整的攤鋪工作,攤鋪過程中應經常保持膠皮的干凈。再次,料堆的篩選必須在料堆輸送至攤鋪機前進行,避免混合料中出現(xiàn)過大材料而產生問題。最后,為適應行車壓密作用,填充車轍時應調整攤鋪厚度,在填充層橫斷面的中部隆起3~5mm 形成冠狀[2]。
第十一,接縫。橫向或縱向接縫處不可有過多的堆積和未覆蓋區(qū)域,接縫應保持平整美觀,施工中應具備足夠寬的攤鋪設備,盡量減少工程中的縱向接縫,需要縱向接縫的應放于標線處。此外,縱向標線接縫處允許最大重疊寬度為8cm,橫向接縫應做成對接縫。
第十二,碾壓。微表處罩面的破乳初步成型后,應使用輕型膠輪壓路機進行碾壓,碾壓前應確定一試驗路段取樣考察微表處混合料的密實情況,以確定壓路機碾壓操作要求。
2.3.2 質量控制要求
第一,施工過程中的質量控制。施工前應對同一材料來源、同一批次的相同規(guī)格的集料以及改性乳化瀝青等材料進行檢查。對于礦料級配等指標達不到設計要求的,必須重新選擇礦料,或重新進行配合比設置。第二,交工驗收時的質量檢驗。工程完工后1~2 個月,應對施工路段進行質量檢查和驗收,完工后的路面表面外觀檢測應平整、密實、均勻,并且無松散、無花白料、無輪跡、無劃痕。路面外觀符合要求后應對路面平整度、車轍深度、構造深度、摩擦系數(shù)、寬度、滲水系數(shù)以及橫坡等指標進行檢測[3]。
2.4.1 集料
微表處施工過程中,為確保用于瀝青面層的集料清潔、無雜質,且規(guī)格符合設計要求,在加工過程中應配備除塵設備,并按規(guī)格篩選分級。
2.4.2 拌和設備
微表處施工過程中,用量較小的可直接采購商品瀝青混凝土混合料,對于用量較大的則應設置瀝青混凝土拌和場,拌和場應配備拌和溫度檢測系統(tǒng)、保溫的成品貯料倉以及除塵設備,拌和設備應采用間歇式,拌和能力應與現(xiàn)場攤鋪進度相適應。
2.4.3 配合比設計
微表處施工過程中,應嚴格按目標配合比、生產配合比設計階段及生產配合比驗證階段等步驟和要求進行瀝青混合料的配合比設計,以最終確定出生產用標準配合比,并將其作為施工質量檢驗的標準。同時,設計合成級配不可出現(xiàn)較多的鋸齒形交錯,且在0.3~0.6mm 范圍內不可出現(xiàn)“駝峰”。此外,經檢測的礦料級配與經驗證的生產配合比的差值應符合相關技術規(guī)范規(guī)定,若存在偏差應及時進行調整,材料變化較大時應重新進行配合比設計[4]。
2.4.4 施工要求
微表處施工過程中,第一,瀝青路面施工現(xiàn)場氣溫低于10℃以及路面潮濕等情況下不得施工,瀝青面層上、下層的橫向接縫均應錯位1m 以上,縱向熱接縫應錯開20cm。第二,瀝青路面上面層應采用浮動基準梁找平,構造物上瀝青面層和下面層攤鋪時應采用基準鋼絲繩進行找平。第三,攤鋪時應采用具有預壓實裝置的攤鋪機,下面層應采用基準鋼絲繩進行找平,表面層應采用非接觸式平衡梁進行找平。第四,為提高路面平整度,減少混合料離析,攤鋪機不得中途停頓或隨意變換速度,應采取緩慢、勻速、連續(xù)不間斷等方式進行攤鋪,當混合料出現(xiàn)明顯的離析、裂縫、拖痕等現(xiàn)象時應停止施工,并查找原因予以消除。第五,需人工局部修整時應仔細進行,特別嚴重的缺陷應全部挖除重新鋪筑[5]。
2.4.5 溫度控制
微表處施工過程中,普通瀝青混合料的礦料溫度應為170℃~190℃,瀝青溫度為150℃~160℃,混合料出廠溫度為150℃~165℃,初碾溫度不低于140℃,采用輪胎壓路機碾壓后的表面溫度不低于80℃;改性瀝青混合料的礦料溫度宜為180℃~200℃,瀝青溫度為165℃~175℃,混合料出廠溫度為175℃~185℃,初碾溫度不低于160℃,采用鋼輪壓路機碾壓后的表面溫度不低于70℃。因此,施工前應根據(jù)普通瀝青及改性瀝青的粘溫試驗曲線適當調整溫度,瀝青加熱溫度高于180℃和混合料出廠溫度高于190℃時必須廢棄。此外,熱拌瀝青混合料路面應待攤鋪層完全自然冷卻、混合料表面溫度自然冷卻低于50℃后,方可開放交通。
2.4.6 攤鋪要求
首先,拌和設備的拌和能力以及運輸車輛的運輸能力應與攤鋪機的攤鋪能力相適應,以便攤鋪機實現(xiàn)均勻、連續(xù)攤鋪。其次,為盡量降低混合料的離析,保證施工質量,在瀝青混合料的拌和、運輸、攤鋪等環(huán)節(jié)中應加強施工工藝管理。再次,將標準密度的基準壓實度指標和現(xiàn)場孔隙率指標作為路面壓實度雙控制標準,現(xiàn)場孔隙率不應大于7%,基準壓實度不低于97%。最后,運輸車輛進入路面施工現(xiàn)場時應采取相應措施確保輪胎干凈,以免污染瀝青路面。路面鋪筑完成后平整度檢測結果IRI 不得大于2.3m/km。
2.4.7 其他要求
摻和抗剝落劑時,應先將瀝青脫桶,放入帶攪拌功能的摻配裝置后,再加入設計要求數(shù)量的抗剝落劑,并充分攪拌均勻用于拌和混合料。嚴禁改性瀝青與普通瀝青混合使用,現(xiàn)場應具備足夠數(shù)量的脫桶設備和儲罐,凡用于改性瀝青及乳化瀝青的儲罐均應具有連續(xù)攪拌裝置,并應對其加強管理控制。
第一,防裂卷材施工前應清除裂縫塵土和垃圾,以保持縫面干凈、干燥。其次,選擇的防裂卷材寬度應大于裂縫寬度3~5cm,嚴禁污染防裂卷材的粘貼面。第二,為加強與舊路面的黏結,鋪貼時需用液化氣噴槍烘烤縫面和防裂卷材,先在縱向接縫位置縱向對中鋪貼,再進行橫向接縫對中鋪貼,搭接時要求縱縫搭接長度不大于10cm,橫縫搭接長度不大于15cm。第三,在進行瀝青路面施工時,車輛不得在防裂卷材上轉彎,以免造成卷材損傷。
綜上所述,文章結合工程案例對公路瀝青路面預防養(yǎng)護施工技術進行實證分析,為節(jié)省投資、保證最佳投入產出比,企業(yè)應積極貫徹預防為主、防治結合的公路養(yǎng)護方針,并積極實施瀝青路面預防養(yǎng)護,以防止病害發(fā)生或輕微病害擴展,延長路面使用性能年限,從而提升公路服務功能。