毛 煊,沈麗麗

(浙江金筑交通建設有限公司,浙江杭州 310051)

稀漿封層是由連續(xù)級配集料、填料、乳化瀝青、水和添加劑并按照設計的配合比拌勻后攤鋪在路面的一層封層。在江西彭澤至湖口高速公路中稀漿封層用于新建公路的下封層。

1 瀝青稀漿封層技術的基本特征

一般情況下,作為一種瀝青封層,類似于細粒式瀝青混凝土。由于這種瀝青稀漿呈糊狀且具有流動性和滲透性,因此在作為高速公路封層防水方面具有獨特優(yōu)點。不盡如此,在公路工程方面,如碎石路改為黑色路面,瀝青路罩面作磨耗層等,同樣顯示出稀漿封層技術的優(yōu)越性。瀝青稀漿封層另一特征是施工速度快、效率高、用料(骨料)少、造價相對低、節(jié)省能源、減少環(huán)境污染。在江西彭澤至湖口高速公路上稀漿封層的施工是由專門機械——稀漿封層(攤鋪)機自動連續(xù)作業(yè)完成的。從各種材料儲藏——供料(計量系統(tǒng) )——攪拌——出料——攤鋪等, 都由一臺機械完成,一臺稀漿封層攤鋪機即可以做為一個施工點單獨施工。一般十幾分鐘即可鋪筑 1500～2 000m2以上(厚度 6 mm)。攤鋪后的稀漿層經過自然養(yǎng)生(乳液破乳、初凝、固化成型),2～4 h就可開放交通。再經車輛不斷碾壓,形成瀝青處治層(一般不需要壓實機械碾壓)。當然,當氣溫較低 (如2009年底施工的稀漿封層)、溫度大或封層厚度增加時,開放交通所需時間相應長些。

2 稀漿封層的主要作用和使用范圍

稀漿封層的作用主要有以下幾點:

(1)防水作用。它能與路面牢固地粘附在一起,形成一層密實的表層,可防止雨水和雪水涌入基層,保持基層和土基的穩(wěn)定。

(2)防滑作用。由于稀漿封層厚度薄,并且其級配均勻性好,瀝青用量適當,不會產生路面泛油的現(xiàn)象,具有良好的粗糙面,抗滑性能顯著提高。

(3)填充和平整作用。稀漿封層混合料中有較多的水分,拌和后成稀漿狀態(tài),具有良好的流動性。這種稀漿有填充和調平作用,對路面上的細小裂縫和路面松散脫落造成的路面不平,可用稀漿封閉裂縫和填平淺坑來改善路面的平整度。

(4)減少應力和養(yǎng)生作用。稀漿封層混合料為柔性材料,應力不能直接地進行傳遞,傳遞過程會得到一定的消減,可以減輕半剛性基層形成的反射裂縫,稀漿封層還可以用于半剛性基層的養(yǎng)生,對半剛性基層起到保水作用,同時避免臨時車輛對基層的損壞。

(5)稀漿封層具有良好的經濟和社會效益,可以減少環(huán)境污染,改善施工條件,節(jié)約能源,延長施工季節(jié)等的優(yōu)點。

綜合以上稀漿封層的特點和優(yōu)點,稀漿封層主要用于:

(1)舊瀝青路面的維修養(yǎng)護。瀝青路面由于長期暴露在自然環(huán)境下,受到日曬、風吹、雨淋和凍融的作用,同時還要承受車輛的重復載荷作用。路面經過一段時期的使用后,會出現(xiàn)疲勞,路面會呈現(xiàn)開裂、松散、老化和磨損等現(xiàn)象。如不及時維修處理,破損路面受地表水的侵蝕,將使基層軟彈,路面的整體強度下降,導致路面的破壞。如果瀝青路面在沒有破壞前就采取必要的預防性養(yǎng)護措施――乳化瀝青稀漿封層,將會使舊路面煥然一新,并使維修后的路面具有防水、抗滑、耐磨等特點,是一種優(yōu)良的保護層,起到了延長路面使用壽命的作用。

(2)新鋪瀝青路面的封層。在新鋪筑的粗粒式瀝青混凝土路面上,為了增加路面的防水和磨耗性能,可在該路面上加鋪一層乳化瀝青稀漿封層保護層。其厚度為 5 mm,僅為熱瀝青砂厚度的一半,可以節(jié)省資金,并具有施工簡便和工效高的特點。

(3)在砂石路面上的鋪磨耗層。在平整壓實后的砂石路面上鋪筑乳化瀝青稀漿封層,可使砂石路面外觀具有瀝青路面的特征,提高砂石路面的抗磨耗性能,防止揚塵、改善行車條件。在縣、鄉(xiāng)級農村公路改造上有廣泛的應用前景。

(4)水泥混凝土路面和橋面的維修養(yǎng)護。乳化瀝青稀漿封層對水泥混凝土具有良好的附著性,當水泥混凝土路面因多年行車后,路面產生裂縫、麻面或輕微不平時,采用乳化瀝青稀漿封層后,可改善路面的外觀,提高路面的平整度,延長水泥混凝土路面的使用壽命。在橋梁的行車表面層采用乳化瀝青稀漿封層處治可起到罩面作用,并且很少增加橋面的自重。

(5)用于高速公路下封層。高速公路穩(wěn)定土層施工完后,進行稀漿封層施工,再鋪熱瀝青面層,能有效提高路面的防水性能。這項施工工藝在今后高速公路施工將中普遍使用,例如,筆者所在的江西彭澤至湖口高速公路新建工程就使用了這種稀漿封層技術(厚 6 mm),根據(jù)現(xiàn)在的情況來看,已在防水、聯(lián)結、經濟等方面取得了良好的效果。

3 稀漿封層施工技術

下面著重結合江西彭澤至湖口高速公路新建工程介紹下稀漿封層技術(厚 6mm)的施工。

本項目稀漿封層施工開始于 2009年 12月,工程量為 759 694m2,厚度 6 mm。施工隊配備了兩臺稀漿封層攤鋪車進行施工。

3.1 稀漿封層混合料的組成

稀漿封層由良好級配的礦料、乳化瀝青、填料、水及添加劑等組成,選用的材料事先需由試驗室試驗確定,各種材料的配合比也應由試驗室決定。為了保證實際所用的材料及材料的配比與試驗室相符,在施工前必須進行選擇評價。

3.2 礦料的選擇

礦料在稀漿封層混合料中起骨架作用,其最大粒徑決定稀漿封層的厚度。礦料用礦質材料,可采用石屑、機制砂等。要求材質堅硬、干凈、粗糙、超規(guī)格粒徑的顆粒要徹底清除。

3.3 乳化瀝青的選擇

稀漿封層混合料中起粘結作用的是所用乳化瀝青中的瀝青材料,因此,乳化瀝青中的瀝青應符合道路石油瀝青標準。施工用的乳化瀝青必須進行質量檢測,檢測的內容及標準必須符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTG F40-2004)中 BC-1、BA-1型乳化瀝青的技術要求和《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ 052-2000)中有關乳化瀝青的試驗規(guī)程。

3.4 水的選擇

水是構成稀漿混合料的重要組成部分,它的用量的大小是決定稀漿稠度和密實度的主要因素。

稀漿混合料的水是由礦料中的水、乳液中的水和拌和時的外加水構成的。任何一種混合料都可由集料、乳液及有限范圍的外加水組成穩(wěn)定的稀漿?？偤?包括外加水、乳液中含水和礦料中含水)應控制為礦料質量的 12%～20%。

3.5 填料的選擇

填料可分為具有化學活性的填料和不具有化學活性的填料。不具有化學活性的填料一般指礦粉等,具有化學活性的填料包括水泥、石灰粉、硫酸銨粉、粉煤灰等。在添加具有化學活性的填料時,應充分考慮填料與礦料、乳化瀝青的反應及相容性,應有利于稀漿混合料的拌和、攤鋪和成型,保證封層的整體強度。

最常用的礦物填料是水泥,其次是石灰。礦粉的質量應符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTJ 032-94)的有關規(guī)定。

3.6 添加劑的選擇

乳化瀝青稀漿封層混合料中的添加劑視需要而定。添加劑可分為促凝劑和緩凝劑,其作用主要是加快或減緩乳化瀝青在稀漿混合料中的破乳速度,滿足拌和攤鋪和開放交通的需要。添加劑的類型應在室內試驗時確定,或由乳化劑生產廠配套指定。

4 稀漿封層實施步驟

4.1 人員配備及分工

稀漿封層施工質量的好壞,有賴于一支高素質的施工隊伍,取決于他們的知識、經驗和技巧。施工隊的人員基本組成,應包括隊長一名、操作手一名、駕駛員四名(稀漿封層、裝載機、油罐車和水車駕駛員各一名)、工人若干。

稀漿封層機的駕駛員,不僅要有熟練的駕駛技術,還必須充分了解機械后方能進行操作。駕駛員必須熟知操作手發(fā)出的(事先約定的)手勢或喇叭聲,并能及時起動、停止、加速、減速、向左、向右。對于邊線與接縫,與操作手的密切合作就顯得更為重要。駕駛員應很快將機械進入位置,確保攤鋪箱位置準確。作為一名熟練的駕駛員,應能通過后視鏡密切關注后方的工作進程,隨時按需要調整機械的前進速度,以保持攤鋪箱內稀漿為一定數(shù)量。

操作手除了必須與駕駛員配合默契之外,還必須熟悉標定原理和標定方法,能隨時根據(jù)材料的情況,調整配合比。更為重要的是,能準確判斷流入攤鋪箱及攤鋪箱內的稀漿稠度。從拌和缸中流出的稀漿,必須是穩(wěn)定的,乳液能均勻地分布在粒料上,并含有足夠的水,使它能容易分布,但又不會離析。要有效地完成這一工作,需靠操作手以往的經驗,以及從拌和缸與攤鋪箱里的稀漿混合料的外觀和形狀,來判斷這些混合料是否穩(wěn)定及拌和比例是否適當。操作手的技巧也表現(xiàn)在恰如其分地起動、停止,以及混合料在攤鋪箱中的左右分布,取得完美的接縫和邊線處理。當隊長不在現(xiàn)場時,則由操作手負責現(xiàn)場工作。

裝載機駕駛員的任務除了給稀漿封層車上料外,還應經常觀察礦料的質量,尤其是注意粗細料的均勻性和含水量的一致性,當料堆表面的礦料與堆中的礦料有不同時,應立即翻堆。

若干工人的工作主要包括:篩料、協(xié)助裝料(包括礦料、乳化瀝青、填料、水和添加劑)、安放及搬運隔離墩、攤鋪后起點終點的處理、邊線與接縫的刮平、攤鋪箱的清潔、原路面的清掃以及一些必需的手工作業(yè)。

4.2 交通管理與控制

剛攤鋪的稀漿封層,必需有一段養(yǎng)護成型期。在養(yǎng)護成型期內,應嚴禁車輛和行人進入,因此交通的管制非常重要。

4.3 施工準備工作

施工前的準備工作,包括材料、機械設備、原路面補強與清掃、交通管制等都已按要求完成。

4.4 施工條件

(1)施工養(yǎng)護成型期內氣溫＞10℃。

(2)雨后路面積水未干或未清除以前,不可施工。

(3)施工養(yǎng)護成型期內可能會降雨,則不可施工。

(4)施工隊伍人員配備整齊,一支訓練有素的專業(yè)施工隊伍是稀漿封層施工質量的保證,他們應該技術熟練,配合默契。

(5)落實交通管理,并有專人負責。

4.5 施工程序

一般稀漿封層施工采用以下程序:

基層檢測——封閉管制交通——清掃路面——放樣放線——攤鋪——修補修邊——早期養(yǎng)護——開放交通。

當準備工作和施工條件均符合要求后,可以正式施工。機械攤鋪施工程序如下:

(1)放樣畫線。

根據(jù)路幅全寬,調整攤鋪箱寬度,使施工車程次數(shù)為整數(shù)。據(jù)此寬度從路緣開始放樣,一般第一車均從左邊開始,畫出走向控制線。

(2)裝料。

將符合要求的礦料、乳化瀝青、填料、水、外摻劑等分別裝入攤鋪機的相應料箱,一般應全部裝滿,并應保證礦料的濕度均勻一致。

(3)攤鋪。

1)將裝好料的攤鋪機開至施工起點,對準走向控制線,并調整攤鋪箱厚度與拱度,使攤鋪箱周邊與原路面貼緊。

2)操作手再次確認各料門的高度或開度。

3)開動發(fā)動機,接合拌和缸離合器,使攪拌軸正常運轉,并開啟攤鋪箱螺旋分料器。

4)打開各料門控制開關,使礦料、填料、水幾乎同時進人拌和缸,并當預濕的混合料推移至乳液噴出口時,乳液噴出;應安排一名施工人員用鐵鍬將最初排出的材料接走,倒入旁邊的廢料車中。

5)調節(jié)稀漿在分向器上的流向,使稀漿能均勻地流向攤鋪箱左右。

6)調節(jié)水量,使稀漿稠度適中。

7)當稀漿混合料均勻分布在攤鋪箱的全寬范圍內時,操作手就可以通知駕駛員啟動底盤,并緩慢前進,一般前進速度為 1.5～3.0 k m/h,但應保持稀漿攤鋪量與生產量的基本一致,保持攤鋪箱中稀漿混合料的體積為攤鋪箱容積的 1/2左右。

8)混合料攤鋪后,應立即進行人工找平,找平的重點是:起點,終點,縱向接縫,過厚,過薄或不平處,尤其對超大粒徑礦料產生的縱向刮痕,應盡快清除并填平。

9)當攤鋪機上任何一種材料用完時,應立即關閉所有材料輸送的控制開關,讓攪拌缸中的混合料攪拌均勻,并送入攤鋪箱攤鋪完后,即通知駕駛員停止前進。

10)將攤鋪箱提起,然后把攤鋪機連同攤鋪箱開至路外,清潔攪拌缸和攤鋪箱。施工人員應將施工末段4m范圍內不符合要求的材料立即清除,倒入廢料車中。

11)查對材料剩余量。

(4)接縫。

縱向接縫與攤鋪方向及路線方向平行,是一條很長的線,是影響封層總體外觀的重要方面,因此縱縫的處理非常關鍵。為了保證接縫的平整,搭接寬度不宜過大,一般控制在 30～70 mm之間較為合適,接縫處高出量≤6 mm。在先鋪筑的接縫處進行預濕水處理有助于兩車稀漿混合料的連接,而用橡膠刮耙處理接縫的突出部分非常有效,再用掃帚進行掃平,使縱向接縫變得平順,總體外觀更佳。

橫向接縫應做成對接接縫,施工步驟為:

1)用油氈將前一施工段末端 1～3 m覆蓋,保證油氈末端與稀漿封層材料邊緣平齊。

2)攤鋪車后退,使攤鋪槽后緣落在油氈上。

3)起動攤鋪車開始攤鋪。

4)將油氈連同上面的稀漿封層混合料一道取走,倒入廢料車中;清洗油氈,以備下次使用。

這樣可以保證一個非常平整的起點和良好的外觀。當攤鋪機所攜帶的任何一種材料(一般是礦料)已經用完時,操作手應力求攤鋪箱內混合料分布均勻。當該路段進行最后一車施工時,其終點的處理應該采取人工整平,并做出一條直線。

4.6 成型養(yǎng)護

剛攤鋪的稀漿混合料,在養(yǎng)護成型期間內,嚴禁任何車輛和行人進入,否則將帶來不良的外觀。但有時一些路段在攤鋪后必須立即開放交通的,必須采取一些措施,盡可能減少對稀漿封層的損壞。撒砂保護是一個可取的辦法,在需要開放交通的路段撤上一層薄砂,將避免粘輪現(xiàn)象的發(fā)生。撒砂的時間最好在稀漿破乳之后進行,太早也將產生輪跡。在這些路段上最好應避免急剎車和急轉彎,否則將破壞路面。

有時成型的稀漿封層上會出現(xiàn)發(fā)亮、發(fā)粘,甚至是一層油膜的現(xiàn)象,處理的辦法是在開放交通前撒砂進行保護,撤砂后進行碾壓將更好。

施工時產生的一些缺陷,如漏鋪、刮痕、腳印等,均應在開放交通前進行修補,以防病害擴大。

5 結束語

稀漿封層施工后,應對現(xiàn)場進行清理,路面上不應留有任何松散或成堆廢棄物。不慎漏出的乳化瀝青或施工終點多余的乳化瀝青所產生的光滑表面應撒上一層石屑,并掃平。料場的整潔也特別重要,尤其裝乳化瀝青的地方,被漏出的乳液污染的可能性很大,應及時清理。開放交通后的稀漿封層路面上不應留有任何障礙,保證交通順暢。

[1] 張克龍.高速公路稀漿封層機械設備的施工組織[J].山西建筑, 2002(6):31-34.

[2] 楊楓.稀漿封層技術在高速公路路面下封層中的應用[J].公路交通技術,2003(3):119-123.