陳清建
(河南瑞航公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司,河南 開封 475000)
瀝青路面在交通載荷和氣候條件等因素的影響下,會逐步失去其服務(wù)能力。為了不使路面狀況繼續(xù)惡化,保持路面的使用性能,延長路面服務(wù)周期,采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)可以防止路面病害的進(jìn)一步擴(kuò)展,并減緩路面使用性能的惡化進(jìn)程。
改性乳化瀝青同步碎石磨耗層通常用于尚沒有發(fā)生損壞或只有輕微病害的路面,在已有路面上敷設(shè)一層防護(hù)層來保護(hù)原有的路面的方法是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要手段之一。由于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,人們越來越重視對這種技術(shù)的研究與應(yīng)用。
改性乳化瀝青同步碎石磨耗層作為一種最重要的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段,相對于包括微表處和熱瀝青罩面等養(yǎng)護(hù)手段而言,對設(shè)備和材料要求相對較低,施工程序也相對簡單,造價上也更為低廉,同時具有較好的路用效果,綜合性價比也較高。
改性乳化瀝青同步碎石磨耗層技術(shù)是指用專用設(shè)備即同步封層車在噴灑改性乳化瀝青后立即撤布一定粒徑的粗集料,經(jīng)碾壓而形成薄封層的技術(shù)。其核心技術(shù)主要有3方面:路用材料的選用、施工設(shè)備、施工工藝。
改性乳化瀝青同步碎石磨耗層的工作原理是利用專門的施工設(shè)備-同步碎石封層機(jī),將改性乳化瀝青與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時噴灑在瀝青路面上,保證改性乳化瀝青與石料在最短的時間內(nèi)完成結(jié)合,并在外荷載作用下不斷形成強(qiáng)度。同步碎石磨耗層要求石料被改性乳化瀝青裹覆的面積應(yīng)達(dá)到70%以上,并且具有足夠的結(jié)合強(qiáng)度。為此,提高改性乳化瀝青與集料的粘附性是這項技術(shù)的關(guān)鍵。
2.1 石料
硬度:必須有足夠的硬度以抵擋車輛的磨損,在相對重載車較多,車流量較大的情況下,石料的硬度尤其重要。
級配:近乎是單一級配,幾乎不含粉料。
形狀:盡量使用立方體的石料,避免針片結(jié)構(gòu),以保證石料在瀝青中達(dá)到合適的嵌入深度。
表1 改性乳化瀝青同步磨耗層用石料的指標(biāo)要求
本次試驗路選用石料的技術(shù)指標(biāo)并做了相應(yīng)的試驗,結(jié)果見表1。
改性乳化瀝青同步碎石磨耗層所用石料粒徑范圍有嚴(yán)格要求,必須經(jīng)過反擊破碎(或錘式破碎)得到碎石,針片狀石料嚴(yán)格控制在15%以內(nèi),幾何尺寸要好,不含雜質(zhì)和石粉(<1%),壓碎值小于26%,對石料酸堿性無特殊要求??紤]到石料加工的難易程度及路面防滑性能的要求不同,石料可分為2~4mm、4~6mm、6~10mm、8~12mm、10~14mm等五檔。本次試驗路選用石料的粒徑范圍為2~4mm、6~10mm兩種。
2.2 膠結(jié)料的選擇
從同步碎石磨耗層的原理可知,同步碎石磨耗層用膠結(jié)料使用的改性乳化瀝青必須具有足夠的粘結(jié)性,以保證一定的粘結(jié)強(qiáng)度,要具有足夠的爬升高度,以保證一定的裹覆面積,要具有較寬的適用性,以保證與石料的配伍性。
根據(jù)國內(nèi)外施工的實際經(jīng)驗,以及ASTM(美國實驗與材料協(xié)會)規(guī)范的要求,改性乳化瀝青同步碎石磨耗層應(yīng)使用快裂型陽離子乳化瀝青(CRS-2),對乳化瀝青的粘度有較高的要求,CRS-2型乳化瀝青的賽波特粘度指標(biāo)應(yīng)為100-400,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他用途的乳化瀝青。
利用我公司具有的美國VSS公司生產(chǎn)的小型乳化瀝青試驗設(shè)備,進(jìn)行了多次的快裂型陽離子乳化瀝青(CRS-2)的配方篩選,從而得出最優(yōu)化的改性乳化瀝青配方。
為了保證高品質(zhì)高濃度的改性乳化瀝青的生產(chǎn),采用我公司的全自動乳化瀝青生產(chǎn)線設(shè)備(美國VSS公司生產(chǎn))。該設(shè)備采用具有100多年歷史的世界著名的德國BWS公司的Supration(蘇泊雷頓)牌膠體磨,定子和轉(zhuǎn)子均為超硬質(zhì)不銹鋼材質(zhì),間隙可調(diào)。剪切細(xì)度≤3微米,膠體磨采用雙機(jī)械密封。整機(jī)全自動控制,計量精確,產(chǎn)品均勻一致,性能穩(wěn)定,可生產(chǎn)各種改性乳化瀝青,包括SBS改性乳化瀝青。
先進(jìn)的施工機(jī)械和良好的施工技術(shù)是保證改性乳化瀝青同步碎石磨耗層改性乳化瀝青同步碎石磨耗層成功的關(guān)鍵。施工的關(guān)鍵技術(shù)主要包括施工機(jī)械、原路面處理和施工工藝三方面。
改性乳化瀝青同步碎石磨耗層技術(shù)的主要設(shè)備是一臺同步碎石封層車。配套的主要機(jī)械設(shè)備有石料裝載車,膠輪壓路機(jī),灑水車,路面清掃設(shè)備,乳化瀝青運輸車等。同步碎石磨耗層的施工,要求對同步碎石封層車同步碎石封層車的操作比較熟練,同時對材料噴灑量和攤鋪速度有良好的控制。否則,就難以攤鋪出良好的同步碎石磨耗層路面。
3.1 原路面處理
由于同步碎石磨耗層的厚度很薄,只有一層石料的厚度。因此,在施工前應(yīng)對原路面進(jìn)行處理。較寬的裂縫需要預(yù)先填充,擁包應(yīng)鏟平,坑槽應(yīng)填平,較深的車轍應(yīng)預(yù)先填平,應(yīng)保持整個路面的平整。試驗路段的原路面狀況較好,只呈現(xiàn)輕微的松散和老化,行車道上只有幾處0.5cm深的車轍,基本沒有裂縫,因而施工前沒有對原路面進(jìn)行處理。
3.2 施工工藝
施工路段清掃:封閉施工路段交通后,用吹風(fēng)機(jī)將路面的灰塵和雜質(zhì)吹掉,使路面干凈。
施工放樣:施工路段設(shè)專人控制交通,并順路緣石一側(cè)準(zhǔn)確順直的施工,計算好攤鋪寬度。施工過程:同步碎石磨耗層分兩步施工。首先,同步碎石封層車行至施工起點處,同步噴灑改性乳化瀝青和6~10mm的石料,石料灑布率為85%,待改性乳化瀝青破乳后,迅速用膠輪壓路機(jī)碾壓,即為第一層。壓實后同步碎石封層車返回施工起點處,再同步灑改性乳化瀝青和2~4mm的石料,石料灑布率為15%,待改性乳化瀝青破乳后,迅速用膠輪壓路機(jī)碾壓,即為第二層。開放交通:待碾壓數(shù)次后,掃去少量多余的自由石料,即可開發(fā)交通。但在開放交通初期,為了保證行車安全,應(yīng)限制車速至40km/h以內(nèi)。施工后路面變得平整、粗糙、密實。
通過改性乳化瀝青同步碎石磨耗層試驗段的施工應(yīng)用,可以得到以下幾條結(jié)論:
1)改性乳化瀝青同步碎石磨耗層可以大大改善路面狀況,對原路面的輕微病害,如細(xì)微裂縫、輕微車轍等具有良好的修復(fù)作用。
2)改性乳化瀝青同步碎石磨耗層表面粗糙,構(gòu)造深度較大,可大大提高原路面的抗滑性能。
3)改性乳化瀝青同步碎石磨耗層可以密封原路面,具有良好的防滲水功能。
4)改性乳化瀝青同步碎石磨耗層對原路面外觀具有良好的改善效果。
總之,改性乳化瀝青同步碎石磨耗層對高速公路瀝青路面具有優(yōu)良的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)性能,可以在高速公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作中推廣應(yīng)用。
[1]張宗輝.同步碎石封層技術(shù)在我國快速發(fā)展及應(yīng)用 [J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2004(11).
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