徐倩 鄭州路橋建設投資集團有限公司
含砂霧封層采用MasterSeal 瀝青濃縮封面料,比如改性乳化瀝青、陶土等材料,通過專用封層噴灑設備,將此類材料均勻噴灑到瀝青路面,形成一薄層,從而達到封閉路面路表微裂縫、防止雨水下滲的作用,同時還能增強路面抗滑能力,延緩路面瀝青老化,具有良好的施工效果。相比其他瀝青路面預防性養(yǎng)護技術,含砂霧封層技術特點如下:
1.適用性強。含砂霧封層多用于路面早期病害養(yǎng)護,比如道路通車2~3 年,病害不太明顯的高等級公路。該技術成本低,可有效抑制路面病害發(fā)展,改善路面使用性能,保證路面技術狀態(tài)始終良好。
2.應用范圍廣。含砂霧封層技術可用于嚴重瀝青老化的路面養(yǎng)護。作為一種性能優(yōu)良的瀝青路面養(yǎng)護封面料,MasterSeal 瀝青濃縮封面料可以通過自身的還原再生功能,改善并激活老化后的瀝青分子,促使路面硬化程度下降,消除因瀝青流失而產生的多種病害。此外,在提高路面美觀性方面同樣具有顯著的效果。
3.使用性能良好。當陶土、乳化瀝青等材料均勻拌和且噴灑到需養(yǎng)護路面后,將會形成一層良好的防滑面層,可以有效提升路面的防水和抗滑能力,進而大幅提升路面行車舒適性和安全。
某公路工程全長16.65km,起訖樁號為k509+798~k522+448,為雙向四車道,是一條重要的交通工程。隨著運營通車時間的不斷增長,路面出現了一定程度的老化現象和病害問題,比如輕微裂縫、車轍、瀝青膜脫落等等。從病害情況分析,采用含砂霧封層預養(yǎng)護較為合適。
為確定含砂霧封層路面預防性養(yǎng)護方案是否合理,本文采取k51+000~k511+000 段為試驗段,結合路面各項性能檢測數據,判定含砂霧封層施工的可行性。
1.構造深度
為驗證原路面構造深度情況,本文采用鋪砂法進行試驗分析,試驗段全長1000m,每隔200m 設一測點,通過原路面構造深度檢測,可得結果如表1 所示。
根據表1 可見,原路面構造深度范圍在0.31~0.42mm,相比相關規(guī)范要求≥0.55mm,無法滿足規(guī)定要求,表明原路面構造深度不足。
2.摩擦系數
在路面摩擦系數檢測時,一般可采用擺式摩擦儀,同樣按照每隔200m 設測點,所得抗滑擺值檢測結果如表2 所示。
表2 為原路面摩擦系數檢測結果,通過檢測可知,原路面摩擦系數抗滑擺值范圍為45~51BPN,相比規(guī)范要求≥45BPN,雖均可滿足要求,但相對來講,摩擦系數偏低,需進行預防性養(yǎng)護施工。
3.滲水系數
本工程為雙向四車道,為檢驗路面是否存在滲水情況,可采用滲水儀在上述測點進行滲水系數檢驗,所得結果如表3 所示。
由此可見,本工程存在一定滲水現象,但均在規(guī)范要求≤50mL/min 以內,為提高路面抗?jié)B性能,可采用預防性養(yǎng)護措施進行處治。
經上述分析,原路面存有少量橫向裂縫,構造深度相對較低,已無法滿足規(guī)范技術要求。但摩擦系數和滲水性能基本可以達到要求,可滿足含砂霧封層預防性養(yǎng)護施工條件。
表1 原路面構造深度檢測結果
表2 原路面抗滑擺值檢測結果
表3 原路面滲水系數檢測結果
1.封閉交通
為保證施工安全,施工前,需組織編寫交通安全保障方案,待審核通過后,可根據方案局部封閉行車道,并按照規(guī)定要求,在指定位置擺放安全施工標志,提醒行人、車輛繞行。
2.原路面病害處理
通過現場路面勘查發(fā)現,原路面存在諸多病害。為此,應在含砂霧封層施工前,先進行原路面病害處治。比如,采用灌縫、挖補等措施進行路面裂縫、坑槽處理。采用銑刨、填充等措施進行路面車轍、擁包處理。填縫料盡可能采用高含量乳化瀝青和細砂均勻攪拌制作而成的材料,不得采用與霧封層材料產生不良化學反應的材料。
3.原路面清掃
為了保證施工質量,需在噴灑含砂霧封層材料前清理干凈道路表面層,一般可采用掃帚或鋼刷將有浮土的污染物或泥塊清理干凈,若清理難度較大,則可采用高壓清洗車沖洗。為避免污染道路輔助設施,需采用可重復利用的材料進行覆蓋。
4.材料、設備準備
材料和設備是保證工程施工質量的關鍵,施工前,要詳細檢查材料、設備的數量、規(guī)格、型號。針對施工材料,進場前,要抽樣檢查乳化瀝青、細粒砂等材料的質量,待質量合格后才能用于施工。針對施工設備,詳細檢查設備的數量和運行情況,提前試機,保證設備始終處于良好的工作狀態(tài)。含砂霧封層施工所需設備不多,但對灑布機的性能具有很高的要求。一般需采用專用設備進行混合料噴灑,該工程采用大型高壓噴灑設備。設備容器罐容量不得低于6噸,并設有攪拌裝置,一方面,避免霧封層材料和砂料離析;另一方面,保證混合料均勻拌和,提高混合料質量。針對不宜施工部位,則可采用小型設備。
5.灑布混合料
采用專用噴灑設備,含砂霧封層施工中,應保證噴灑速度和噴灑量符合施工設計要求。在整個灑布寬度范圍內,嚴控噴灑量,一般單、雙層噴灑量分別為0.9~1.2kg/m2、1.6~2.0kg/m2,確保整個噴灑過程均勻、一致。
6.局部修補
大型機械施工往往會存有遺留或死角問題,針對此類問題,可采用人工+小型設備進行局部修補,最終保證整段工程噴灑量均勻、一致。
7.養(yǎng)護與交通開放
養(yǎng)護期間,禁止車輛和行人通行,避免對含砂霧封層成型效果造成不利影響。一般情況下,施工結束2 小時后,待路面強度和壓實度達到施工規(guī)定要求后,便可開放交通。
8.注意事項
第一,施工過程中,為避免含砂霧封層施工會污染周圍環(huán)境,需采取合理的措施加以保護。比如,通過覆蓋遮擋等方式保護道路沿線護欄、路緣石等。此外,還要及時清理施工所產生的各類廢棄物,避免污染周圍環(huán)境。
第二,施工當天氣溫低于10℃,或路表溫度低于15℃,或下雨天,均不得進行含砂霧封層施工。
第三,必須嚴格按照施工當天天氣情況,合理控制養(yǎng)生成型時間。一般情況下,施工結束2 小時后即可開放交通。根據氣溫和施工現場具體情況,固化時間若為3~6小時,則雙層封閉交通時間需適當延長,為4~8 小時,待各項指標滿足施工規(guī)定后,才能開放交通。
為驗證含砂霧封層路面施工效果,可結合工前檢測結果,采用同樣的試驗方法在工后30 天進行路面摩擦系數、構造深度及滲水系數檢測,檢測結果如下:
1.構造深度檢驗
采用鋪砂法檢測工后路面構造深度,所得結果為0.55~0.62mm,可滿足規(guī)范要求≥0.55mm,同時,相比原路面構造深度0.31~0.42mm,含砂霧封層施工后路面構造深度得到了顯著提高,此外并未見“油皮”情況,大大提升了路面行車的安全性。
2.摩擦系數檢驗
采用擺式摩擦儀檢測工后路面構造深度,所得結果為69~78BPN,可滿足規(guī)范要求≥45BPN,同時,相比原路面摩擦系數45~51BPN,含砂霧封層施工后,有效提升了路面的摩擦系數,封閉了路面微小裂縫,提高了路面抗滑能力。
3.抗?jié)B系數檢驗
通過滲水儀對工后路面滲水系數進行檢驗,各測點所得結果均為0,表明路面未見滲水現象,含砂霧封層施工后路面具有良好的抗?jié)B效果,有效填補了原路面微小裂縫和空隙,阻止了路表水下滲。
綜上所述,近年來,我國交通壓力日益增長,加之高溫、重載等因素的嚴重影響,很多瀝青路面出現了早期病害問題,如車轍、擁包、裂縫等,大幅降低了瀝青路面的使用性能。隨著科技的不斷進步,大量新材料、新工藝不斷涌現,含砂霧封層技術的應用,可以封閉路面路表微裂縫,避免路面滲水和表面松散,延緩路面瀝青老化,改善路用使用性能,具有良好的施工應用效果。