侯 勇
(泌陽縣交通工程質(zhì)量監(jiān)督所,河南 駐馬店 463700)
當(dāng)前,我國公路路網(wǎng)愈加完善,隨著地方經(jīng)濟的迅速發(fā)展,公路建設(shè)及通車里程增長速度不斷加快,大幅縮短了地區(qū)之間的空間距離,促進了地區(qū)經(jīng)濟的快速增長。從已建公路運營現(xiàn)狀分析,由于交通量、氣溫、降雨等因素影響,部分公路在建成通車2~3年便出現(xiàn)了不同程度的病害問題[1]。為改善路面使用性能,延長道路使用壽命,做好道路養(yǎng)護施工至關(guān)重要。超粘磨耗層是一種高效、簡單、快速的養(yǎng)護技術(shù),在施工應(yīng)用當(dāng)中,超粘磨耗層技術(shù)需采用專用設(shè)備進行改性乳化瀝青粘結(jié)料灑布,并進行玻璃纖維超粘磨耗冷拌混合料拌和,通過攤鋪、碾壓施工后,可形成一種新的磨耗層,用于道路建設(shè)養(yǎng)護施工。相比其他預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù),超粘磨耗層技術(shù)是2種技術(shù)的綜合,即超薄磨耗層、微表處,具備上述2種養(yǎng)護技術(shù)的優(yōu)點。可以通過摻加玻璃纖維的冷拌技術(shù)和粘結(jié)層工藝,進一步提升乳化瀝青的性能[2]。其優(yōu)點具體如下。
在改性乳化瀝青噴灑后,可攤鋪碎石纖維混合料,待壓實成型,超粘磨耗冷拌骨料將緊緊被結(jié)合料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)裹覆,構(gòu)成一個復(fù)合嵌鎖體系,此時纖維等材料緊緊連接,能夠有效控制骨料脫離等情況。超粘磨耗層的應(yīng)用可以大幅提升路面耐磨性能,改善路面使用性能。
超粘磨耗層可采用改性乳化瀝青材料,此時將有一個超強粘結(jié)層在舊路面形成,并和添加纖維的拌和料相互粘結(jié),當(dāng)舊路面裂縫內(nèi)滲入乳化瀝青材料后,將向上反流至超粘磨耗冷拌骨料縫隙內(nèi),并由此構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)狀瀝青結(jié)合料。從而大幅提升舊路面和新鋪磨耗層之間的粘結(jié)性能,避免磨耗層脫離[3]。
基于超粘磨耗層工藝特點,需連續(xù)灑布乳化瀝青,從而有效提升了封層的密閉性。加之纖維材料的使用,可在路面形成一層良好的保護膜,具有較高防水能力。
玻璃纖維的摻加,可以有效提升材料的高彈性模量,具有較強延伸力,能夠有效控制路面低溫收縮裂縫的出現(xiàn)[4]。
超粘磨耗層屬于網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu),纖維自身的抗拉伸強度很高,可以很好地提升磨耗層的抗拉、抗剪等性能。通過這些性能的改善,能夠有效抑制反射裂縫產(chǎn)生,有效控制路面病害。
為了有效處理超粘磨耗層乳化瀝青和集料相容性等情況,需做好混合料配合比設(shè)計工作。超粘磨耗層礦料分為3檔,見表1。
表1超粘磨耗層礦料類型
按照相關(guān)規(guī)定,該文在礦料100 g用量,乳化瀝青11g用量的情況下,通過添加不同用水量與水泥量進行拌和試驗分析。首先,水泥用量不變,均為1 g時,當(dāng)外加水用量為4 g的情況下,拌和時間達到了135 s;當(dāng)外加水用量為6 g的情況下,拌和時間達到了180 s;當(dāng)外加水用量為8 g的情況下,拌和時間超過了180 s。
當(dāng)外加水用量不變,均為6 g時,水泥用量為0.5g的情況下,拌和時間超過180 s;水泥用量為2 g的情況下,拌和時間為98 s。
由此可見,當(dāng)乳化瀝青和水泥用量相同時,外加水用量越多,拌和時間越長。相比規(guī)定要求(>120 s),當(dāng)外加水用量為6 g,水泥用量為1 g時,最符合拌和時間規(guī)定。為檢驗選擇是否合理,該文進行了黏聚力試驗。結(jié)果見表2。
表2 黏聚力試驗結(jié)果
由此可見,外加水用量為6 g、水泥用量為1 g時,可達到設(shè)計要求。通過相關(guān)試驗研究分析,適量添加纖維材料,可有效提升混合料抗變形能力。當(dāng)纖維用量為0時,輪轍變形試驗的寬度變化率為3.7%;當(dāng)纖維用量為0.1%時,輪轍變形試驗的寬度變化率為3.7%;當(dāng)纖維用量為0.15%時,輪轍變形試驗的寬度變化率為3.2%;當(dāng)纖維用量為0.2%時,輪轍變形試驗的寬度變化率為3.0%;當(dāng)纖維用量為0.25%時,輪轍變形試驗的寬度變化率為2.6%。由此可見,玻璃纖維摻加增加,輪轍變形試驗的寬度變化率逐步下降。為此,玻璃纖維摻加量可控制在0.15%~0.2%,基于經(jīng)濟性和拌和性考慮,本配合比采用0.2%玻璃纖維用量。
最終,可確定施工配合比為集料∶乳化瀝青∶填料∶纖維∶水=100∶11∶1∶0.2∶6。
某公路工程為雙向四車道,所處位置交通流較大,通車運營多年后,路面病害問題顯著,主要病害為車轍、裂縫等。為了有效防治路面病害,本文選取其中具有代表性的路段作為試驗段進行施工。施工前,對路面性能進行了詳細檢測,所得結(jié)果如下。1)構(gòu)造深度為1.2 mm(≥0.6 mm)。2)滲水系數(shù)135 mL/min(≤300 mL/min);摩擦系數(shù)擺值62 BPN(≥45 BPN)??梢娐访鏍顩r基本良好,未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病害,采用預(yù)防性養(yǎng)護即可?;诠こ虒嶋H情況,該文提出了超粘磨耗層技術(shù)用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護。
為了全面提升超粘磨耗層和舊瀝青路面之間的黏結(jié)性和防水效果,可將SBS改性乳化瀝青噴灑在局部路段,用于防水黏結(jié)層施工。施工超粘磨耗層前期,可加熱快裂SBS改性乳化瀝青,溫度控制在50 ℃~60 ℃,隨后選取專用設(shè)備噴灑黏結(jié)層材料,熱乳化瀝青和舊路面接觸之后,將會快速破乳,隨后便可進行超粘磨耗層施工。
按照施工規(guī)定,按照施工配合比設(shè)計進行混合料均勻拌和,保證無花白、無離析現(xiàn)象。超粘磨耗層路面攤鋪前,先將裝好料的攤鋪機準確就位,保證對準走向控制線,并做好攤鋪厚度、拱度的適當(dāng)調(diào)節(jié),確保攤鋪箱周邊和舊路面緊密黏結(jié)。攤鋪時,采用2臺攤鋪機同步進行施工,安全距離控制在10 m左右,攤鋪速度不宜過快,可控制在2.0 m/min~2.5 m/min。同時做好鋪后混凝土厚度和平整度檢測,如果不符合規(guī)定,需繼續(xù)攤鋪。攤鋪施工后,需及時進行路面碾壓,碾壓一般分為3個階段,應(yīng)嚴格按照相關(guān)原則合理確定壓實設(shè)備、碾壓速度、遍數(shù)等參數(shù)。初壓時進行1~2遍振動壓實,碾壓速度為2.5 m/min~3.5 m/min。復(fù)壓時進行4~5遍碾壓,碾壓速度為4 m/min~5 m/min。終壓時進行2~3靜壓,碾壓速度控制在3 m/min ~5 m/min即可。完成上述所有工序后,即可進入路面養(yǎng)護時期。養(yǎng)護初期嚴禁車輛通行,在自然條件下,已攤鋪瀝青混凝土超粘磨耗層路面冷卻,且已達到凝結(jié)成型效果,即可開放交通。
為了驗證瀝青路面養(yǎng)護施工中超粘磨耗層路面的應(yīng)用效果,該文分別對工后、工后7 d、工后半年的路面性能情況進行了跟蹤觀測與檢測,具體情況如下。
3.4.1 完工后路面性能檢測
完成施工后,需檢測試驗段路面性能,主要檢測項目為表觀質(zhì)量和抗滑性能。通過目測可見,路面經(jīng)超粘磨耗層施工后,表面平整、密實,無松散,裂縫修復(fù)效果好,未見橫向、縱向裂縫。通過抗滑試驗分析,摩擦系數(shù)擺值為85 BPN(≥45 BPN);構(gòu)造深度為0.8 mm(≥0.6 mm);滲水系數(shù)1.2 mL/min(≤10 mL/min),說明通過養(yǎng)護施工后,已有效改善路面抗滑、抗?jié)B性能。
3.4.2 完工后7 d路面性能檢測
工后7 d后,再次進行路面性能檢測,路面表面平整、密實、均勻,未見裂縫的病害。通過抗滑試驗分析,摩擦系數(shù)擺值為76 BPN(≥45 BPN);構(gòu)造深度為0.8 mm(≥0.6 mm);滲水系數(shù)1ml/min(≤10 mL/min),說明通過養(yǎng)護施工后,可有效改善路面抗滑、抗?jié)B性能。
3.4.3 完工后半年路面性能檢測
工后半年后進行路面性能檢測,路面表面平整、密實、均勻,未見裂縫的病害。通過抗滑試驗分析,摩擦系數(shù)擺值為70 BPN(≥45 BPN);構(gòu)造深度為0.9 mm(≥0.6 mm);無滲水現(xiàn)象(≤10 mL/min),說明通過養(yǎng)護施工后,隨著通車時間的增加,摩擦系數(shù)有所下降,但仍可滿足規(guī)范要求,表明可有效改善路面抗滑、抗?jié)B性能。
通過半年的跟蹤觀測,路面采用超粘磨耗層技術(shù)養(yǎng)護施工之后,路表面平整、密實、未見裂縫等病害,且路面具有良好的抗滑性能和抗?jié)B性能,由此表明超粘磨耗層技術(shù)施工應(yīng)用效果顯著[5]。
綜上所述,隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,公路建設(shè)里程越來越長。瀝青路面作為最常見的路面結(jié)構(gòu)形式,在使用過程中發(fā)現(xiàn),早期病害問題愈加嚴重。超粘磨耗層技術(shù)在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護施工中的合理應(yīng)用,可大幅提升工程質(zhì)量,降低建設(shè)成本,對改善路面使用性能,延長路面使用壽命具有重要意義[6]。