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        公路同步碎石下封層施工技術(shù)研究

        2022-03-07 09:27:46熊衛(wèi)群
        運輸經(jīng)理世界 2022年33期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)質(zhì)量施工

        熊衛(wèi)群

        (江西省贛西公路工程監(jiān)理有限公司,江西 宜春 336000)

        0 引言

        高速公路項目投入運營后會增強區(qū)域之間的互動與交流,帶動經(jīng)濟發(fā)展,使人們出行變得更加便利。在高速公路長期運營過程中,因外部車輛荷載、氣候影響、施工工藝、材料突變等因素的干擾,造成很多高速公路出現(xiàn)嚴重的病害問題,如不及時解決病害問題,任由病害繼續(xù)發(fā)展,會嚴重影響道路的通行舒適度與安全性。因此,必須加強高速公路的養(yǎng)護和維修,恢復道路交通的功能。當前,高速公路養(yǎng)護方式較多,較為常用的是同步碎石下封層瀝青養(yǎng)護施工技術(shù),可有效消除瀝青道路的病害問題,具備較高的抗水害能力,延長道路的使用壽命,為高速公路事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。

        1 下封層工程特性

        高速公路的組成結(jié)構(gòu)中,下封層主要設置在瀝青路面的面層與半剛性基層之間,其厚度相對于其他結(jié)構(gòu)來說并不大,設置的目的是防止積水侵蝕水穩(wěn)定基層的結(jié)構(gòu),確保其具備較高的抗水損功能,同時還會將路面結(jié)構(gòu)與水穩(wěn)層穩(wěn)定地連接,形成高速公路整體的形式。分析發(fā)現(xiàn)公路的下封層結(jié)構(gòu)具有以下幾個方面的作用:第一,有效防止積水進到半剛性基層結(jié)構(gòu)內(nèi),避免積水沖刷該結(jié)構(gòu),達到保護的效果。第二,提升半剛性基層與瀝青面層的結(jié)合性能,保持結(jié)構(gòu)的整體性能,并提升結(jié)構(gòu)的受力性能。第三,實現(xiàn)半剛性基層結(jié)構(gòu)的表面收縮裂縫的處理,形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),限制收縮裂縫的擴展與發(fā)展,促進總體性能的提高。當前,在我國的國家標準中,規(guī)定公路下封層結(jié)構(gòu)的施工形式是稀漿封層與碎石封層結(jié)構(gòu),施工單位可以根據(jù)不同的需要選擇合適的形式[1]。下封層根據(jù)實際需要選擇合適的膠結(jié)材料,提高結(jié)構(gòu)的性能水平,以滿足瀝青路面的性能標準要求。

        2 工程概況

        某高速公路項目建設長度是60km,設計速度為100km/h,雙向4 車道,路基寬度為25.5m,路面采用SBS 改性瀝青材料制作,橋隧比為61.2%。經(jīng)過對項目的運行效果分析確定,該高速公路投入運營比較長的時間,由于緊鄰當?shù)氐穆糜尉皡^(qū),每日通行的車輛比較多,加上氣候條件比較惡劣、晝夜溫差大的影響,導致部分部位的損壞比較嚴重,嚴重影響道路的通行。經(jīng)過對路面結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn),很多路段存在較為嚴重的病害,如車轍、裂縫、坑槽等,危害道路通行的質(zhì)量與安全。此外,該公路現(xiàn)場的積水較為嚴重,侵蝕和影響巨大,同時也損害其美觀性。因此,高速公路單位應該加強公路的養(yǎng)護與維修,及時展開修復處理,恢復正常通行的要求,滿足公路工程的質(zhì)量標準[2]。

        3 熱瀝青下封層施工工藝

        3.1 材料

        3.1.1 乳化瀝青。對于乳化瀝青來說,黏度、流動性、滲透性是主要的指標,選擇合適的乳化瀝青材料,加強上述指標的控制,并按照工藝方案進行現(xiàn)場噴灑施工,確保工程項目的質(zhì)量符合要求。

        3.1.2 石料。選擇石料要保證性能合格,如果條件允許,盡量采用專用石料,從而保證性能和質(zhì)量符合要求。

        3.2 機械設備

        在下封層現(xiàn)場施工中,按照要求準備施工機械設備,目前主要有運輸車、撒布車、壓路機等設備,性能合格才能保證工程的質(zhì)量符合要求?,F(xiàn)場施工作業(yè)前及時檢查設備,防止設備在投入使用后發(fā)生異常的情況。運輸車與撒布車應該保持一致性,確保瀝青混合料的性能與質(zhì)量達標。

        3.3 基層處理

        水穩(wěn)基層表面極易存在松散或者坑槽的問題,如不進行任何處理就展開施工,會造成上部結(jié)構(gòu)的施工效果不合格。因此,在瀝青下封層施工之前,先進行基層表面的檢查,做好雜物清理、局部不平整處理,以滿足現(xiàn)場施工的要求。

        3.4 測量放樣

        因下封層結(jié)構(gòu)的邊緣部位容易發(fā)生問題,在施工時應每側(cè)各加寬25cm,以確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合要求,符合現(xiàn)場施工的標準。

        3.5 噴灑瀝青

        在瀝青乳化性能合格的基礎上,使用撒布車進行噴灑處理,保持均勻性合格。灑布施工加強如下幾點控制:第一,撒布設備的參數(shù)嚴格控制,施工作業(yè)精準,比如現(xiàn)場使用4t 撒布車作為主設備,再準備一臺1t 機動人工撒布車,以提升現(xiàn)場施工質(zhì)量水平。第二,現(xiàn)場撒布環(huán)節(jié)要加強質(zhì)量監(jiān)督管理,溫度處于合理的范圍內(nèi),噴嘴與路面相距50~60cm,時刻保持該高度進行噴灑處理,符合施工效果要求。第三,撒布量嚴格控制。在現(xiàn)場施工前進行基層的濕潤處理,符合要求才能開始撒布,且撒布量為0.8~1.2kg/m2。撒布工作實施中應落實檢查和管理,如發(fā)現(xiàn)存在缺角、空白、異常等情況,及時采取人工補撒方式處理。如發(fā)現(xiàn)下封層表面存在凹坑等病害問題,及時進行該位置的補充處理,達到平整度要求后再施工[3]。

        3.6 接縫處理

        接縫是質(zhì)量最為薄弱的部位,極易發(fā)生質(zhì)量問題,所以必須要做好接縫的處理工作。對于下封層結(jié)構(gòu)來說,橫向、縱向接縫比較常見。

        3.6.1 縱向接縫的處理

        分析形成縱向接縫的原因,并選擇合適的應對措施?,F(xiàn)場施工階段,縱向兩車撒布施工搭接距離嚴格控制,盡可能減少縱向接縫。

        第一,科學撒布施工。確保撒布縱向線條的順直度合格,不會發(fā)生彎曲的問題。第二,現(xiàn)場加強撒布量管控。將撒布量控制在合理的范圍內(nèi),特別是搭接的結(jié)構(gòu),應該保證不會超出規(guī)定的要求,防止發(fā)生損壞的情況,如果有問題局部采取人工修補的方式處理,使整個結(jié)構(gòu)路面的性能和質(zhì)量達標。第三,在縱向接縫與路緣石連接的情況下,保證邊緣部位的油量充足,且路緣石無污染。在瀝青撒布的階段,做好路緣石的覆蓋處理。在撒布結(jié)束后及時撤除覆蓋材料,防止給周邊的路面造成影響。此外,加強下封層結(jié)構(gòu)厚度控制,使得縱向接縫和路肩連接,以達到項目施工標準要求。

        3.6.2 橫向接縫的處理

        撒布施工采取梯隊作業(yè)的方式,前后兩車的連接部位,或者道路與橋梁的連接部位設置橫向接縫,主要采取如下措施:第一,在噴灑施工現(xiàn)場的起始部位鋪設一層鐵板或者毛氈,與起點有5~10m 的距離即可,并對現(xiàn)場結(jié)構(gòu)進行加固處理,使得車輛有足夠的覆蓋物設置,以達到起點部位的施工效果要求。第二,終點位置的噴灑施工有較高的難度,主要是現(xiàn)場控制不嚴格,且車輛的控制不到位,也無法確定最后一車材料到底在何處噴灑完畢,所以容易導致終點部位的施工效果不合格。對于該問題來說,準確計算噴油長度,并預留足夠的長度,主要的措施是在最終路段上覆蓋3~5m 寬度,并且隨著噴灑逐步進行,直到達到終點才能開始降速、關(guān)閉閥門。如結(jié)構(gòu)物與路面存在斜交的情況,應按照具體形狀鋪設施工。第三,對于起點、終點等部位異常的情況,應立即補噴處理。為了防止存在瀝青過量的情況,應該在現(xiàn)場鋪設舊報紙,噴灑后及時清理[4]。

        3.7 撒布石料

        3.7.1 撒布時間。乳化瀝青噴灑工作結(jié)束后,及時進行現(xiàn)場的碎石撒布施工,應盡量縮短兩者間隔的時間,組織人員快速完成撒布碎石施工。組織專業(yè)技術(shù)人員進行現(xiàn)場的檢查和管理,確保均勻性達標。

        3.7.2 撒布量控制。下封層現(xiàn)場施工作業(yè)中,加強撒布量控制,厚度設定為5~6mm 即可,不能直接鋪滿,否則將會給瀝青與碎石的結(jié)合造成不利的影響。一般來說,撒布面積達到60%~80%即可滿足要求,撒布量為3~5m3/km2。

        3.7.2 細節(jié)處理。撒布結(jié)束后,進行現(xiàn)場檢查,對于局部位置存在缺料的情況,應立即組織人員補充施工;如果局部存在材料堆積的問題,應及時鏟除處理?,F(xiàn)場搭接施工部位的材料比較特殊,要做好全面的控制,并保證與二次瀝青材料的施工保持同步進行。

        3.8 碾壓

        撒布工作全部完成后,對現(xiàn)場的施工情況展開全面的檢查,確定是否存在不均勻的情況,對于存在的問題要立即處理。熱瀝青材料溫度設定在90℃,膠輪壓路機碾壓2 遍,速度為1.5~2km/h,保持碾壓的標準和要求,從而提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞或者質(zhì)量問題。

        3.9 初期養(yǎng)護

        乳化瀝青基層封閉養(yǎng)護時間為1d,沒有任何問題即可開始后續(xù)施工。如果檢查發(fā)現(xiàn)存在泛油的情況,首先要確定具體的位置,再進行集料的填充,并及時清理集料。初壓養(yǎng)護階段,車輛行駛速度不超過20km/h,且禁止無關(guān)車輛進入,也不能在現(xiàn)場隨意掉頭、制動。

        3.10 交通開放

        碾壓施工之后,表面水分經(jīng)過蒸發(fā)達到標準后即可開放交通。剛開始投入使用時,車輛速度嚴格控制,防止對下封層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。如有必要,在現(xiàn)場設置路障,在受到車輛碾壓進一步達到密實的狀態(tài),結(jié)構(gòu)結(jié)合效果更好,具備更高的穩(wěn)定性與安全性。

        4 試驗路段性能檢測

        4.1 抗滑性能

        道路抗滑性是重要的技術(shù)標準,通過應用路表構(gòu)造深度與摩擦系數(shù)的方式檢測確定,經(jīng)過對比纖維碎石施工前后構(gòu)造深度與摩擦系數(shù)大小,以確定抗滑性是否滿足標準。該工程采取隨機檢測方法,得出結(jié)論見表1。

        表1 構(gòu)造深度與摩擦系數(shù)檢測結(jié)果

        纖維碎石封層在投入使用前,應選擇3 個點位進行構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)檢測。該項目構(gòu)造深度最小為0.80mm,通過加鋪纖維碎石封層的結(jié)構(gòu),深度增加20%。摩擦系數(shù)的檢測后,發(fā)現(xiàn)其從50 增加到67,說明整體的路面結(jié)構(gòu)抗滑性提升明顯。

        4.2 防水性能

        經(jīng)過對以往工程經(jīng)驗總結(jié)確定,碎石封層結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工作業(yè)中,通過加入纖維材料的方式,可以對瀝青材料起到束縛性,結(jié)構(gòu)的防水效果滿足要求,該工程項目按照選擇3 個樁號的方式進行檢測,確定性能,設備為滲水儀,數(shù)據(jù)可見表2。

        表2 滲水系數(shù)檢測結(jié)果

        根據(jù)對上述參數(shù)的分析和研究,發(fā)現(xiàn)纖維碎石封層中滲水系數(shù)最大時98mL/min,養(yǎng)護后滲水系數(shù)下降至45mL/min,下降了54.1%,表示該結(jié)構(gòu)形式的路面施工效果非常好,完全達到結(jié)構(gòu)性能提升的要求。

        5 熱瀝青碎石下封層施工注意事項

        其一,現(xiàn)場作業(yè)人員根據(jù)項目的技術(shù)標準和要求,加強瀝青碎石的撒布控制,達到均勻性標準。現(xiàn)場施工要檢查碎石撒布設備的工作情況,特別是在起始位置,極易出現(xiàn)質(zhì)量問題,必須加強監(jiān)督與管控。此外,對于施工中存在遺漏的情況,立即組織人員查勘并補充處理,并清理多余材料,規(guī)避質(zhì)量問題和不足。其二,要想保證現(xiàn)場施工順利完成,各項性能和指標合格,在正式開始前進行試驗路段的施工極為重要,確保撒布量、瀝青混合料溫度、設備行駛速度等,以滿足工程的要求。其三,瀝青撒布作業(yè)采取噴霧的方式進行,形成均勻性良好的瀝青膜。改性乳化瀝青現(xiàn)場施工質(zhì)量和溫度存在直接的關(guān)系,溫度較低則黏性不足,極大地影響施工的標準。其四,碎石材料的噴灑覆蓋率在60%~80%,這樣可以達到全面性覆蓋的效果,且瀝青膜完整,還能避免在車輛行駛中受到損壞,同時保持足夠的縫隙,便于后續(xù)施工填充,達到結(jié)構(gòu)性能的標準。瀝青混合料溫度處于合理的范圍內(nèi),流動性比較好,更好地包裹碎石結(jié)構(gòu),達到全面性覆蓋的要求,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整性的提升。其五,縱橫接縫設置要注意,盡量避免設置接縫,如需設置接縫,則要減少接縫的數(shù)量,并加強接縫部位的質(zhì)量監(jiān)督與管理,避免質(zhì)量問題,確保下封層的平整度與穩(wěn)定性達標。嚴格落實現(xiàn)場施工管理和控制,接縫部位的搭接寬度符合要求,且沒有泛油等問題。噴灑后及時碾壓處理,保證碾壓設備性能合格。

        6 結(jié)語

        公路在投入使用后,養(yǎng)護與維修工作極為重要,這也是保證路面性能的關(guān)鍵性措施。目前,常用的是同步碎石下封層施工技術(shù),可以消除病害的問題,提高抗水損害的性能,并延長路面的壽命。通過對施工安全以及效果方面分析發(fā)現(xiàn),應用同步碎石封層施工方式可以提升公路的路面結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性,使行駛更加舒適、安全,完全可以達到道路交通通行標準,帶動我國交通事業(yè)進一步發(fā)展。

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