劉林平
(江西省撫州市公路事業(yè)發(fā)展中心,江西 撫州 344000)
公路在運行期間容易受到車輛荷載、環(huán)境因素影響出現(xiàn)路面病害問題,因此需要對路面進(jìn)行加鋪拓寬施工以提升路用性能。在路面加鋪層與拓寬施工時需要明確加寬施工范圍,從材料選擇、技術(shù)工藝等方面全面控制,以提升施工效果,為路面加寬工程開展奠定基礎(chǔ)。
某山區(qū)公路項目所在地區(qū)降雨量較大,雨季長,投入運行超過10年后,由于日常的管理與維護不達(dá)標(biāo),超載運行的車輛也比較多,所以部分路段存在嚴(yán)重病害問題,以裂縫、唧泥、沉降、脫空等問題為主,路面的性能和質(zhì)量不斷降低,極大地威脅了道路交通通行的質(zhì)量和安全?;诖?,公路工程的管理單位對現(xiàn)場展開全面深入的分析,根據(jù)現(xiàn)場病害問題的情況采取必要的措施,及時采取板底壓漿的處理方式,消除沉降的問題,并且合理調(diào)整縱面線形,為加鋪以及拓寬處理提供幫助和支持。
此次項目施工結(jié)合不同的混凝土板病害以及結(jié)構(gòu)形式,選擇不同的處理方式,具體如下所示:
第一,原混凝土板結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的斷板、錯臺問題,超過5mm 或者彎沉值在70 以上的板塊,進(jìn)行整體性更換處理。路基如果存在嚴(yán)重的浸水問題,路段軟彈部分通過開挖處理,并換填合適的施工材料;基層存在嚴(yán)重的滲水軟化、離析等問題,強度不合格的情況,將原基層結(jié)構(gòu)內(nèi)部加入水泥材料,提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,達(dá)到強度性能的要求。對于路面板存在嚴(yán)重?fù)p壞的情況,需要大范圍鑿除處理,在下路基與基層處理環(huán)節(jié),應(yīng)用大型機具碾壓處理;對于局部發(fā)生損壞的路段,進(jìn)行個別鑿除處理;大型機械設(shè)備無法碾壓的路段,應(yīng)用小型機具夯實處理,達(dá)到結(jié)構(gòu)整體性效果。通過以上的措施處理基層,澆筑標(biāo)號超過原混凝土路面的材料[1]。
第二,對于路面存在脫空并且彎沉值在20~70 之間的板塊,在板塊下部進(jìn)行壓漿處理,以達(dá)到穩(wěn)定板塊的效果,主要操作如下:已經(jīng)脫空并且穩(wěn)定性不合格的板塊上,進(jìn)行鉆孔施工,孔深要達(dá)到基層結(jié)構(gòu)上,灌入水泥凈漿,先灌入一個孔,并且對其他孔的狀況進(jìn)行觀察,如有出現(xiàn)冒漿的情況,及時堵塞處理。同時,在灌漿壓階段待達(dá)到施工要求以后,要采用雷達(dá)探測方式查看漿液是否滿足飽和要求。
第三,水泥混凝土板的彎沉值在20 以下的板塊,采取常規(guī)處理措施,即對于小問題的表面進(jìn)行修補處理,并進(jìn)行已有的板縫實施填充處理。對于目前的行車道混凝土板實施壓漿作業(yè),選用的是純水泥加入膨脹劑的方式,壓力調(diào)整到0.5MPa,水泥漿在應(yīng)用前以及注漿環(huán)節(jié)應(yīng)該持續(xù)性灌入處理。壓注作業(yè)應(yīng)該分為2 次逐步進(jìn)行,兩者間隔30~45min。
施工環(huán)節(jié)需要做好壓漿參數(shù)、水灰比、施工溫度與施工日期記錄。同時,對于出現(xiàn)的接縫問題,需要按照以下處理方式進(jìn)行解決:針對凹槽問題,一般選擇采用瀝青灌縫的方式進(jìn)行,灌縫作業(yè)前應(yīng)用高壓空氣吹凈內(nèi)部空間,達(dá)到清潔性的標(biāo)準(zhǔn),灌縫深度在3~4cm 之間,如果深度超過該標(biāo)準(zhǔn),一般會選擇應(yīng)用多孔柔性襯底材料進(jìn)行施工。
基底以及基層結(jié)構(gòu)在施工環(huán)節(jié),因為是路基結(jié)構(gòu)的施工,所以路面會存在遇水聚集的情況,造成幫寬路基臨近內(nèi)側(cè)的部位容易出現(xiàn)雨水浸泡的作用,強度性能比較差,含水量嚴(yán)重超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。因此,在項目開展之前,利用石灰樁進(jìn)行處理,具體流程如下:在挖掘機上安裝一根直徑10cm、長110cm 的鋼釬,通過振動方式成孔。然后灌入生石灰粉后,應(yīng)用壓路機實施碾壓作業(yè),同時進(jìn)行級配碎石施工。在現(xiàn)場要做好防雨處理,針對幫寬結(jié)構(gòu)路段施工時,選擇使用合格的集料,保證沒有雜質(zhì)且粒徑符合要求,級配性能合格。配料達(dá)到精度的要求,塑性指數(shù)滿足工程的要求,確保施工效果合格。結(jié)合現(xiàn)場的情況,通過使用路拌法或者廠拌法進(jìn)行處理,但是需要確?;旌狭线_(dá)到均勻性要求,含水量符合要求,沒有發(fā)生離析的問題。
碾壓施工前應(yīng)進(jìn)行含水量的檢查,達(dá)到最佳的狀態(tài),并且按照先輕后重的順序進(jìn)行,碾壓達(dá)到密實度的標(biāo)準(zhǔn)。碾壓結(jié)構(gòu)成型之后,及時封閉交通,確保不會有車輛進(jìn)入而引發(fā)結(jié)構(gòu)的損壞。幫寬部位的水泥穩(wěn)定碎石基層通過使用廠拌制作方式,并進(jìn)行整平、碾壓施工縫。在施工作業(yè)之前要做好新建設(shè)路床頂部彎沉值檢測,如果發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計要求,則要及時采取補強措施,在全部合格后才能繼續(xù)開展基層結(jié)構(gòu)的施工[2]。
在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層施工后,路面結(jié)構(gòu)可以達(dá)到整平與補強的效果,結(jié)構(gòu)性能符合要求。對于目前存在的水泥混凝土板錯臺量不足5mm 的錯臺情況,處理后才能進(jìn)行基層結(jié)構(gòu)的施工。所以在具體施工環(huán)節(jié),在保證水泥穩(wěn)定基層滿足一般標(biāo)準(zhǔn)以后,需要嚴(yán)格做好施工平整度的控制。一般來說工藝流程為:材料拌和、材料攤鋪、振動壓實、養(yǎng)生等。
首先進(jìn)行表層清理,讓表層達(dá)到整潔、干燥狀態(tài)。而后進(jìn)行材料的拌和,期間控制材料配比參數(shù),嚴(yán)格控制拌和時間,確保全部礦機料都裹覆好材料,且拌和后瀝青混合料均勻性合格,沒有花白、結(jié)團的情況。如果加熱較為嚴(yán)重,導(dǎo)致材料已經(jīng)發(fā)生炭化、起泡、含水量不合格等情況,則禁止應(yīng)用,必須作廢[3]。此次工程項目首次應(yīng)用特立尼達(dá)湖瀝青(TLA)進(jìn)行改造施工。該材料的應(yīng)用歷史超過百年,性能異常穩(wěn)定,完全可以滿足多方面的應(yīng)用要求,其對于改善路面性能有著極為重要的作用。我國在1973年開始引入特立尼達(dá)湖瀝青(TLA),同時在1999年廣泛應(yīng)用到公路、機場、橋梁等項目建設(shè)中,發(fā)揮出非常好的效果,材料瀝青成分相比可見表1。
表1 TLA 與中國兩種稠油瀝青成分比較
特立尼達(dá)湖瀝青材料的制作極為重要,加強各種材料的比例控制極為重要,同時要結(jié)合不同工程項目施工需要做出調(diào)整,以滿足工程的運行標(biāo)準(zhǔn)。就目前不同的工程應(yīng)用來說,瀝青的比例控制也更加嚴(yán)格,要全面管理和控制。
特立尼達(dá)湖改性瀝青施工要求具體如下。
第一,將基質(zhì)瀝青加熱到150℃之后,加入TLA 罐內(nèi)。第二,按照基質(zhì)瀝青與TLA 瀝青3∶1 的比例充分混合,并在罐內(nèi)充分?jǐn)嚢杼幚恚覍囟壬叩?70~175℃,攪拌時間超過20min 以上。第三,TLA 瀝青進(jìn)行改性操作前,進(jìn)行針入度的檢測,確定礦物質(zhì)含量符合要求,從而分析改性的質(zhì)量。目前我國廣泛應(yīng)用的TLA 改性瀝青,其針入度在37 以上,礦物含量為7.3%。針對此類材料來說,拌和、鋪筑、碾壓等各個環(huán)節(jié)都要進(jìn)行溫度控制。經(jīng)過對路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢查發(fā)現(xiàn),壓實度可以滿足要求。此外,TLA 混合料拌和、鋪筑現(xiàn)場會有較多的白色煙霧形成,是因為TLA 內(nèi)水分蒸發(fā)以及揮發(fā)性物質(zhì)蒸發(fā)所造成的,氣味與輕質(zhì)油分類似,經(jīng)過檢測分析,該物質(zhì)不含有任何毒害性物質(zhì)[4]。
其一,骨料根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制作,鵝卵石石料每塊有30個以上的斷面,其破碎率應(yīng)超過80%。其二,TLA 本身內(nèi)部有較多的礦物質(zhì)含量,所以現(xiàn)場施工要加強油石比的調(diào)節(jié),避免產(chǎn)生影響。其三,此類材料本身的剝落能力非常高,在施工環(huán)節(jié)無需加入抗剝落劑。
第一,現(xiàn)場攤鋪施工時,材料溫度在150~160℃之間。第二,初壓環(huán)節(jié)的溫度在140~150℃之間,結(jié)合現(xiàn)場的情況確定具體的溫度;終壓溫度在100℃以上。第三,碾壓施工時,先應(yīng)用鋼輪壓路機碾壓一遍,此時溫度不能過高,然后再開始第二遍碾壓,該環(huán)節(jié)開啟振動功能,達(dá)到碾壓效果要求。第四,通過膠輪壓路機反復(fù)碾壓,次數(shù)根據(jù)實際情況確定,以達(dá)到結(jié)構(gòu)性能為合格標(biāo)準(zhǔn),施工圖見圖1、2。
圖1 攤鋪施工
圖2 碾壓施工
對于瀝青路面來說,接縫分為橫向接縫與縱向接縫,具體采取如下措施:首先,縱向接縫。因為行車道的寬度為22.5m,綜合分析交通通行的要求,縱縫應(yīng)該布置在中心線的部位上,且上下兩層的混凝土路面接縫必須交錯設(shè)置,以免影響結(jié)構(gòu)的性能??v縫的設(shè)置必須保持連續(xù)、平行,避免影響結(jié)構(gòu)性能。在施工環(huán)節(jié)采取2 臺設(shè)備同步施工,以梯形的方式進(jìn)行攤鋪。作業(yè)階段設(shè)備間距控制在10m 左右。其次,橫向接縫。在橫向接縫施工時,對于相互的接縫要預(yù)留出1m 的間隔距離,而后將材料均勻攤鋪在指定位置,而后控制攤鋪的厚度,使其能夠達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。
采用玻璃纖維格式進(jìn)行下封層施工時,需要從以下幾個方面開展工作:
首先,需要在上面層鋪設(shè)一層乳化瀝青。其次,在鋪設(shè)環(huán)節(jié)要嚴(yán)格控制玻璃纖維格柵網(wǎng)的長度,同時材料重疊度需要符合施工要求。最后,使用乳化瀝青制作的稀漿封層材料,鋪設(shè)作業(yè)的厚度為3cm。對于使用改性瀝青制作的結(jié)構(gòu)層,彈性性能恢復(fù)效果明顯,并且能吸收內(nèi)部板縫的壓力,達(dá)到運行的效果,同時也能避免瀝青混凝土層內(nèi)的水通過水穩(wěn)層進(jìn)入路基內(nèi),防水效果比較好。對于玻璃格柵以及透層、封層來說,根據(jù)材料使用要求進(jìn)行固定,達(dá)到黏結(jié)牢固性要求。黏結(jié)作業(yè)區(qū)間內(nèi),加強交通封閉管理,禁止任何車輛進(jìn)入現(xiàn)場,且要加強材料運輸車輛的管理,由專人進(jìn)行調(diào)配,并且不能存在轉(zhuǎn)向、急轉(zhuǎn)彎等現(xiàn)象,防止損壞玻璃纖維層。玻璃纖維格柵搭接時,橫向在20cm 以上、縱向在15cm 以上??v向搭接的間距要結(jié)合瀝青材料的攤鋪情況確定,保證連接的效果符合要求。瀝青層現(xiàn)場施工作業(yè)的階段,根據(jù)3mm 厚度均勻噴灑施工。噴灑瀝青的環(huán)節(jié),各個結(jié)構(gòu)物、建筑物要做好防護處理,防止發(fā)生污染的問題。現(xiàn)場施工時,遇到強風(fēng)、降雨或者溫度較低的情況,禁止進(jìn)行噴灑作業(yè)。
在此次工程的施工中,原混凝土路面存在脫空病害,處理、加鋪、拓寬施工時,混凝土板處理是關(guān)鍵,結(jié)合不同的脫空情況采取合理的處理方式,以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的性能。TLA 改性瀝青混合料各個組分分布均勻,發(fā)揮出瀝青、礦物質(zhì)、有機質(zhì)的聯(lián)合作用,其性能較好,且沒有加入任何摻加劑,材料的抗疲勞、抗氧化性非常好;玻璃纖維格柵可以快速吸收混凝土結(jié)構(gòu)的開裂應(yīng)力,預(yù)防出現(xiàn)裂縫的問題,還能達(dá)到防水的效果。在此次的施工中,加鋪與拓寬施工效果較好,自工程投入運營后沒有發(fā)生裂縫、脫空、沉降等問題,綜合性能改善優(yōu)越。