鄭建斌
(邢臺路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 邢臺 054000)
某公路工程設(shè)計(jì)全長17.8km,路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu),路面寬度為22.4m。工程通車運(yùn)營多年,在長期環(huán)境及行車荷載的侵蝕下,路面出現(xiàn)車轍、裂縫、坑槽等病害,經(jīng)檢測路面損壞指數(shù)為90.3,路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好,為避免病害的進(jìn)一步發(fā)展,經(jīng)研究決定采用微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)對工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。
2.1.1 微表處技術(shù)原理
瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)是指采用水、礦料、乳化瀝青及外加劑按照一定的比例混合,再將形成的混合料攤鋪至原路面,攤鋪厚度與路面的受損程度相關(guān),受損程度嚴(yán)重的路面攤鋪厚度大,受損情況較輕的路面攤鋪一層即可。攤鋪完成后微表處混合料會(huì)在路面表層形成一層保護(hù)膜,增加路面的防滑性能、防滲性能,保護(hù)路面結(jié)構(gòu)不再受損,同時(shí)能對路面中輕微的病害進(jìn)行處理,如細(xì)小的裂縫、車轍等,微表處施工完成后2h即可開放交通,恢復(fù)車輛的正常通行[1]。
2.1.2 微表處技術(shù)特點(diǎn)
(1)采用微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)對公路瀝青路面開展養(yǎng)護(hù)工作,只需要結(jié)合設(shè)計(jì)的配合比生產(chǎn)乳化瀝青混合料,再采用專業(yè)的攤鋪機(jī)均勻噴灑至路面表面層即可,在攤鋪完成2h后便可開放交通正常通車。此外,采用微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工,對外界環(huán)境的變化并未有明確的要求,只要外界溫度可達(dá)到10℃以上即可開展養(yǎng)護(hù)作業(yè),因此微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)具有施工方便、高效的特點(diǎn)。
(3)傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護(hù)施工是將路面存在的病害,如裂縫、坑槽、車轍等修補(bǔ)完成,保持路面的平整,然后安排養(yǎng)護(hù)人員定期灑水養(yǎng)護(hù),此類養(yǎng)護(hù)方式不僅耗費(fèi)人力,而且養(yǎng)護(hù)完成后一旦遭受雨水沖刷,路面結(jié)構(gòu)層仍會(huì)遭受雨水的侵蝕,養(yǎng)護(hù)效果一般。使用微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)對路面實(shí)施養(yǎng)護(hù)作業(yè),不僅可以修復(fù)輕微的路面病害,而且還能在路面表層形成一層薄膜,避免雨水直接侵入面層結(jié)構(gòu)中,因此,微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)可提升路面性能。
(3)微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)中主要采用乳化瀝青與一些礦料,施工過程采取機(jī)械噴灑的方式,噴灑的混合料均一次加熱拌和完成,無需使用太多的時(shí)間,噴灑過程中不占用人力與資源,對周圍的環(huán)境不會(huì)造成影響,施工全程保持快速、安靜,無噪聲污染與空氣污染,因此,采取微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)[2]。
(1)微表處養(yǎng)護(hù)施工使用的混合料主要由乳化瀝青、改性劑、集料、礦粉、水等原材料混合而成,得到的混合料具有良好的耐久性、防滲性、防滑性,可以改善路面的使用性能,因此,為確保路面養(yǎng)護(hù)施工的質(zhì)量,在微表處養(yǎng)護(hù)施工前要做好原材料的選取工作。
(2)乳化瀝青材料主要是向普通瀝青混合料中加入乳化劑,最終得到滿足施工要求的乳化瀝青。選用的瀝青材料性能應(yīng)滿足公路建設(shè)規(guī)范的要求,乳化劑種類應(yīng)結(jié)合工程當(dāng)?shù)貧夂驐l件及行車特點(diǎn)選取,乳化劑要適用于各種瀝青材料并有效地改善瀝青性能,從而得到滿足本次施工要求的乳化瀝青。
(3)集料分為粗集料和細(xì)集料。其中粗骨料屬于路面的骨架,可以保證路面的強(qiáng)度,本次微表處混合料使用的粗集料選用堅(jiān)硬耐磨的石料,細(xì)集料可以增加混合料的密實(shí)度及黏結(jié)性,選用的細(xì)集料為干凈、干燥的中粗砂,選用的集料其壓碎值應(yīng)不大于28%,磨光值應(yīng)不小于42%,材料的堅(jiān)固性控制在30%,細(xì)集料的砂當(dāng)量不小于65%[3]。
(4)礦粉使用水泥、石灰、石粉等粉末,選用的礦粉要求必須干燥、松散,性能滿足施工要求。礦粉的用量控制在總材料用量的3%以內(nèi),采用的水為干凈、不含雜質(zhì)的自來水,水在使用前要檢測其PH 值,要求呈中性,從而保證水不會(huì)與其他材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),水的用量結(jié)合現(xiàn)場當(dāng)?shù)貧夂驐l件綜合確定。
(1)本工程微表處養(yǎng)護(hù)層的厚度為8~10cm,經(jīng)檢測原路面現(xiàn)存病害,為避免養(yǎng)護(hù)施工后養(yǎng)護(hù)層出現(xiàn)開裂變形的問題,施工前要對現(xiàn)存病害做針對性處理,增加路面的強(qiáng)度,滿足要求后再開始微表處攤鋪施工。
(2)針對車轍病害深度不大于15mm 的無需處理,直接微表處罩面即可;車轍深度在15~40mm 的,采用多層微表處處理方法,即全幅路段攤鋪前先在病害位置攤鋪微表處養(yǎng)護(hù)層,處理完成后再全幅攤鋪;車轍深度在40mm以上且與裂縫寬度5mm以上的位置一致,采用灌縫處理方法,向病害位置灌入合格的瀝青混合料并碾壓密實(shí);針對其他類型的輕微病害均直接微表處罩面即可,嚴(yán)重的病害均采用灌縫、換填的處理方法[4]。
(3)路面病害處理完成后,要使用機(jī)械將路面的雜物、垃圾全部清理干凈并鋪灑透層油,增加微表處養(yǎng)護(hù)層與原路面的黏結(jié)性,然后在其表面做放樣工作,標(biāo)記路面攤鋪寬度、方向、線路等。此外,本次施工采用攤鋪機(jī),通過體積計(jì)算混合料的用量,攤鋪施工前要對機(jī)械進(jìn)行標(biāo)定處理。
2.4.1 攤鋪工序
(1)原路面處理完成且驗(yàn)收合格后,開始全路段的微表處養(yǎng)護(hù)層攤鋪,攤鋪時(shí)先將攤鋪機(jī)停放至起始位置,根據(jù)放樣的寬度、厚度等參數(shù)調(diào)整機(jī)械的參數(shù),然后開啟攤鋪機(jī)開始混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè),混合料攤鋪前要不斷調(diào)節(jié)攤鋪機(jī)的出料口位置以及螺旋分料器的高度,保證乳化瀝青混合料的均勻性[5]。
(2)微表處養(yǎng)護(hù)層攤鋪過程中,攤鋪機(jī)的攤鋪速度控制在3km/h 左右,于行進(jìn)過程中合理調(diào)整攤鋪速度,確保攤鋪機(jī)攤鋪槽中混合料的體積在1/2 以上,待全路段攤鋪結(jié)束后,安排施工人員使用工具人工找平,針對遺漏或不均勻的位置重新攤鋪或人工補(bǔ)平,找平后確保養(yǎng)護(hù)層表面的平整。
2.4.2 攤鋪?zhàn)⒁馐马?xiàng)
(1)養(yǎng)護(hù)層攤鋪過程中要注意避免出現(xiàn)提前破乳問題,養(yǎng)護(hù)層提前破乳不但影響施工的正常進(jìn)行,還會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)層無法達(dá)到預(yù)期的養(yǎng)護(hù)效果。因此,在攤鋪過程中使用的乳化瀝青混合料可以加入適量的緩破劑,或者結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r適當(dāng)調(diào)整混合料的配合比,以延長養(yǎng)護(hù)層的破乳時(shí)間。
(2)攤鋪過程中要注意避免養(yǎng)護(hù)層表面出現(xiàn)劃痕問題,針對此情況要求施工人員在人工找平階段認(rèn)真工作,對粒徑過大的集料進(jìn)行處理,且不得在已完工路段上隨意找平。此外,在混合料拌和時(shí)要求避免使用過大的粗集料,每車混合料攤鋪完成后要及時(shí)將攤鋪機(jī)槽內(nèi)的混合料清洗干凈。
(3)注意攤鋪過程中車轍深度較大位置的攤鋪厚度,由于車轍病害的存在,如病害處理不好,則病害位置養(yǎng)護(hù)層攤鋪過程中極易出現(xiàn)混合料下沉問題,從而影響攤鋪厚度。因此,在攤鋪過程中針對車轍問題位置攤鋪時(shí)要加強(qiáng)對攤鋪厚度的檢查。
(4)微表處養(yǎng)護(hù)層攤鋪結(jié)束后,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)路面泛油的問題,主要是因?yàn)槿榛癁r青混合料中的油石比過大或加水過多,導(dǎo)致出現(xiàn)泛油現(xiàn)象,為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生,本工程乳化瀝青混合料拌和過程中要確保用水量及油石比的合理性。
攤鋪?zhàn)⒁馐马?xiàng)中表明,微表處養(yǎng)護(hù)施工完成后,養(yǎng)護(hù)層會(huì)存在破乳成型的過程,因此,在攤鋪結(jié)束后要持續(xù)封閉交通,直至養(yǎng)護(hù)層破乳成型。在此過程中可以通過檢測養(yǎng)護(hù)層的黏結(jié)力判斷開放交通的時(shí)間,當(dāng)養(yǎng)護(hù)層黏結(jié)力達(dá)到1.2N/m 時(shí),表明養(yǎng)護(hù)層已初凝完成,黏結(jié)力達(dá)到2.0N/m 時(shí),表明養(yǎng)護(hù)層已終凝破乳完成,此時(shí)可以開放交通。
2.6.1 材料配比控制
本工程施工過程中要做好材料的配比設(shè)計(jì),微表處養(yǎng)護(hù)施工的主要質(zhì)量取決于混合料的性能,如配比設(shè)計(jì)不合理,其養(yǎng)護(hù)效果必然大打折扣。首先,混合料配比設(shè)計(jì)中其油石比與設(shè)計(jì)要求的油石比不宜相差過大,差值宜控制在±0.2%以內(nèi),如配比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相差數(shù)值超過0.2,施工單位應(yīng)及時(shí)分析原因并整改;其次,混合料的級配應(yīng)采用連續(xù)級配設(shè)計(jì),與間斷級配設(shè)計(jì)相比,連續(xù)級配更容易保證微表處混合料的均勻性[6];最后,混合料配合比設(shè)計(jì)中要做好含水量的控制,混合料含水量對混合料的黏稠度及和易性的影響巨大,若含水量過小,則混合料難以拌和均勻,若含水量過大,則會(huì)影響混合料的使用性能,其含水量的多少應(yīng)結(jié)合當(dāng)季的施工溫度以及施工要求綜合確定。
2.6.3 接縫施工控制
微表處施工中可能需要設(shè)置接縫,接縫的存在會(huì)影響微表處的整體性能,因此,微表處養(yǎng)護(hù)施工中應(yīng)盡可能減少接縫的設(shè)置,盡量連續(xù)一次攤鋪完成。如必須設(shè)置接縫時(shí),應(yīng)盡量減少接縫的搭接寬度,搭接寬度控制在76.5mm 以內(nèi),兩幅搭接的厚度應(yīng)控制在6mm 以內(nèi),為保持接縫的平整度,在接縫處理時(shí)可從接縫起點(diǎn)處開始,在攤鋪箱下設(shè)置1m 寬的油毛氈,待接縫攤鋪后,再將攤鋪箱表面的混合料鏟除,從而保證接縫位置的平整度,同時(shí)保持接縫處的美觀度。
2.7.1 抗滑性能檢測
本工程瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)施工完成后,為確保養(yǎng)護(hù)效果,對路面養(yǎng)護(hù)前后的性能進(jìn)行檢測并對比,其中抗滑性能的檢測采用擺式摩擦系數(shù)測定儀完成,路面上共隨機(jī)選取5個(gè)檢測點(diǎn),每個(gè)檢測點(diǎn)養(yǎng)護(hù)前后均檢測3次以上取平均值,其檢測結(jié)果如表1:
表1 路面抗滑性能檢測結(jié)果
通過表1 檢測數(shù)據(jù)得知,微表處養(yǎng)護(hù)施工前路面的平均抗滑擺值為46.54BPN,微表處養(yǎng)護(hù)施工后路面的平均抗滑擺值為69.82BPN,經(jīng)對比可得路面抗滑擺值提升明顯。證明經(jīng)微表處養(yǎng)護(hù)施工后,路面的抗滑性能得以有效提升。
2.7.2 抗?jié)B性能檢測
路面的抗?jié)B性能的檢測采用路面滲水儀進(jìn)行,共隨機(jī)均勻選取由5處檢測點(diǎn),每個(gè)檢測點(diǎn)養(yǎng)護(hù)前后均檢測3次以上取平均值,檢測結(jié)果如表2:
表2 路面抗?jié)B性能檢測結(jié)果
通過表2 檢測數(shù)據(jù)得知,微表處養(yǎng)護(hù)施工前路面的平均滲水系數(shù)為65.58ml/min,微表處養(yǎng)護(hù)施工后路面的平均滲水系數(shù)為22.82ml/min,經(jīng)對比可得路面滲水系數(shù)明顯降低,證明經(jīng)微表處養(yǎng)護(hù)施工后,路面的抗?jié)B性能得以有效提升。
2.7.3 車轍深度檢測
路面車轍深度的檢測主要使用3m直尺和鋼尺完成,共隨機(jī)均勻選取5處檢測點(diǎn),每個(gè)檢測點(diǎn)養(yǎng)護(hù)前后均檢測3次以上取平均值,檢測結(jié)果如表3:
表3 路面車轍深度檢測結(jié)果
通過表3 檢測數(shù)據(jù)得知,微表處養(yǎng)護(hù)施工前路面的平均車轍深度為11.34mm,微表處養(yǎng)護(hù)施工后路面的平均車轍深度為1.26mm,經(jīng)對比可得路面車轍深度明顯降低,證明經(jīng)微表處養(yǎng)護(hù)施工后,路面的行車狀況得以有效改善。
當(dāng)前,微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)在我國公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用越來越廣泛,盡管該技術(shù)應(yīng)用中仍存在一些問題,但隨著應(yīng)用范圍的增加,微表處養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量也在逐漸提高,路面的養(yǎng)護(hù)效果越來越好。因此,為保證公路的使用壽命,施工人員應(yīng)加強(qiáng)對微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究,推進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)工作的進(jìn)一步發(fā)展。