朱利強(qiáng)
(廣州市芳村市政園林建設(shè)工程有限公司,廣東廣州 510360)
在橋隧瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用微表處技術(shù),有效地填充路面的車轍,保證路面的平整度。微表處的孔隙率小,路面上的水不容易下滲,對(duì)施工溫度的要求不高,施工的速度相對(duì)較快,所以對(duì)交通的影響較小,造價(jià)相對(duì)較低,但是該處治方式施工噪音大,當(dāng)原有路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病害時(shí)不能起到明顯的作用。微表處施工1h 后便可開放交通,一般其使用壽命在2~3 年,和原有路面的施工質(zhì)量和所承受的損壞程度有密切的關(guān)系[1]。
SMA 罩面的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)已經(jīng)非常成熟。SMA瀝青混合料有良好的耐久性和高溫穩(wěn)定性,路面抗滑性好,抗車轍能力強(qiáng),行車安全舒適,尤其適用于常年多雨水、重載交通的地區(qū)。一般其使用壽命可達(dá)5~7年,因此在道路的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)能夠有效地減少道路路面的維修費(fèi)用。但是該處治方式對(duì)施工材料質(zhì)量和施工工藝水平的要求較高,造價(jià)也相對(duì)較高。
在橋隧瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中,溫拌超薄瀝青磨耗層施工技術(shù)已經(jīng)越來越多地被運(yùn)用,這是一種基于乳化瀝青的新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),對(duì)瀝青的針入度、軟化點(diǎn)以及密度等都有嚴(yán)格的要求,鋪裝時(shí),施工厚度一般在3cm 左右。溫拌超薄瀝青磨耗層的施工厚度較薄,施工成本較低,與以往的養(yǎng)護(hù)技術(shù)相比,相同厚度的情況下,比瀝青混凝土罩面所需成本低20%,比稀漿封層所需成本低25%,且施工效果更優(yōu),施工噪聲較小,施工周期較短,施工后強(qiáng)度高、抗滑性好、穩(wěn)定性強(qiáng)。
主要用于輕交通量且主要為表面層功能性病害的路面,AC 混合料罩面的使用壽命一般在4~6 年左右,其優(yōu)點(diǎn)是具有路面粗糙抗滑、耐老化、抗裂耐久性好、抗水害、行車安全等特點(diǎn),但是造價(jià)較高。
結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn),為了節(jié)約項(xiàng)目成本,相對(duì)而言,采用SMA 罩面、改性熱拌瀝青AC 罩面效果較好,但造價(jià)是四種養(yǎng)護(hù)技術(shù)中最高的,超薄磨耗層技術(shù)優(yōu)于微處理,造價(jià)較SMA 罩面或者改性熱拌瀝青AC 罩面低,因此選用超薄磨耗層技術(shù)。
溫拌超薄磨耗層施工速度快,碾壓后即可開放交通,抗滑、排水性能好,耐久性較好,能有效降低行車時(shí)路面的噪聲,提高了行車的舒適性、安全性。
但是溫拌超薄磨耗層對(duì)嚴(yán)重?fù)p壞的路面,在使用該技術(shù)前必須對(duì)原路面進(jìn)行翻新修復(fù),才能滿足溫拌超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)層養(yǎng)護(hù)施工的要求,如路面損壞嚴(yán)重或車轍、裂縫等病害較大,不能及時(shí)修復(fù),單靠溫拌超薄層無法達(dá)到養(yǎng)護(hù)修復(fù)的目的,需要與其他技術(shù)相結(jié)合才可進(jìn)行施工。
本次技術(shù)擬通過技術(shù)優(yōu)化,提出銑刨、填充瀝青混合料對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次修復(fù),然后再通過溫拌超薄磨耗層技術(shù)對(duì)路面進(jìn)行二次修復(fù)的方式,解決了溫拌超薄磨耗層技術(shù)對(duì)損壞嚴(yán)重路面不適用的難題。并通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),驗(yàn)證原材料的選取,以期提高對(duì)于路面的松散、車轍、不平整度、裂縫的處理效果,及增加路面的承載力。
20 世紀(jì)90 年代以來,廣州經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速地增長(zhǎng),交通壓力不斷加劇,嚴(yán)重影響了廣州的城市發(fā)展。為加快城市交通的發(fā)展,內(nèi)環(huán)路高架及放射線應(yīng)運(yùn)而生。內(nèi)環(huán)路高架及放射線全長(zhǎng)26.7km,雙向六車道或四車道,其中高架路20.26km,設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h,于2000 年1月建成通車。內(nèi)環(huán)路圍繞市中心區(qū),跨越7 個(gè)區(qū),共設(shè)12座立交和11 對(duì)匝道。內(nèi)環(huán)路的建成大大改善了廣州市市區(qū)地面交通狀況,承擔(dān)了中心城區(qū)約20%的交通流量,極大舒緩了廣州的交通壓力。因此,內(nèi)環(huán)路在常年車輛荷載和自然環(huán)境的作用下,車轍、裂縫等路面病害日益增加,為了保證行車安全性和舒適性,在路面養(yǎng)護(hù)過程中,養(yǎng)護(hù)人員決定在車流量較大、損壞較為嚴(yán)重的路段采用溫拌超薄磨耗層施工技術(shù)。
清理原路面→鋪灑粘層油→施工材料準(zhǔn)備→制備溫拌混合料→攤鋪→壓實(shí)和養(yǎng)護(hù)
3.3.1 清理原路面
首先噴灑清水在需要養(yǎng)護(hù)、修補(bǔ)施工的瀝青路面上,并對(duì)其進(jìn)行全面地清掃,清掃完畢后晾曬24h 以上,確保完全干燥以后方可進(jìn)行后續(xù)施工。路面縫隙中的灰塵和碎石砂礫等使用吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行清理,在銑刨原橋梁隧道路面時(shí),為了保證橋梁隧道路面的既有結(jié)構(gòu)不受到破壞,對(duì)銑刨機(jī)械的專業(yè)度和精細(xì)度要求高(圖1),銑刨結(jié)束后再次對(duì)橋梁隧道路面進(jìn)行清掃。另外,對(duì)于一些深度較小的裂縫,施工之前應(yīng)填充瀝青混合料,而深度較大的裂縫或者坑槽,應(yīng)先開槽再填充瀝青混合料,保證路面平整度達(dá)到溫拌超薄磨耗層的施工條件,以保證施工質(zhì)量和效果。
圖1 路面銑刨
3.3.2 鋪灑粘層油
原路面清理完畢后,在攤鋪前的12h 內(nèi),在清理干凈的路面上均勻且無遺漏地鋪灑粘層油(圖2),施工人員應(yīng)該嚴(yán)格控制粘層油的溫度,這樣有利于粘層油與原路面的緊密結(jié)合,一般情況下應(yīng)控制在40~65℃范圍內(nèi)。粘層油的厚度也應(yīng)該嚴(yán)格把控,但是在銑刨的路段應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦黾愉仦⒘?,確保粘層油均勻地覆蓋原路面。粘層油施工過程中,應(yīng)封閉交通,禁止社會(huì)車輛通行,待瀝青層破乳后,才能進(jìn)行下一步的施工。
圖2 鋪灑粘層油
3.3.3 施工材料準(zhǔn)備
(1)乳化瀝青和瀝青黏結(jié)料:選用聚合物改性乳化瀝青和SBS 改性劑,應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)要求并達(dá)到路用性能要求,檢測(cè)合格后才可用于施工中。
(2)粗集料和細(xì)集料:選用的集料應(yīng)滿足我國(guó)關(guān)于抗滑表層的使用質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn),粗集料的粒徑應(yīng)大于4.75mm,應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙,具有憎水性。細(xì)集料的粒徑應(yīng)小于2.36mm,且必須是機(jī)制砂,不能使用自然砂,應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),與瀝青有良好的黏結(jié)能力。粗細(xì)集料進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)做好性能檢驗(yàn),確保符合各項(xiàng)指標(biāo)要求。
(3)填料:不宜使用粉煤灰作填充料,應(yīng)選用石灰?guī)r或巖漿巖等憎水性石料研磨而成的干燥且潔凈的礦粉。
3.3.4 制備溫拌混合料
(1)通過試拌來確定材料的投料量,根據(jù)試拌過程中確定的投料量進(jìn)行拌和施工,拌和時(shí)間應(yīng)控制在60s左右,拌和過程中分為干拌和濕拌,其中干拌持續(xù)時(shí)間在20s 左右,拌和后混合料應(yīng)保持均勻,各材料應(yīng)與瀝青材料均勻黏附。
(2)混合料在制備過程中應(yīng)嚴(yán)格控制其溫度,瀝青的溫拌溫度控制在165~175℃的范圍內(nèi),礦粉在添加時(shí)應(yīng)將其溫度提升至180℃左右,混合料的拌和時(shí)間控制在45~47s 范圍內(nèi),確保混合料的均勻性,出廠溫度應(yīng)控制在170℃左右。
(3)混合料在運(yùn)輸途中需要使用油布進(jìn)行覆蓋,一來防止混合料遺撒,二來防止混合料中水分的蒸發(fā)。結(jié)合工程場(chǎng)地與拌合站的行駛距離,合理規(guī)劃運(yùn)輸路線,結(jié)合設(shè)計(jì)的路線勻速行駛,混合料的溫度直接影響施工質(zhì)量,需要專人對(duì)混合料進(jìn)行溫度檢測(cè),保證混合料在滿足施工溫度要求的情況下完成卸料工作。
3.3.5 攤鋪
(1)溫拌超薄磨耗層瀝青路面的施工要選擇功能全、性能好、精度高的攤鋪機(jī),一般須符合以下要求:①具有自動(dòng)或半自動(dòng)方式調(diào)節(jié)厚度的裝置。②具有自動(dòng)或半自動(dòng)方式找平的掛線裝置及雪橇裝置。③具有可加熱的振動(dòng)熨平板或振動(dòng)夯等初步壓實(shí)裝置。④攤鋪機(jī)寬度可以調(diào)整。⑤具有足夠容量的受料斗,使其在運(yùn)料車換車時(shí)能連續(xù)攤鋪,并有足夠的功率推動(dòng)運(yùn)料車輛。⑥具有可將混合料橫向鋪開的自動(dòng)和手動(dòng)的螺旋輸送器[2]。
(2)攤鋪機(jī)在正式施工前應(yīng)試運(yùn)行,以保證其運(yùn)行性能,攤鋪機(jī)的輪胎應(yīng)刷涂防黏結(jié)劑,防止混合料黏結(jié)在輪胎上。攤鋪過程中,攤鋪人員應(yīng)合理控制攤鋪速度,嚴(yán)格將攤鋪厚度控制在3cm,鋪筑時(shí)混合料的溫度不低于165℃,為了保證磨耗層的平整度,要及時(shí)使用熨平板在其表面進(jìn)行熨平,瀝青攤鋪如圖3 所示。
圖3 瀝青攤鋪
3.3.6 壓實(shí)和養(yǎng)護(hù)
(1)溫拌超薄磨耗層混合料的粗集料比細(xì)集料的含量比例大,因此空隙較大,主要是靠粗集料相互嵌擠形成強(qiáng)度。振動(dòng)壓路機(jī)由于其振動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力,會(huì)使單位線壓力大大提高,造成混合料中的粗集料破碎,從而使細(xì)集料增多,空隙率下降,因此這種路面不適宜采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。另外,由于溫拌超薄磨耗層的空隙較大,散熱速度較快,如果使用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,不僅容易發(fā)生粘輪現(xiàn)象,而且輪胎留下的輪痕難以消除,因此,輪胎壓路機(jī)不適宜使用。通過室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)功的大小比較,溫拌超薄磨耗層混合料壓實(shí)宜采用壓實(shí)功較小的機(jī)械[3]。
(2)在攤鋪機(jī)前進(jìn)的過程中,雙鋼筒型壓路機(jī)要緊跟在攤鋪機(jī)的后面,保證施工過程的連續(xù)性(圖4)。在碾壓過程中,壓路機(jī)要與攤鋪機(jī)保持一定的距離,采用靜壓法,防止破壞磨耗層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。碾壓工作結(jié)束后,及時(shí)測(cè)試路面的壓實(shí)度,測(cè)試結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)。養(yǎng)護(hù)期間,封閉交通,及時(shí)對(duì)養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行檢測(cè),達(dá)到養(yǎng)護(hù)條件后逐步開放交通。
圖4 壓實(shí)
溫拌超薄磨耗層施工技術(shù)是一種高效成熟的橋隧瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)施工技術(shù),經(jīng)過在實(shí)際養(yǎng)護(hù)工程中實(shí)踐證明,通過嚴(yán)格控制施工過程中的特殊要求和關(guān)鍵技術(shù),可大幅提高橋隧瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量,延長(zhǎng)使用壽命,具有廣闊的應(yīng)用前景。