王佳寧
(新疆路橋北疆工程建設(shè)有限公司,新疆 昌吉 831100)
對于通行量較大的公路而言,路面礦料最好選用粗顆粒含量較多的級配類型,通過粗集料形成相對穩(wěn)定的骨架嵌擠結(jié)構(gòu),并加強表面層設(shè)計,以提升和強化路面抗滑性能。
某公路路段為國道主干道,全封閉全立交雙向四車道設(shè)計,起訖樁號k120+000~k148+450,全長28.45km,全線均按平原地區(qū)高等級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),路基寬28.5m。主線路面結(jié)構(gòu)自上至下依次為4cm厚AC-13C改性瀝青混凝土抗滑表層、6cm厚AC-20C瀝青混凝土中面層、8cm厚AC-25C瀝青混凝土下面層、18cm厚水穩(wěn)碎石基層、18cm厚水穩(wěn)碎石基層、18cm厚水穩(wěn)碎石基層。原設(shè)計路面面層為普通瀝青混凝土材料,該高等級公路段路面上面層改用SBS改性瀝青,以增強瀝青混凝土面層抗滑性能,提升路面使用壽命。該公路路面SBS改性瀝青抗滑表層鋪裝結(jié)構(gòu)具體如圖1所示。
圖1 改性瀝青抗滑表層鋪裝結(jié)構(gòu)
首先應(yīng)加強料場地面硬化處理,確保其在一定坡度的情況下具備較好的排水性能。不同規(guī)格的集料必須分開儲存,集料應(yīng)通過裝載機逐層堆放,以達到控制集料離析的目的。取料過程中應(yīng)從向陽面開始,底部散落的集料必須棄置。國內(nèi)各公路工程施工現(xiàn)場料場多為露天設(shè)置,并非真正意義上的料倉,所以該公路工程在儲料期間必須準(zhǔn)備足夠的塑料篷布覆蓋料堆,防止因降雨、蒸發(fā)等改變集料含水量,同時避免塵土、落物等污染集料。特別是細集料,如果未防潮,必然會導(dǎo)致集料結(jié)團硬化,影響連續(xù)下料甚至堵塞下料口。該公路路面抗滑表層施工集料設(shè)計級配如表1所示。
表1 公路路面抗滑表層集料設(shè)計級配
改性瀝青儲存、運輸過程中溫度要求較高,MAC改性瀝青運輸至施工現(xiàn)場后應(yīng)直接注入瀝青儲罐內(nèi),并將溫度控制在150℃,若溫度達不到,必將增大改性瀝青黏度、堵塞瀝青儲罐油管。當(dāng)天施工任務(wù)完成后若儲罐內(nèi)瀝青材料并未使用,則應(yīng)將儲罐加滿,或?qū)⒉糠譃r青抽取至其余儲罐內(nèi),通過減少瀝青與空氣的接觸面積和時間避免老化。為保證瀝青材料均勻性,在儲罐頂部加裝攪拌器,按照3h/次的時間間隔攪拌,每次攪拌時間控制在20min左右。通過泵送方式將瀝青材料輸送至攪拌機時,因瀝青泵具備過濾功能,泵送期間可能堵塞瀝青泵網(wǎng)眼,影響泵送效率。為此,必須根據(jù)瀝青材料性能選用較大網(wǎng)眼的過濾器,并加強材料和管線保溫處理,防止因瀝青溫度過低硬結(jié)而堵塞管線[2]。
進行混合料生產(chǎn)時,必須加強原材料儲存及拌和溫度的控制,確保混合料均勻一致。該公路路面抗滑表層混合料采用三階段配比設(shè)計,必須通過使用先進的拌和設(shè)備保證混合料質(zhì)量。改性瀝青黏度及溫度控制也是混合料質(zhì)量控制的重點,如果黏度和溫度不足,必然影響攤鋪的均勻性、平整度和壓實度。該公路路面抗滑表層混合料拌制過程中,改性瀝青和礦料加熱溫度也分別按照180℃~220℃和200℃~240℃控制,避免因混合料溫度過高而造成瀝青老化。
混合料在運輸期間可能會出現(xiàn)離析,為此必須嚴(yán)格控制車廂及接料口高度,在裝料過程中必須前后移動接料口。裝料結(jié)束后混合料應(yīng)保持一定形狀,如果過度塌落則說明混合料級配及原材料含量方面存在問題。
在開始攤鋪前應(yīng)通過鐵刷刷洗作業(yè)面,此后通過鼓風(fēng)機將表面吹干,并將殘留粉塵徹底吹除。在作業(yè)面清理的過程中應(yīng)嚴(yán)格控制水的用量,水使用過多必然會滲入混凝土下部空隙結(jié)構(gòu)內(nèi),殘留水分無法及時蒸發(fā)的情況下必然影響施工質(zhì)量。此外,應(yīng)測放出攤鋪機行駛路線,為攤鋪施工做好準(zhǔn)備。
將攤鋪機熨平板預(yù)熱10min~15min,并確保其溫度超出65℃后開始正式運料,并待輸送器橫向送料槽內(nèi)所儲存的混合料實際高度高出輸送高度2/3后以2m/min~3m/min的速度開始攤鋪,考慮到改性瀝青黏度較大,必須在攤鋪施工過程中始終保持螺旋布料器的轉(zhuǎn)動,且其兩側(cè)混合料實際高度應(yīng)高出螺旋布料高度的2/3。在攤鋪機和運料車對接卸料的過程中,運料車必須掛空擋停置在攤鋪機前方并在攤鋪機推動下緩慢、勻速前行。對于混合料而言,當(dāng)環(huán)境溫度驟然下降后,聚合物發(fā)生固化,混合料會隨之失去和易性,碾壓難度也大大增加,為此必須采取有效措施應(yīng)對。
碾壓是公路路面抗滑表層施工的最后一道工序,直接關(guān)系到抗滑表層施工質(zhì)量。通過控制壓路機碾壓速度確保壓實度,避免因碾壓過快而無法取得應(yīng)有的壓實效果,該公路路面抗滑表層主要采用低頻高幅的碾壓方式,可避免壓碎骨料,并使路面平整度顯著提升。碾壓期間如遇材料推移,則應(yīng)等混合料溫度降低至要求限度后再繼續(xù)碾壓。為避免初壓過程中混合料黏輪,應(yīng)在壓路機鋼輪上適量噴灑水,隨著碾壓過程的推進逐漸減小灑水量,直至關(guān)閉。
施工現(xiàn)場通過壓實度和瀝青混合料孔隙率兩個指標(biāo)控制壓實施工質(zhì)量,采用真空法即瀝青混合料最大相對密度試驗檢測孔隙率,檢測結(jié)果不能超出7%,并根據(jù)芯樣毛體積相對密度指標(biāo)判斷混合料壓實度[3],具體要求如表2所示。
表2 混合料碾壓施工質(zhì)量要求
該高等級公路段路面抗滑表層施工于2020年12月結(jié)束,經(jīng)過近2個月的使用后檢測結(jié)果表明,該公路上行路段RQI指標(biāo)和IRI指標(biāo)均值分別為95.4和1.64,車轍深度均值為7.2mm;下行路段RQI指標(biāo)和IRI指標(biāo)均值分別為94.98和1.67,車轍均值為9mm,均高出規(guī)范要求。與此同時,應(yīng)用抗滑表層后的路面實際路況比竣工運營初期顯著改善,路面無任何泛油、裂縫及車轍病害,舒適性和平穩(wěn)性大大提升。此后在2021年底該公路段抗滑表層施工結(jié)束運營正好滿一年時進行二次檢測,檢測結(jié)果顯示,該公路段指標(biāo)完全符合規(guī)范要求。
本文分析結(jié)果表明,高等級公路抗滑表層施工能顯著提升公路路面抗滑性能,為車輛提供安全、舒適、可靠的運行條件;在瀝青路面表層加鋪防滑層對于地處高溫多雨地區(qū)的高等級公路而言作用十分顯著。