王楓
(中鐵十四局集團(tuán)第一工程發(fā)展有限公司 山東日照 276800)
公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性,易遭到外界條件的影響。在預(yù)防養(yǎng)護(hù)時(shí),必須遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、積極改造”的原則,加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)的技術(shù)實(shí)施和管理工作,融入壽命周期成本理念,增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,降低養(yǎng)護(hù)成本,延長使用時(shí)間。本文主要探討了瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝在公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中的應(yīng)用,包括稀漿封層技術(shù)、微表處技術(shù),從而提升公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)水平,提高公路的運(yùn)營水平和服務(wù)水平。
某段高速公路于2013年開通,經(jīng)過5年的運(yùn)營,2018年,在某些路段出現(xiàn)不同程度的浸水問題,需要技術(shù)人員采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。
在定期大面積養(yǎng)護(hù)路面前,在路面技術(shù)狀況良好的情況下,瀝青路面出現(xiàn)裂縫,產(chǎn)生輕微的輪痕,選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,采取適當(dāng)?shù)牡统杀攫B(yǎng)護(hù)措施,對松散和其他表面損傷進(jìn)行處理,提高道路的抗滑性,減緩道路損傷的速度,延長道路保養(yǎng)周期,降低全壽命周期成本。
包含道路所有組成部分。為了保證道路具有穩(wěn)定的運(yùn)營狀態(tài),延減損壞速度,在道路生命周期內(nèi)獲得最大的效益,在道路結(jié)構(gòu)損壞之前,對道路上現(xiàn)存或?qū)砜赡馨l(fā)生的危害,以及路基、路面、輔助設(shè)施采取相應(yīng)的綜合養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施,防止各種病害的發(fā)生或擴(kuò)大影響,改善道路系統(tǒng)整體功能狀態(tài),延長公路使用壽命,提高道路服務(wù)水平[1-2]。
在道路的整個(gè)生命周期內(nèi),以最小的總成本支出獲得最大化的綜合效益。
研究表明,瀝青路面的性能是不斷下降的,具體如圖1所示。在初始階段,路面的實(shí)驗(yàn)性能表現(xiàn)良好,幾乎不產(chǎn)生損耗,但隨著使用時(shí)間的增加,路面的承載能力在緩慢下降,出現(xiàn)較大的損害結(jié)果,并且在超過一定限度之后,道路的使用能力會(huì)迅速下降,病害同時(shí)也急劇增加。在實(shí)際生活中,為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生,往往會(huì)事先做出預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)措施,使路面長期保持良好的使用條件。
圖1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果示意圖
稀漿封層技術(shù)主要利用乳化瀝青作為粘合劑,再把粉料、添加劑和水按照特定的比例充分混合形成稀漿封層。稀漿封層通過形成薄層作用于路面,可以迅速處治老化龜裂的公路,因其性價(jià)比高、見效好的優(yōu)點(diǎn)而得以廣泛使用[3-4]。
(1)施工之前,保證基層和透水層瀝青的施工質(zhì)量滿足要求,清除干凈基層表面的雜物、灰塵以及散落顆粒,并徹底清理汽油或者柴油掉落而形成的油污,避免對基層和頂層的附著力產(chǎn)生影響,降低質(zhì)量。
(2)應(yīng)認(rèn)真檢查施工時(shí)需要使用到的原材料,如改性乳化瀝青、礦渣、水等,合格后方可使用。施工前,必須篩出直徑過大的石材,避免使用的石材粗細(xì)不均,否則將很難混合和鋪設(shè)泥土,影響預(yù)期的效果。
(3)施工時(shí),使用稀漿封層攤鋪機(jī)把瀝青路面攤鋪平整,使用前,需對該設(shè)備全面檢查及調(diào)試,使機(jī)器處于正常工作的狀態(tài),若原材料或混合物的配比出現(xiàn)變化時(shí),需對攤鋪機(jī)進(jìn)行重新調(diào)試和矯正數(shù)據(jù)。
(4)對稀漿封層混合料進(jìn)行封層后,若產(chǎn)生不均勻情況,需要采用人工的方式,對起終點(diǎn)處、縱橫向接縫處以及坑槽處填平。
(5)接縫處理。處理橫向接縫時(shí),稀漿封層攤鋪機(jī)從上一次車程的終點(diǎn)回倒5~10cm,再進(jìn)行下一步施工。在處理縱縫時(shí),下一條行車軌道需要跟前一條相同,縱橫向接縫漏接處進(jìn)行人工找平。
(6)稀漿封層的厚度不能太薄或太厚,太薄沒有防水效果;太厚泥漿混合物本身的強(qiáng)度不足,會(huì)產(chǎn)生油袋。因此,根據(jù)設(shè)計(jì)等級壓實(shí)后,稀漿封層厚度在6mm為宜,具體不超過10mm,但應(yīng)超過5mm。
(7)施工溫度和保養(yǎng)成型期間的溫度不得低于10oC。如果遇到下雨天或者即將下雨時(shí),嚴(yán)禁施工。在雪天或冰霜天氣,要時(shí)刻關(guān)注保養(yǎng)溫度并持續(xù)觀察路面的狀況,確保不會(huì)加大損害。
(8)注意早期保養(yǎng)。在乳化瀝青剛破乳時(shí),施工人員應(yīng)及時(shí)使用壓路機(jī)壓3 遍以上地面,以提高瀝青硬度、平整度。在路面開通前,仍需對路面全面檢查,若發(fā)現(xiàn)有損壞,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù),使公路減少發(fā)生損害的可能。
微表處也是當(dāng)前廣受歡迎的一種養(yǎng)護(hù)方法,不僅可以有效防止路面滲漏,還可以修復(fù)車輪印等常見的路面問題。一般情況下,在修復(fù)之后的1~2h內(nèi)就能繼續(xù)通車,有效提高公路的使用效率,同時(shí),也增強(qiáng)路面的平整度和抗滑性能,減少了事故的發(fā)生。微表處封層是乳化瀝青稀漿封層的演變,組成材料包括慢裂快凝高分子聚合物改性乳化瀝青、礦粉、完全破碎的集料、水及添加劑,其抗滑性能相較于普通的稀漿封層優(yōu)良,并具有修復(fù)功能,能夠處治車轍、輕度松散等病害[5-6]。
(1)施工前,應(yīng)清理原路面,避免留下雜物和灰塵,確保路面裂縫干燥整潔才能實(shí)施作業(yè)??紤]到既有路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的情況,應(yīng)采取相應(yīng)的路面處理技術(shù),若既有路面出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足,即可采用微表處技術(shù)增強(qiáng)路面強(qiáng)度。
(2)針對車轍問題,應(yīng)先清理出現(xiàn)車轍的路面,并預(yù)備處治材料和施工設(shè)備,在靠近車轍的位置,設(shè)置警戒線,做好交通管制。在整治車轍時(shí),應(yīng)確保出現(xiàn)車轍的路面處于干燥狀態(tài),無明水,且在溫度低于15oC 的情況下不得施工,以免影響材料的粘結(jié)性。不同尺寸的車轍其處治方式也會(huì)有所不同,具體為:①5mm以下的車轍,可直接采用罩面攤鋪箱進(jìn)行施工,加鋪1cm,修復(fù)車??;②針對5mm 以上、20mm 以下的車轍,應(yīng)先采用罩面攤鋪箱進(jìn)行找平,接著進(jìn)行微表處理,加鋪1cm;③20mm 以上、40mm 以下的車轍,應(yīng)采用銑刨刨平突出部位,再采用車轍攤鋪箱進(jìn)行微表鋪筑,直至完成多層修護(hù);④40mm 以上的車轍,應(yīng)先進(jìn)行挖除和填補(bǔ),接著加鋪微表處。
(3)若既有路面存在5mm 以上的裂縫,施工人員應(yīng)先實(shí)施灌縫,處理裂縫病害。
(4)如果既有路面出現(xiàn)擁包等隆起病害,也應(yīng)該進(jìn)行處理;針對瀝青結(jié)構(gòu)出現(xiàn)坑槽、松散與沉降變形等缺陷原路面,應(yīng)檢查基層的承載力,若基層承載力滿足施工要求,即可直接挖除缺陷上下面基層并填補(bǔ),接著進(jìn)行微表處理,加鋪1cm。
(5)施工前,需進(jìn)行畫線放樣。在攤鋪的過程中,必須嚴(yán)格控制和調(diào)整各個(gè)成分的比例,應(yīng)確?;旌喜牧暇哂辛己玫氖┕ば院鸵子眯?,控制攤鋪機(jī)的平均速度,使攤鋪厚度一致。對于起終點(diǎn)及縱向接縫,采取人工攤平的方式,最好在車道標(biāo)志線上設(shè)置縱縫。在攪和攤鋪混合料時(shí),漿狀應(yīng)維持均勻并無氧化。施工時(shí),控制好施工質(zhì)量,避免產(chǎn)生松散問題,采取適當(dāng)措施對攤鋪結(jié)束處進(jìn)行處理,以此保持直線端口。
(6)施工結(jié)束后,清理剩余材料和現(xiàn)場。必須對路面實(shí)施養(yǎng)護(hù),開放交通,并在自然壓實(shí)前確保稀漿封層的干燥和成型。在路面成型之前,車輛和行人不得進(jìn)出,以防破壞稀漿封層的完整性,達(dá)不到預(yù)期的效果。
(7)接縫的處理。在上個(gè)車攤鋪結(jié)束后,路面上就會(huì)有比較明顯的變化,即粗顆粒會(huì)有所增多,細(xì)顆粒會(huì)有所減少。在下一個(gè)車攤鋪開始前,施工人員需用軟體皮覆蓋在正常厚度的攤鋪面上,并調(diào)整路面整齊度,控制施工的厚度。若存在有不平整的地方,需要施工員人工鋪平,以防后期路面出現(xiàn)疙瘩。在驗(yàn)證路面的整齊度后,施工員需將軟體皮取走,并將混合料注入廢料車中。
(8)攤鋪質(zhì)量控制。在攤鋪施工之前,施工人員應(yīng)檢查和調(diào)試攤鋪設(shè)備,濕潤攤鋪面,再將轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場的施工材料裝入攤鋪機(jī)內(nèi)。根據(jù)試驗(yàn)室確定的配比方案制備混合料,根據(jù)目標(biāo)配比方案規(guī)范添加原料,依次加入礦料、填料及添加劑等各類施工材料,確保各類施工材料被充分拌合,同時(shí),驗(yàn)收攤鋪混合料的質(zhì)量,確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)后再將混合料灌注到攤鋪槽中。實(shí)施攤鋪時(shí),應(yīng)先啟動(dòng)攤鋪機(jī),從事先設(shè)置好的攤鋪起點(diǎn)開始,沿著控制線勻速前進(jìn)。另外,為了提升攤鋪質(zhì)量,應(yīng)使攤鋪槽與原路面緊密貼合。針對混合料攤鋪后產(chǎn)生的局部缺陷,可以選擇橡膠耙處理橫縱面上產(chǎn)生的刮痕和凸起,預(yù)防缺陷擴(kuò)大化和嚴(yán)重化。在開展攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的過程中,操作人員應(yīng)密切關(guān)注攤鋪料的情況,若改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的含量和礦物含水量出現(xiàn)變化,操作人員應(yīng)立刻調(diào)整攤鋪參數(shù)和混合料配比方案,以滿足施工實(shí)際情況,避免影響攤鋪質(zhì)量。最后,結(jié)束攤鋪并完成封層后,應(yīng)做好養(yǎng)護(hù)工作,保證足夠的養(yǎng)生時(shí)間,并在攤鋪路面的附近拉設(shè)醒目標(biāo)志,禁止車輛和行人路過該處,直至養(yǎng)護(hù)成型,達(dá)到行車的要求。
瀝青路面在使用多年以后,路面會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,此時(shí),路面的滲水性會(huì)變大,路面的水跡便會(huì)順著路面的裂縫進(jìn)入混凝土中,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松弛,加劇路面的破損程度。此時(shí),若技術(shù)人員未及時(shí)采取相應(yīng)措施處理路面裂縫問題,就會(huì)導(dǎo)致路面拓展成龜裂、網(wǎng)裂甚至坑洼的病害。當(dāng)路面出現(xiàn)裂縫時(shí),最有效的解決方法是采用霧封層技術(shù)來修復(fù)。霧封層技術(shù)主要是通過噴灑具有高滲透性的乳化瀝青作用于路面,從而達(dá)到修復(fù)路面裂縫的目的,避免了后續(xù)的許多問題。目前,瀝青公路的損壞問題大多是水滲進(jìn)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)而引起的,因此,實(shí)現(xiàn)路面的防水和排水功能非常重要,而路面霧封層技術(shù)是最經(jīng)濟(jì)且最有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。
(1)當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)密實(shí)裂縫時(shí),可以用G21 或G22 乳液將乳液噴在裂縫縫隙中,提高路面的防水性能。
(2)霧封層采用瀝青灑布車,并一次性施工,在瀝青路面表面產(chǎn)生一層超薄的噴灑層。涂料層應(yīng)與下層密切、均勻接觸,并具有良好的耐磨性。
在施工前24h 內(nèi),應(yīng)按要求將稀釋的乳化瀝青放入瀝青灑布車的儲(chǔ)罐中,保持灑布車的速度均勻,啟動(dòng)開關(guān),噴灑乳化瀝青。為了調(diào)整噴灑量,一般霧封層的噴灑量為0.23~0.45L/m2。
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作是公路的養(yǎng)護(hù)中最首要的工作。為了使公路的全周期使用壽命有效延長,實(shí)現(xiàn)公路功能的最大化使用,研究人員需要不斷提高預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的效益,盡可能避免病害的產(chǎn)生或在病害產(chǎn)生初期將其解決。一般情況下,若瀝青路面出現(xiàn)輕微的損害時(shí),應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)有效的措施處理這些損害,就能避免出現(xiàn)更大的隱患。此外,施工人員還應(yīng)提高對預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)的意識,增強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)的操作能力,進(jìn)而強(qiáng)化預(yù)防性養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)工作。
不同的季節(jié)采取不同的養(yǎng)護(hù)措施,比如,夏季注意避免路面暴曬,秋季注意及時(shí)做好路面的排水工作,冬季應(yīng)注意路面結(jié)冰問題。在夏季對公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí),需注意路面潮濕及灑水蒸發(fā)的問題,通常灑水養(yǎng)護(hù)的最佳工作時(shí)間是在下午2點(diǎn)左右,并且有效控制灑水量,避免造成不必要的浪費(fèi)。在秋季做公路養(yǎng)護(hù)工作時(shí),應(yīng)及時(shí)做好排水工作,避免因排水不暢造成路面積水嚴(yán)重,對路面產(chǎn)生不良影響。而在冬季養(yǎng)護(hù)時(shí),需對公路的水痕部位采取相應(yīng)措施,在雨雪天氣發(fā)生時(shí),應(yīng)實(shí)施必要的除雪清水工作,以正常發(fā)揮瀝青公路的使用功能。
傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段道路養(yǎng)護(hù)的要求,而預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)因自身出色的特點(diǎn),不僅使用成本低廉,還可延長公路全周期的使用壽命,在現(xiàn)階段的公路養(yǎng)護(hù)中具有突出的貢獻(xiàn)。因此,在養(yǎng)護(hù)公路的項(xiàng)目中,應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。本文以具體工程為例,探求瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目標(biāo)及效果,研究預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在養(yǎng)護(hù)公路的具體用途和養(yǎng)護(hù)措施,為有關(guān)人員提供一定的參考。