喬 鵬

(山西路橋工程有限公司五分公司,山西 太原 030000)

隨著現(xiàn)代化社會(huì)的飛速發(fā)展,道路的面層材料逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青混凝土材料。瀝青路面以瀝青作為粘結(jié)劑,在一定溫度下經(jīng)攤鋪和壓實(shí),形成路用的瀝青混凝土路面,因此瀝青路面在國內(nèi)外道路施工中應(yīng)用較為廣泛[1]。運(yùn)用瀝青的粘結(jié)和防水作用,轉(zhuǎn)變基層的使用特性,改善面層的瀝青對(duì)基層的粘結(jié)程度,使得基層表面密封,路床不會(huì)發(fā)生積泥和積水的現(xiàn)象。同時(shí),透層油提高了基層表面的穩(wěn)水能力,極大程度防止基層吸收面層中的瀝青。這樣在增加透層油與穩(wěn)水層的黏結(jié)效果的同時(shí),還能提升透層油的使用效率。在道路施工的過程中,透層油灑布可以提升道路的施工質(zhì)量,選用合理的灑布方法,運(yùn)用先進(jìn)施工計(jì)劃,結(jié)合施工特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。但是由于傳統(tǒng)技術(shù)方法在施工過程中的瀝青滲透性差,防水作用低,使得密封性降低。通過對(duì)瀝青混凝土路面面層進(jìn)行取樣發(fā)現(xiàn),瀝青面層芯樣存在底面不平整,基層頂部結(jié)構(gòu)不完整等情況,使得結(jié)果無法達(dá)到預(yù)期?，F(xiàn)階段,以永和沿黃旅游公路路面為研究對(duì)象,運(yùn)用透層油施工技術(shù),結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行研究與分析。

1 工程概況

道路工程起點(diǎn)位于永和縣打石腰鄉(xiāng)蔚家洼,與縣道X590(段家河—河澮里)銜接,終點(diǎn)位于永和縣打石腰鄉(xiāng)靳家山。該段道路長6.26 km。路線起點(diǎn)與K2+000處相接,終點(diǎn)位于白家山觀景臺(tái),該段道路長1.76 km,本項(xiàng)目路線總長度8.02 km。本標(biāo)段內(nèi)的路基挖土方為816 305.9 m3,路基填方為379 719 m3。同時(shí),防護(hù)工程為7 671.8 m3,排水長度為12 516 m,瀝青混凝土路面50 110 m2。鋼筋混凝土圓管涵17道,暗蓋板涵3道,大橋1座,中橋2座,被交路12處。公路項(xiàng)目所處位置地形復(fù)雜,沿線山高溝深,路線蜿蜒盤旋,施工組織較為困難。3座大橋及20道涵洞均為跨越?jīng)_溝而設(shè),施工難度大。支線工程地形復(fù)雜、溝壑縱深,彎道多,平曲線半徑小,周邊水資源嚴(yán)重短缺。

2 公路路面透層油施工

2.1 透層材料

透層材料一般為透層油,根據(jù)不同基層種類進(jìn)行選擇。公路項(xiàng)目施工中,透層油選用灑布乳化瀝青,其中瀝青含量為45%～60%。乳化瀝青的配置過程中,基質(zhì)層的瀝青針入度一般為70左右[2]?；|(zhì)瀝青的配制過程中,選用量產(chǎn)AS-120道路石油瀝青,其針入度設(shè)定在80～100之間。瀝青與水的比例為1∶1和3∶2。選用的瀝青為中裂型,篩上剩余量在0.06%～0.08%之間,蒸發(fā)殘留物含量在30%～40%之間。進(jìn)行試灑時(shí),根據(jù)乳液的濃稠情況,計(jì)劃對(duì)應(yīng)的用量和滲透情況。在噴灑前,用施工專用的清掃工具將基層表面的物品和污漬打掃干凈,清掃難度大的區(qū)域用鐵鍬進(jìn)行清理,并洗刷干凈。對(duì)道路碎石和人工建筑應(yīng)及時(shí)對(duì)進(jìn)行遮蓋,防止在噴灑的過程中受到污染。在噴灑乳化瀝青過程中,觀察基層表面的保濕情況。如果保濕效果差則需要進(jìn)行灑水處理,這樣使基層表面的孔洞能夠不斷開張,減少孔洞堵塞。如果天氣不好,基層表面保濕狀態(tài)強(qiáng),則不同進(jìn)行保濕處理。當(dāng)氣溫低于15 ℃,天氣不好時(shí),不能進(jìn)行施工噴灑。根據(jù)以上方式開始噴灑瀝青。用瀝青灑布車均勻噴灑,并按照一定數(shù)量進(jìn)行噴灑。在車開始運(yùn)行和停止運(yùn)行時(shí)要有對(duì)應(yīng)準(zhǔn)備,減少噴灑量超過的問題。水平和垂直搭接部分噴灑時(shí),需要保證噴灑的量。對(duì)于小部分噴量過多的情況需進(jìn)行消除處理,在寬度不同,或沒有噴到的區(qū)域需要人工噴灑。噴灑后觀察灑布內(nèi)的情況,如果灑布表面的顏色均衡,被一層厚度為0.2 mm的瀝青薄膜覆蓋,用工具將薄膜進(jìn)行割接,沒有實(shí)現(xiàn)揭起時(shí)作為表示乳液濃度為正常[3]。如果沒有揭起,但是基層的膜層厚度大于0.6 mm時(shí),表示用量冗余。如果能夠?qū)崿F(xiàn)揭起,則表示乳液的濃稠度過大,沒有滲入進(jìn)基層內(nèi)部。

2.2 施工準(zhǔn)備

路面面層為5 cm中粒式瀝青混凝土,面層的工程量為40 812.5 m2,路面寬度為7.5 m。透層油采用瀝青灑布車灌裝運(yùn)輸,裝灌前需仔細(xì)檢查瀝青灑布車的預(yù)熱系統(tǒng)及噴灑設(shè)備是否正常。煤油的配比要符合標(biāo)準(zhǔn)。采用M3000型設(shè)備進(jìn)行瀝青攪拌,運(yùn)用ABG423攤鋪機(jī)進(jìn)行工作。在施工之前,仔細(xì)嚴(yán)格挑選施工過程中所需的材料并進(jìn)行再次檢測,不同的施工材料應(yīng)按照不同的區(qū)域進(jìn)行存放,使用的礦料為灰?guī)r制作的,需保證材料的干爽特性。同時(shí),要對(duì)材料放置的區(qū)域做硬化檢查,保證區(qū)域內(nèi)的排水工作有序進(jìn)行。同時(shí)檢查灑布,對(duì)灑布車噴嘴與灑油管進(jìn)行加熱,使得管口沒有堵住的情況,按照預(yù)定的角度調(diào)整噴嘴的噴射角度與高度,使得各個(gè)噴嘴出來的噴霧在下角出發(fā)生重疊現(xiàn)象。在灑布機(jī)的起始和停止處,安置橡膠桶,并用它在承接噴嘴處掉落的透層油,以減少出油量大而導(dǎo)致瀝青面層施工出現(xiàn)問題[4]。對(duì)各種原材料質(zhì)量進(jìn)行檢測,按照設(shè)定的工程需要進(jìn)行配比。在道路工程開始之前,設(shè)定施工準(zhǔn)備期為30 d,安裝好試驗(yàn)儀器和設(shè)備。在不同的準(zhǔn)備期內(nèi),需要各個(gè)部門針對(duì)工程中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)計(jì)劃,檢查設(shè)備的運(yùn)行情況,在工作人員的配合下,對(duì)施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況在測試區(qū)進(jìn)行預(yù)工作,按照現(xiàn)場情況擬定合理施工計(jì)劃,對(duì)選擇應(yīng)用的材料配比、運(yùn)行設(shè)備設(shè)置、人工數(shù)量、工藝設(shè)計(jì)、規(guī)范要求、效果檢測等要進(jìn)行統(tǒng)一管理后再進(jìn)行道路項(xiàng)目施工。為防止瀝青在行駛過程中產(chǎn)生粘結(jié),在車底板涂上潤滑試劑。因?yàn)椴牧系恼承圆煌?運(yùn)輸車輛涂刷的潤滑試劑的量也不同。從攪拌設(shè)備向運(yùn)輸車中進(jìn)行材料運(yùn)輸時(shí),移動(dòng)行駛線路,來防止混合材料無法混合的狀況。灑布寬度大會(huì)導(dǎo)致起始和停止噴灑過程中,噴灑得不均勻。灑布寬度小會(huì)使得重疊次數(shù)過多,影響工作進(jìn)程。通常灑布寬度設(shè)置在5～5.5 m。在噴灑途中不要隨意轉(zhuǎn)換行駛方向。噴灑距離要延長一些。為使得灑布保持穩(wěn)定狀態(tài),在基層上標(biāo)注好對(duì)應(yīng)標(biāo)記。在噴灑乳化瀝青時(shí)應(yīng)對(duì)附近物品進(jìn)行遮蓋。受到天氣環(huán)境影響的情況下施工時(shí),需要在表面上噴灑一定水分,保持表面有適當(dāng)水分,減少靜電。

2.3 透層施工

灑布時(shí),為防止油車沒開始啟動(dòng)時(shí)就開始放油,導(dǎo)致局部汪油形成小部分漏灑可運(yùn)用人工找補(bǔ)。噴灑時(shí),可運(yùn)用全幅噴灑方法,計(jì)算其來回所用的時(shí)間,計(jì)算好噴灑時(shí)的范圍,不同噴灑過程中要注意連接性。觀察天氣環(huán)境,正常情況下,經(jīng)過半個(gè)小時(shí)乳化瀝青完成破乳,等到顏色變?yōu)楹谏珪r(shí)開始灑布石屑。灑布過程中,盡量保持不破壞瀝青膜。為增加石屑與膜之間的結(jié)合特性,在石屑撒布完成后,使用壓路機(jī)進(jìn)行操作。碾壓速度控制在6 km/h。第一次壓實(shí)工作在攤鋪之后進(jìn)行,用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,次數(shù)為3次。壓實(shí)過程中溫度要保持在120～130 ℃之間。碾壓過程中,將工具對(duì)應(yīng)攤鋪設(shè)備,碾壓的路線和方向要規(guī)范,壓實(shí)后檢查路面整齊度。根據(jù)其光滑程度適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。第二次工作,運(yùn)用壓路機(jī)對(duì)公路路面進(jìn)行碾壓,進(jìn)行5次,再用其他壓路機(jī)碾壓,使得壓實(shí)度符合對(duì)應(yīng)要求。最后一次壓實(shí)運(yùn)用設(shè)備進(jìn)行壓實(shí),直到消除表面凸起。壓實(shí)過程中要定期對(duì)表面進(jìn)行監(jiān)測,以防油膜形成。壓實(shí)設(shè)備在開始受料前,需要在其表面添加少量潤滑試劑,開始添加材料時(shí)壓實(shí)設(shè)備開始進(jìn)行添加,等新材料高度為標(biāo)準(zhǔn)線相同時(shí)才可以進(jìn)行壓實(shí)處理。等到方木從熨平板中拿出,運(yùn)用人工方法進(jìn)行壓實(shí)。接縫處的新材料溫度小于實(shí)際溫度時(shí),對(duì)其進(jìn)行加熱,使得新材料的溫度達(dá)到實(shí)際溫度后,再進(jìn)行相應(yīng)處理。如果達(dá)不到對(duì)應(yīng)溫度標(biāo)準(zhǔn),則需切割材料再次鋪筑,直到碾壓到?jīng)]有縫隙[5]。在完成壓實(shí)后,要設(shè)置檢查小組對(duì)工程進(jìn)行施工質(zhì)量檢查和修補(bǔ)施工漏洞。壓實(shí)后,及時(shí)檢查道路的壓實(shí)程度,并在指定的環(huán)境中完成補(bǔ)壓操作,在壓路機(jī)工作后,如果存在沒有壓實(shí)的區(qū)域,要進(jìn)行人工壓實(shí)或者運(yùn)用小型設(shè)備對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)處理。完成壓實(shí)后的公路路面,不能當(dāng)時(shí)就對(duì)表面進(jìn)行操作,施工壓實(shí)程度可以運(yùn)用灌注石子法進(jìn)行測試。

2.4 接縫處理與養(yǎng)護(hù)

運(yùn)用接縫處理專用設(shè)備,將原有層面加熱到混凝土融化松散,并放入凝結(jié)劑和少量瀝青,攪拌后形成新的材料,經(jīng)過碾壓成性能較好的路面。對(duì)裂縫不斷進(jìn)行修補(bǔ),運(yùn)用設(shè)備在裂縫處3～8 cm的區(qū)域內(nèi),進(jìn)行限時(shí)加熱,在觀察到1 m的裂縫處混凝土變軟后,用油壺倒入適量熱瀝青,摻入少量石子并進(jìn)行攪拌,使裂縫處形成有特殊性能的新材料。新材料運(yùn)用鋼輪壓路機(jī)通過靜壓的方式完成操作。工作要保持相對(duì)穩(wěn)定進(jìn)行,壓路機(jī)在完成接縫緊密后停止運(yùn)行。接縫的不同層間的間隔要維持在18 cm 左右。接縫的角度與鋪筑角度之間為90°,盡量保持豎直角度防止傾斜。在不同層次中,鋪筑的距離應(yīng)留出2 m間隔。同時(shí),保證在碾壓過程中兩側(cè)有固定的距離。在接下來的碾壓開始前,應(yīng)從尾部開始涂刷適材料。同時(shí),根據(jù)對(duì)應(yīng)條件調(diào)節(jié)整平板的高度,在進(jìn)行碾壓過程中,形成一定的預(yù)留空間。在養(yǎng)護(hù)過程中,新的瀝青材料在攤鋪碾壓后要進(jìn)行冷卻。等到瀝青路面表面溫度低于45 ℃時(shí),才算完成施工。施工后應(yīng)做到不斷進(jìn)行道路狀況觀察,對(duì)產(chǎn)生破壞的區(qū)域要按時(shí)重新噴灑,使得基層保持在良好的狀態(tài)下。對(duì)面層的養(yǎng)護(hù)工作則是在指定范圍內(nèi),按照劃定的范圍安排相應(yīng)的工作人員進(jìn)行監(jiān)督與巡視,保護(hù)路面整潔不受到破壞。

3 測試與分析

3.1 瀝青滲透深度測試

透層材料為煤油稀釋瀝青或乳化瀝青,在基層表面稍干后澆灑。為測試透層瀝青的滲透深度,研究基層與透層之間的連接性能。設(shè)置五組實(shí)驗(yàn),每個(gè)小組所選取的芯樣相同的樣本編成一組,同時(shí)對(duì)樣本的滲透深度進(jìn)行測量。設(shè)定樣本的瀝青滲透深度的標(biāo)準(zhǔn)線為6 mm,如果測定的滲透深度低于標(biāo)準(zhǔn)線,則會(huì)產(chǎn)生病害。在檢測透層瀝青滲透深度的過程中,通過對(duì)待試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行樣本選取,得到對(duì)應(yīng)的滲透深度結(jié)果,具體如表1所示。

表1 滲透程度測量結(jié)果

由結(jié)果可知,當(dāng)不同路段鉆取芯樣的滲透深度均在標(biāo)準(zhǔn)線以上,小組1的滲透深度達(dá)到了8 mm。說明透層瀝青在基層與透層之間的具有黏結(jié)力,當(dāng)層間抗剪力相同時(shí),能夠按時(shí)由透層向基層提供合理化驅(qū)動(dòng),以避免天氣原因產(chǎn)生的基層破壞問題。瀝青具有良好的滲透深度,滲透效果顯著。同時(shí),針對(duì)于高滲乳化瀝青防水性能,同樣進(jìn)行對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的測試。設(shè)定五個(gè)實(shí)驗(yàn)小組,每個(gè)試驗(yàn)小組中的樁號(hào)是不同的。測定在透層油施工之前的防水指數(shù)的46.3 ml/min。進(jìn)行透層油施工,根據(jù)施工后的結(jié)果,得到新的防水指數(shù)值,并整合值計(jì)算施工后的防水指數(shù)均值,從而判斷旅游公路路面的防水能力。其中,防水指數(shù)的具體數(shù)值如表2所示。

表2 防水指數(shù)檢測

由測試結(jié)果可知,計(jì)算施工后的防水指數(shù)均值為24.8 ml/min,相比于施工之前的防水指數(shù)均值下降了21.5 ml/min。透層油的滲水下降程度大,說明道路的防水性具有了明顯的提高。瀝青層的黏結(jié)性能防水性能較高,基本達(dá)到道路施工的規(guī)定要求。

3.2 抗剪強(qiáng)度測試

在透層中施工瀝青灑布到基層時(shí),表面不會(huì)產(chǎn)生油膜。灑布的透層瀝青在短時(shí)間內(nèi)干燥,滲透進(jìn)基層的瀝青干燥后形成大量的殘留瀝青,這些殘留瀝青可以增加道路使用次數(shù),具有恒久性可以延長道路使用時(shí)間。所以,為驗(yàn)證透層瀝青的施工質(zhì)量,通過層間抗剪強(qiáng)度來判斷層間黏結(jié)性能。選取五個(gè)試件,編號(hào)為1-1～1-5。對(duì)不同試件的剪切力進(jìn)行測試,設(shè)定運(yùn)用直接剪切方法時(shí),試件的抗剪強(qiáng)度均值為0.52 MPa。運(yùn)用垂直荷載剪切后得到對(duì)應(yīng)的剪切強(qiáng)度結(jié)果如表3所示。

表3 抗剪強(qiáng)度結(jié)果

由測試結(jié)果可知,運(yùn)用垂直荷載剪切后的抗剪強(qiáng)度均值為0.374 MPa。與直接剪切數(shù)據(jù)相對(duì),施工技術(shù)應(yīng)用后的道路工程材料剪應(yīng)力較小,剪切強(qiáng)度輕,說明透層的瀝青施工質(zhì)量良好,施工后的道路符合施工要求,具有良好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)束語

通過對(duì)永和沿黃旅游公路路面透層油技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新,提高了工程的施工強(qiáng)度,提升了施工速度,實(shí)現(xiàn)了公路路面的安全施工。但該設(shè)計(jì)還存在不足之處,如工期的不合理分配問題,成本相對(duì)較大的問題等。今后在研究中,在保證工程技術(shù)應(yīng)用的過程中能夠提升實(shí)用性,同時(shí)還要對(duì)防水防滲材料質(zhì)量提出更高要求,對(duì)瀝青材料的選擇要按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)優(yōu)化工程施工工藝,減少施工誤差,實(shí)現(xiàn)更全面的、更有效的公路路面透層油施工技術(shù)研究。