王文剛 楊曉東
(信陽豫南公路工程有限公司,河南信陽 465400)
高速公路瀝青路面溫拌薄層罩面技術研究
王文剛楊曉東
(信陽豫南公路工程有限公司,河南信陽 465400)
隨著公路瀝青路面不斷建成與投入使用,在自然因素與人為因素的長期影響下,瀝青路面出現大量早期病害。為減少各類病害的出現,對瀝青路面結構功能進行最大限度的恢復,必須選用經濟、高效及合理的養護方式對道路使用壽命進行延長,才緩解瀝青路面病害問題。本文主要對高速公路瀝青路面溫拌薄層罩面技術的概況、施工材料選擇及施工工藝進行了分析與探究。
高速公路 瀝青路面 溫拌薄層罩面 技術應用 概況 材料選擇 施工工藝
隨著國民經濟發展速度的不斷提升,我國公路事業也得到了高速的發展。我國公路總里程截止2008年底已經達到了368萬公里,其中6.03萬公里為高速公路總里程。現階段我國正在不斷加快我國高速公路網主骨架的建設,預計2020年,國家高速公路網基本建成,確保全國高速公路通車總里程為10萬公里左右。高速公路建設的快速發展,不僅轉變我國交通運輸結構,更提升了道路運輸能力,同時推動了沿線經濟發展,為國民經濟可持續發展提供了可靠的保障。瀝青混凝土路面作為我國現有公路路面的重要類型,其具有優點主要包括:平整、無接縫、行車舒適等,基于此,在我國道路交通建設中得到了廣泛地應用與推廣。但因環境因素、氣候情況及交通量等因素的制約,目前我國大部分高速公路瀝青路面出現了早期病害,這種現象的大量出現,對道路使用性能及年限造成了極大的影響,更增加了公路養護管理的難度。作為一種傳統預防性養護方式,薄層罩面技術是將一層厚度低于2.5厘米的熱瀝青混合料加鋪到原有路面上,這種技術的應用可以有效抑制路面惡化,并能對路面平整度及抗滑阻力進行有效改善(表1)。
薄層罩面技術也可以叫做超薄瀝青混凝土磨耗層技術,主要用于高等級瀝青或水泥路面的預防性養護和輕微病害的矯正性養護。作為一種傳統預防性養護方式,薄層罩面技術可以將一個嶄新的表面提供給瀝青路面,大幅度提升原有瀝青路面的平整度、舒適度及安全性,并對行車振動、行車路面破壞程度進行有效降低,同時還可以恢復表面粗糙度。但與其他預防性養護技術相比,薄層罩面技術具有較差的經濟性。因此,必須通過合理的混合料配置、溫度控制等,才能解決其現存問題。如薄層面、易冷卻及無法應用振動壓路機等。本文通過瀝青降粘劑摻加的方式進行溫拌瀝青混合料的制造,可以對傳統薄瀝青罩面層因薄層罩面瀝青混合料易冷卻及不利于壓實等問題進行了有效處理,進而有效提升瀝青罩面結構的功能性,及對道路路面平整度及抗滑能力進行有效改善。

表1 Sasowma溫拌瀝青改性劑相關技術指標

表2 涂料厚度及其他材料用量表
2.1Sasowma溫拌瀝青改性劑
作為一種新型溫拌瀝青混合料改性劑,Sasowma溫拌瀝青改性劑是德國Sasol-Wax公司研制。這種溫拌瀝青改性劑在溫拌瀝青混合料中的應用,可以對施工溫度進行有效降低,并能對施工和易性進行改善。從表1Sasowma溫拌瀝青改性劑相關技術指標可以看出,這種溫拌瀝青改性劑具有以下幾個特點:(1)混合料拌和、運輸及攤鋪溫度大幅度降低,進行能源消耗的大量節約;(2)Sasowma溫拌瀝青改性劑不需要特殊設備,拌和簡便及不會出現離析現象;(3)Sasowma溫拌瀝青改性劑壓實性能良好,并具備較高的抗水損壞及抗老化能力;(4)施工過程中Sasowma溫拌瀝青改性劑可以對煙霧、氣體出現情況進行有效減少,降低散發有害物質的速度,如二氧化碳等,實現環境保護的目的。(表1)
2.2瀝青
根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTJ052-2000)》等相關技術規范,并結合施工現場的地質情況、瀝青混合料的類型、道路等級等因素,進行瀝青材料的選擇,如SBS改性瀝青等。
2.3集料
作為瀝青混合料的重要組成部分,必須先確保集料質量,再對礦料級配進行充分考慮。因此在礦料選擇中應選用碎石、破碎礫石等作為粗集料,應確保其具有潔凈性與干燥性,并能與瀝青具有不錯的粘附性。選用天然砂、機制砂等作為瀝青混合料拌制的細集料。
3.1工程案例
某高速公路工程路線總長度為178.8公里,立交橋共有7座,隧道共2座,設計時速為每小時60到100公里。公路設計為雙向四車道,路基寬度各個路段都存有一定的區別,如山嶺路段為21.5m,重丘路段為23m,微丘路段為24.5m。不良地質為全線路長的17%,本工程選用1000米做SMA薄層罩面試驗路面。本路段為急彎長下坡路段,該試驗選用纖維增強應力吸收層(厚度為1毫米)與SMA-10薄層罩面(厚度為2.5厘米)進行施工。
3.2施工工藝
3.2.1纖維增強應力吸收層施工
第一,基面處理。灑布改性瀝青,必須先對舊瀝青路面表面進行處理,一般選用鋼絲打磨機進行,并清理干凈基面上的雜物與浮塵,通常選用真空吸塵機。第二,在進行纖維增強應力吸收層鋪設時,氣溫必須在5攝氏度以上,基面層溫度必須在0攝氏度以上。當下雨或風力在五級以上時,纖維增強吸收層施工不能進行,如下雨出現在施工過程中,必須完善施工防護作業。第三,在進行纖維增強應力吸收層作業時,應處理好節點、轉角與排水口等各個位置,隨后進行大面積施工。第四,杜絕在雨雪天進行改性乳化瀝青施工,如風級大于5級時,也不能進行作業。選用聚合物改性瀝青水乳型防水涂料進行道橋施工,應確保施工溫度在5攝氏度到35攝氏度之間。第五,不能選用已固化與結塊的涂料進行聚合物改性乳化+瀝青涂層或水乳型防第六,應多遍涂布聚合物改性乳化瀝青涂層及水乳型防水涂料。有效控制固化時間,如確保第一層涂料干燥成膜后,才能進行下一層涂料涂抹。應保證涂層涂抹的均勻性,及表面的平整性。
水涂料配料。遵循表2相關要求,進行纖維增強應力吸收層厚度、改性乳化瀝青用量等方面的確定。
3.2.2SMA-10薄層罩面施工
第一,材料準備。施工前期應做好材料準備工作,如檢驗瀝青、砂、礦粉、石屑及石料等相關施工原材料的質量。在材料選擇中應注意質量與經濟問題,一般公路工程施工原料都會選用大型瀝青廠商的材料。第二,交通量大的路段,瀝青應加熱至到140到170攝氏度、SMA改性瀝青的溫度應控制在180到185攝氏度之間,通過管道將瀝青泵向瀝青拌和機進行輸送,計量時應通過計算機自動控制系統進行,隨后投入拌和倉并進行碎石混合作業,確保碎石溫度符合施工要求。第三,普通瀝青混合料的攤鋪施工都必須具有連續性,當遇到下雨天或路面存有積水及路面基層較為濕潤、氣溫在10攝氏度以下時,則應暫停施工。攤鋪路面時應將交通封閉,養護施工結束后,才能將交通開放。第四,初壓時鋼輪壓路機碾壓遍數為2遍,復壓時鋼輪壓路機碾壓遍數為3遍,終壓則選用鋼輪壓路機進行一遍碾壓。碾壓施工中,確保攤鋪機與壓路機之間的距離符合施工要求,速度以慢速、均勻為主。第五,施工時,應進行垂直施工縫的切割,應防止上、下層施工縫出現重疊現象,兩者之間的距離控制在10到20米之間。并將粘層油噴射到施工縫位置,其粘層材料選用的標號必須和混合料一致(表2)。
綜上所述,在高速公路施工中,瀝青混凝土路面施工占有重要地位。基于此,施工企業必須重視其施工質量,在瀝青路面溫拌薄層罩面施工中,必須按照相關施工要求,對施工中出現的各種情況進行充分了解及分析,提高施工技術水平,規范施工作業流程。只有這樣才能確保公路工程的整體質量,才能提高高速公路施工的安全性及延長工程的使用年限。
[1]張書華.高速公路瀝青混凝土薄層罩面施工成套技術及地方標準研究[D].南京理工大學,2013.
[2]孫金鑫.G30連霍線西安至臨潼高速公路瀝青路面與橋梁檢測評價及其成套養護施工技術研究[D].長安大學,2012.
[3]金康康.高速公路瀝青路面溫拌薄層罩面技術研究[D].重慶交通大學,2009.
[4]孫祖望.瀝青路面養護維修技術的發展與新材料、新工藝、新技術的應用(一)[J].建設機械技術與管理,2004(08).
[5]許德錄.高速公路瀝青路面薄層罩面養護技術與施工方法[J].交通世界(建養.機械),2008(07).
[6]胡志濤,牛曉霞.Novachip~超薄磨耗層在高速公路瀝青路面預防性養護工程中的應用[J].廣東公路交通,2009(03).
王文剛(1973—),男,河南信陽人,研究方向:道路與橋梁;楊曉東(1975—),男,河南信陽人,研究方向:道路與橋梁。