方建強
(信陽市平橋區公路管理局,河南 信陽 464000)
預防性養護是延長路面使用壽命最有效的措施。當路面開始出現早期病害時,由于路面行車質量良好,是進行路面預防性養護的最佳時機。我國絕大多數高速路面早期病害出現時,路面綜合質量指數在良及以上,路面狀況指數PCI為80~95,對正常行車影響不大,此時應開展路面預防性養護,對路面病害采取針對性處治措施,使早期病害擴展速度得到延緩,避免路面使用性能繼續惡化。瀝青路面精表處技術可在常溫下施工,對交通影響小,操作便捷,質量易于控制,且施工成本低,具有良好的應用效果,因此,開展瀝青路面精表處施工技術要點具有重要意義和價值。
精表處是通過精表處專用車將不同類型的高性能膠結料和集料分單次或多次鋪撒到原路面,通過碾壓快速形成抗滑薄層的施工技術。該技術的核心在于最底層材料選用的是一種多組分反應型環氧瀝青膠結料,對路面有較好的滲透及黏結性,解決了傳統熱瀝青、乳化瀝青固有的黏結力不足的問題。精表處技術在我國公路養護中已成功應用多年,是公路養護最為有效及潛力巨大的預養護技術之一。精表處在公路預防養護應用中相對于霧封層、微表處等技術有明顯優勢。其優點如下:第一,以多層復合工藝,并通過膠輪壓實使集料嵌擠更密實,比微表處結構更穩固;與原路面接觸的最底層選擇了多組分反應型環氧瀝青膠結料,該材料配方中引入具有強大黏結力的環氧樹脂,通過化學鍵加強了新鋪薄層與原路面的黏結強度,極大緩解了新鋪層脫皮的問題。第二,改善路面構造深度,提高行車安全性。增加了路面構造深度,且提高了路面排水性能,同時降低了車輛高速行駛的安全風險。通過膠輪碾壓使路面集料分布更均勻,能改善和優化路面構造,降低行車噪音6~10分貝,提升行車舒適性。
某公路工程全長14.3km,為雙向4車道,經勘查可見,本路段整體狀況良好,未見明顯結構型病害,但部分路段存有輕微早期病害,如微裂縫、滲水、松散等,針對微裂縫目前已完成灌縫預處理施工。為解決其他病害,決定采用精表處進行處理。在大面積施工前,為保證施工各項參數準確,決定采取其中具有代表性的1000m作為試驗段進行施工。
1)施工準備。施工前,需做好各項準備工作,精表處施工對天氣氣候條件有一定要求,一般需在10℃以上施工,而路面溫度則需超過15℃,且施工階段無雨雪。在材料進場前,要保證材料具體出廠合格證等,保證施工質量,并按照材料規格、類型分類堆放。并做好道路標線設置與保護,避免施工過程中,有液體養護劑飛濺,對標線造成損害。此外,在施工期間,應做好交通管制工作,避免車輛、行人進入施工現場,產生安全隱患。
2)施工流程。第一,按照配合比設計依次將原材料放入拌合設備內,并做均勻攪拌,隨后向專用灑布車內灌入,此時可續在噴砂裝置內裝入金剛砂材料;第二,在灑布施工前,需先將專用灑布車儲存罐攪拌器打開進行30min均勻攪拌;第三,在灑布量確定后,需結合施工現場具體情況,先做試噴施工,在此階段應保證專用灑布車管道無堵塞現象,根據施工具體情況,合理調整噴砂量,確定在每平方米1kg左右,要求在專用車后緊跟噴砂設備,保證能夠同時施工;第四,待完成試噴,且質量檢驗合格的情況下,即可進行大面積正式施工,若出現問題,需及時停機進行處理,保證施工質量。第五,結束上述施工之后,可進行養護施工。一般養護后路面溫度達到常溫、空氣濕度滿足規范要求時,即可開放交通。
1)現場試驗對比評價分析。按照相關規范要求,在與精表處預養護技術功能特點相結合的基礎上,決定試驗對比評價指標定為路面滲水系數、抗滑性能與材料滲透深度。根據相關設計規定,要求普通瀝青路面滲水系數需控制在120ml/min以內,瀝青路面滲水系數需控制在80ml/min以內。同時,利用擺式摩擦系數測定儀對抗滑性能進行測量,評價指標為摩擦系數抗滑擺值Fb,按照規定,擺值Fb≥42BPN。通過鉆芯取樣法對養護劑滲透深度進行準確測定。(1)滲水試驗。按照《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF801-2012)要求,瀝青路面滲水系數測試點間距為200m,本工程試驗段長度為1000m,為降低數據變異,此次測試間距可降為150m,測試時間為養護完成到通車前,要求將所有測點定在輪跡帶部位,通過兩次平行試驗進行測試值的確定。按照《評定標準》要求,每分鐘公路路面滲水系數需控制在20ml以內。通過試驗可見,施工前,本路段存在局部斷面滲水系數過大的現象,因此其具有較大數據變異性,遠遠大于規范要求,如處理不當,將加速此斷面瀝青膜脫落速度,加重滲水情況,從而導致面層病害產生。精表處施工之后,路面滲水系數逐漸下降,且趨于0,由此表明施工后具有良好的封水效果,能夠有效提升路表面施工質量,增強外界雨水侵蝕的抵抗能力。(2)摩擦系數抗滑擺值測試試驗。與滲水系數試驗相同,在完成試驗段養護作業后,按照每150m設一處測點,各斷面需3個測點,此測點位置的擺值取三個測試點的平均值。按照《公路瀝青路面養護技術規范》等相關要求,必須在42BPN以內控制公路瀝青路面摩擦系數抗滑擺值。經試驗可見,在精表處施工應用前后,路面抗滑擺值都與規范要求相符。但相比施工前,施工后路面摩擦系數抗滑擺值顯著提升,提高了7.92%左右。主要原因在于施工前,在行車荷載長期作用下,與新鋪瀝青路面相比,原路面抗滑性能較低;精表處施工處理后,其選用的專用材料-金剛砂,可增強路面抗滑性能,從而提升路面摩擦系數,這對保證行車安全極為有利。(3)鉆芯取樣試驗。同上選取鉆芯取樣位置,但需在通車后3月后進行鉆芯取樣試驗。瀝青路面經精表處施工技術處理后,待3個月后,養護劑滲透深度可達到5~7mm的范圍。精表處專用養護劑的滲入,能夠對老化瀝青起到激活作用,最大限度地恢復瀝青各項性能指標,如針入度、延度等,確保達到新鋪瀝青路面狀態。
2)直觀目測表面評價分析。施工前,本路段表面呈泛白灰色,難見黑色瀝青路面,路表集料顆粒松散,粗集料凸出問題嚴重,微小裂縫眾多,且表面光滑。在駕駛過程中,因路面泛白極易影響行車視覺,如在陽光照射下路面標線極不顯著,不利于行車安全。
施工后,目測可見,原路表微裂縫已被封閉,路面集料松散問題已解決,舊瀝青路面性能得以恢復,路面顏色呈黑色,這樣標線就更加醒目了,同時還可美化路面。
綜上所述,瀝青路面是公路建設的主要路面形式,在瀝青路面表面病害處理中,預養護技術的應用可有效提升工程質量,改善路面外觀,提高路面行車安全。精表處作為一種新型預養護處理技術,相比其他預養護技術,在微裂縫處理中更具優勢,且具有良好的社會經濟效益。