楊琳 趙洋
摘 要:隨著新技術、新工藝的不斷涌現,將新材料摻加到霧封層內,可提高其抗水損、耐老化等能力。本文參考含砂霧封層灑鋪工藝提出了一種新型路面養護技術,即環氧抗滑封層技術,該項技術的應用,可以有效增強路表的整體剛度,提升路面使用性能,延長路面壽命。為此,本文在全面了解環氧抗滑封層作用機理的基礎上,結合具體案例,對瀝青路面環氧抗滑封層施工技術要點及質量檢測進行了分析與探討。
關鍵詞:瀝青路面;環氧抗滑封層;作用機理
DOI:10.12249/j.issn.1005-4669.2020.25.293
伴隨公路建設規模的持續擴大,公路建設工作重點逐步轉變為“建養同步”,進一步加重了道路養護的任務量。預防性養護技術的應用,可有效改善路面性能,增加路面使用年限,是當前最常用的一種路面養護方式。如微表處、霧封層等技術,然而傳統養護工藝多存有施工復雜、材料耐久性不足等問題,環氧抗滑封層技術的應用,可以有效改善路面使用性能,解決病害問題,且具有良好的施工效果。
1 環氧抗滑封層作用機理
路面濕滑是導致道路交通事故發生的重要原因之一,提高路面抗滑性能,不僅可以提高駕駛者的操縱舒適度,還能保障道路交通安全。為此,本文以增強路面抗滑、抗滲等性能為目的,在傳統霧封層工藝的基礎上,開展了對瀝青路面環氧抗滑封層技術的深入研究。水性環氧樹脂乳液是環氧抗滑封層的主要組成成分,在工業上,多將其分為2大類,即水乳型環氧樹脂、水溶型環氧樹脂。本文以水溶型環氧樹脂為主進行分析,此類材料具有水稀釋性,與固化劑可直接均勻混合并使用。在工程應用中粘度可調節,且更簡單、更安全。與傳統霧封層工藝相比,環氧抗滑封層的粘結性、滲透性較好,其具體作用機理如下:
1)粘結機理。環氧樹脂內含有環氧基、羥基等,能夠與集料、瀝青等表面活性較高的基團產生強大的粘附性。特別是在固化之后,環氧樹脂的剛度更大,粘結強度更高。此外,環氧樹脂固化時,往往不會形成低分子揮發物,從而減小粘合劑層的體積收縮率等,具有良好的膠層尺寸穩定性。
2)滲透機理。環氧樹脂混合乳化石油瀝青之后,其穩定性、相容性等均會發生改變。為此,將羥基、環氧基等活性基團引入到樹脂分子結構內,可通過此類基團的作用,實現與石料表面基團之間的相互容和。同時,因其具備自乳化作用,在混合之后,可降低其體系粘度等,這對增強原路面材料的滲透性能及粘結性能極為有利。
2 工程概況
某公路工程全長12.4km,為雙向六車道,經路面調查可知,在K17+600~K18+100段共79道貫穿性裂縫,且存在較為嚴重的路面貧油、泛白現象,若處理不及時,必將進一步加劇路面病害,甚至對行車舒適性和安全影響較大。經多方探討,決定采用環氧抗滑封層工藝進行處理。根據施工具體情況,可采用K17+600~K18+100段作為試驗段,共500m,8120㎡為施工總面積。經室內試驗結果表明,本路段采用原材料比例為環氧樹脂A組分:B組分:乳化瀝青=5:2:7,金剛砂粒徑為20~40目,且均按0.7kg/㎡作為環氧乳化瀝青、金剛石的灑布量。
3 瀝青路面環氧抗滑封層施工技術要點
1)原路面處理。由于環氧抗滑封層僅能處治路面微裂縫,無法改變原路面整體強度。在施工前,必須保證必須保證原路面結構強度滿足相關規定,對于一些網裂裂縫、路面碎裂、擁包等病害,因先做局部銑刨處理,再進行環氧抗滑封層鋪筑。
2)調試設備。施工前,需做好車輛設備調試工作,要求先排除封層車水罐內的水,并對管路、噴頭等進行沖洗,在整個清理過程中,需對所有噴頭噴水情況進行詳細檢查,若發現噴頭噴水不暢通,應及時查找原因,并處理。同時,還要做好銑琢車調試工作,如刀頭等,并按照規定進行銑琢模塊安裝等。根據施工要求,銑琢施工需采用專用銑琢車,實現對路表銑琢、清掃、吸塵一體化快速施工。
3)裝料。按照材料用量規定,先打開兩個組分的桶料,通過電動攪拌機對兩組分的材料分別進行均勻攪拌,且將攪拌時間控制在1min以內,隨后向封層車料罐內泵送,完成上述施工后,即可向封層車乳化瀝青罐內倒入數量滿足規范要求的乳化瀝青材料。當泵送完膠結料之后,需向集料倉內裝入相應數量的細集料,在此過程可通過鏟車或人工方式進行裝填。
4)灑布。因封層車料倉存儲量有限,需根據工程用量情況,合理確定灑布遍數,待完成每遍灑布之后,待路表基本干燥,且無粘輪情況時,即可進行下一遍施工。根據要求,可在6~8km/h之間控制封層車行駛速度。
5)養護。施工結束后的24小時之內,需全面封閉管理施工后的路面,若對交通影響較大,則可進行半幅交通管制,并在明顯位置設置安全警示標示,指派專人做好安全維護工作,嚴禁在未固化的環氧抗滑封層路面有車輛、行人等通行,避免損壞路面。待路面檢測質量合格之后,便可開放交通,環氧抗滑封層材料剛剛固化,在車輛碾壓下,極易出現少量顆粒從表面脫落,這屬于正?,F象,因此在通車2周之內,可通過人工方式進行清理。
4 瀝青路面環氧抗滑封層質量檢測
根據現行施工技術規范要求,本文對比分析了施工前、銑琢后、工后及工后6個月的環氧抗滑封層施工情況,主要檢測內容包括抗滑性能、滲水性能等,具體檢測結果如下:
1)抗滑性能檢測。目前,在公路抗滑性能檢測中,可采用BM-II型擺式儀,每隔100m可設1個測點,共5個。(1)施工前:本路段擺值區間在50~55BPN,可滿足日常車輛行駛對摩擦的要求。在環氧抗滑封層施工前,原路面已經過銑琢車進行打毛處理,可見銑琢痕跡仍存于路面表層,此類微刻痕跡,可保證路表具有一定粗糙度。(2)銑琢后:經試驗檢測可知,路面經銑琢處理后,擺值可增至85BPN以上。然而,環氧抗滑封層噴灑之后,銑琢時留下的微刻痕跡極易被環氧乳化瀝青覆蓋、封閉,此時將影響銑琢后的路面抗滑性能,有所下降。(3)施工后:施工過程中,噴灑了適當金剛砂,可達到良好抗滑作用。檢測可得本路段擺值為75BPN左右,相比原路面抗滑性能,可提高30%~55%。(4)工后6個月:經過6個月的通車運營,抗滑封層摩擦性能受到一定影響,有所下降,檢測結果在67BPN左右,相比工后,下降了8BPN左右。
經上述分析可知,通過跟蹤檢測工后6個月的路面情況,可得環氧抗滑封層施工可大幅提升路面摩擦性能,且耐久性良好。
2)滲水性能。滲水試驗需在行車道等距離設測點,間距為100m,根據實際情況,可采用HHDS-II型路面滲水儀進行測試。本路段已通車運營多年,路表通水空隙基本上全部封閉,在工前檢測時,基本無滲水情況。待環氧抗滑封層施工之后,檢測同樣無滲水情況,由此可見,本路段防滲水效果良好。
5 結束語
綜上所述,瀝青路面是我國公路結構最常見的一種路面形式,因其平整度好、行車舒適等在路面施工中得到了廣泛應用。隨著交通量的不斷增加,在行車荷載和自然因素等長期作用下,路面早期病害較為嚴重。環氧抗滑封層的應用,可激活老化瀝青,恢復原有路面的使用性能,達到延長路面使用壽命的目的。
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