于致峰
摘 要: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。
關鍵詞:瀝青路面;精表處;預防性養護
0 引言
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。
1 精表處技術原理
在瀝青路面早期病害防治當中,傳統瀝青路面預防性養護技術具有重大作用,很大程度上,有效防范了路面病害的進一步發展,同時提高了路面施工質量。然而,經過大量實踐證明,傳統預防性養護技術也存在很多缺陷。比如傳統霧封層養護,乳化瀝青、改性乳化瀝青是霧封層養護常用材料,此類材料和原瀝青路面具有較差粘結能力,在行車荷載和自然因素作用下,施工后路面會出現一定磨耗,即出現“掉皮”問題,這一問題的出現,將會對路面耐久性造成極大影響。同時,一定程度上也會降低路面構造深度、摩擦系數等指標,導致路面抗滑能力變差,對路面行車安全不利。精表處預防性養護技術是傳統霧封層技術的一種延伸,將專用養護劑噴涂到清理干凈的瀝青路面,隨后將細砂噴灑到表面,養護劑將充分填充在路面結構和細砂之間,并向結構層滲透,從而將兩層緊緊黏結起來,有效提高路面抗滑能力,修復路面輕微病害。通過新型養護劑材料的應用,可以有效解決“掉皮”問題,并能提升路面抗滑能力。精表處技術的功能特點如下:
(1)預防水損害。瀝青路面水損害會引發其他類型的病害,比如車轍、坑槽等,進而對路面使用性能、耐久性造成不利影響。精表處技術的應用可以補充集料表面剝落的瀝青膜,均勻裹覆到集料表面,控制水損害發展。同時,還能封閉路面微裂縫,精表處材料灑布后,在坑槽處可形成連續相的油膜。(2)固結路表面松散集料。當瀝青路面出現老化現象,將會大幅降低瀝青路面集料間的粘結力,加之行車荷載等影響,集料很容易由路表脫落,呈松散狀。在常溫作用下,精表處材料和原路面老化瀝青充分粘結,可以有效固結原路面。(3)改善路容路貌。在行車荷載和自然環境的長期作用下,瀝青路面將會從黑色路面逐漸褪色,甚至發白。這種情況下,路面粗麻粗集料較為顯著,很容易導致駕駛過程中眼疲勞,尤其是在強光照射下,路面標線很難看清楚,不利于行車安全。精表處施工后,路面將會重新變為黑色,標線顏色也會更加清晰。
2 工程概況
某公路工程全長14.3 km,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1 000 m作為試驗段進行施工。
3 瀝青路面精表處預防性養護施工技術要點
3.1 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。
3.2 施工設備
相比其他養護設備,精表處施工設備由2部分組成,即噴灑液體養護劑的專用車與灑布金剛砂的噴灑設備,利用連接器將噴砂設備連接到專用灑布車尾部。要將攪拌裝置設于灑布車儲存罐內,且1 t~3 t為灑布車容積。同時,需將擋板設于專用車噴灑系統,在整個噴灑施工環節,要始終保持勻速運行,針對部分小面積灑布不到位或不均勻處,可通過人工方式進行養護劑涂刷及細集料灑布,最終保證施工質量良好。
3.3 施工流程
根據預防性養護需求,精表處施工工藝流程為:施工放線→材料就位→施工機械設備調試→試施工→正式施工→成品養護。根據本次施工路段路面承載能力較好、路基結構良好、車流量小、開裂已被修復等實際情況,在精表處施工前只需將路面清潔干凈便可,該路段施工流程的具體細節如下:
(1)施工放線。確定精表處施工的道路范圍,利用石筆標記好。(2)材料就位。將精制砂運至施工路段現場,按照設計配比將改性環氧瀝青路面養護劑原料混合攪拌均勻。(3)施工機械設備調試。按照道路施工機械操作規程調試噴灑設備,為避免路面養護劑噴灑不均勻,噴油管中心線與噴管開口縫中心線要呈15°夾角,使噴頭之間不會相互干擾。(4)試施工。該步驟為正式施工前的精表處試驗階段,選擇待施工區域內30 m路段作為試施工區域。首先將該試驗段路面進行清理,確定好精制砂和改性環氧瀝青路面養護劑的用量,對噴撒設備進行調試,然后開始精表處施工,考察材料性能與設備各項參數是否能夠達到精表處要求。(5)正式施工。經過步驟四的試施工后,確定好精制砂、改性環氧瀝青路面養護劑的用量以及噴灑設備參數,開始正式施工。(6)成品養護。通常采用手指按壓的方式確認施工后的路面是否固化。確認路面養護劑能夠裹住細砂不脫落時,即為完成施工,此后才能開放該路段交通。
4 瀝青路面精表處施工檢測與分析
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120 mL/min以內,瀝青路面滲水系數需控制在80 mL/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≥42 BPN。通過鉆芯取樣法對養護劑滲透深度進行準確測定。
4.1 滲水試驗
按照相關評定標準要求,瀝青路面滲水系數測試點間距為200 m,本工程試驗段長度為1 000 m,為降低數據變異,此次測試間距可降為150 m,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。
根據相關要求,每分鐘公路路面滲水系數需控制在20 mL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。
4.2 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150 m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。按照技術規范相關要求,必須在42 BPN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。
4.3 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 mm~7 mm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。
5 結束語
綜上所述,改革開放以來,我國公路建設事業步入了高速發展階段,在公路網絡不斷完善的同時,養護需求也與日倍增。作為一種瀝青路面處治新技術,精表處養護施工可有效增強路面粘結力、防水、摩擦系數、抵御外界油類、鹽類等化學品的腐蝕能力,保證車輛在行駛過程中的安全性。同時,還能最大限度保護基層、減少路面揚塵及降低行車噪聲,避免瀝青路面使用過程中出現大量早期病害問題,有利于延長瀝青路面使用壽命,是一種有效的低成本瀝青路面預防性養護工藝。
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