張建軍
(貴州省遵義公路管路南段,貴州 遵義 563000)
當前階段,各地現代化經濟建設水平不斷提升,各行業對所處道路交通系統的運行穩定需求越來越大。然而,在實際建設過程中,公路工程建設年限問題、年久失修問題以及早期設計工作不到位等因素,嚴重影響工程建設使用的安全可靠性。為優化所處道路交通運輸系統建設的可持續性效果,相關建設者應采用微表處養護施工技術,對出現的車轍、坑洞以及老化裂縫等病害進行處理。具體是指,在明確原路面作用狀態與產生原因的情況下,對微表處養護施工質量進行控制,進而達到預期養護維修的目標。此目標的達成將大幅度提升公路工程所處道路交通系統運行的可靠性,是使其服務于地區經濟高質量發展的重要課題,應將現有科技成果充分利用起來,以不斷更新和完善公路工程微表處養護施工技術。
作為一種預防性養護技術,微表處養護施工主要用于未正式投入運行的公路,或是已經運行但存在病害影響的公路。應用該技術能夠有效強化公路工程建設使用耐久性,但很難提升公路工程路面結構的強度與承重效果。現階段,微表處養護施工技術多應用在高速公路與機場跑道等環境[1]。施工過程中需要將優化松散公路路面、規避水分下滲、提升路面抗滑性能、防止路面嚴重受損以及耐久性下降作為施工技術應用控制重點。首先,采用乳化方式對特定聚合物進行處理。其次,按照既定配合比例對瀝青、水等原材料進行混合作業。最后,將混合料鋪設于公路路面上,以形成保護層。具體應用施工技術前,應對原路面進行清理,以充分發揮微表處養護施工技術的應用效果。經與公路工程其他類型的養護施工技術應用情況進行對比分析,發現其在養護處理效果、施工速度以及成本控制方面存在優勢。特別是施工速度,能夠有效縮短公路工程的養護作業時間。在提升封水性的同時,還對路面坑槽進行了填補處理。此施工技術應用背景下,公路工程養護技術,得到了多方認可。
一是集料,在微表處養護施工技術過程,主要起到提升公路工程路面光滑度的作用。選用集料時,應盡可能保證其耐磨性、強度以及硬度。此外,還要選用低泥沙量的集料。如要采用泥沙量較高的集料進行微表處施工,可通過摻入瀝青來強化微表處施工穩固效果。
二是填料,多數情況下,公路工程微表處養護施工技術采用硅酸鹽水泥作為填料,其不僅能夠有效改善公路工程建設級配,還能有效保證混合料穩定性,在提升乳化破乳速度的同時,強化封層的結構效果。
三是水與乳化瀝青的選擇,原材料的施工控制工作,需將混合料攪拌作為優化控制重點。此前,可優先選用飲用水來強化微表處施工技術應用集料與瀝青的化學性能。此外,微表處施工技術人員還要結合公路工程的養護條件選擇乳化瀝青材料,以使其黏結性能質量滿足養護處理需求,進而提升公路維修工程建設的整體性[2]。
應用公路工程微表處施工技術前,應充分掌握施工現場的作業條件。若施工場地溫度超過10℃,或遇到降雨天氣,不適合微表處養護施工作業。如果公路工程路面存在積水或濕度過大的情況,應先做好排水、除濕處理,再開展施工作業內容,以保證微表處養護效果不受影響。此外,當公路養護原路面存在裂縫病害時,應處理好裂縫后,再進行養護,具體情況如下:一是裂縫超出6mm,可采用灌縫、填充以及混合料鋪設路面方式來提高路面結構穩定性。二是原路面結構受損,則要進行結構修復,而后進行微表處養護施工。三是坑槽問題,同樣需要通過修補,再進行養護作業。四是當車轍病害影響在15mm 以下時,可通過超微表施工技術進行填補處治。五是原路面的泛油問題,應對其作用程度與影響進行分析,以確定預處理方式。如泛油程度為中級和高級,應通過填補處理來達到施工效果。六是原路面出現滲水、麻面等小型病害,可直接開展微表處養護作業來修復公路工程病害影響。
2.3.1 混合料組成試驗
為保證公路工程微表處養護施工順利進行,要先在施工前對混合料配比情況進行科學合理的設計。在確定混合料配比過程中,可通過拌和試驗以及其他性能測試方法來保證施工混合料的作用穩定性[3]。具體性能測試內容包括混合料融合時間、初凝時間和開放交通時間等。對于乳化瀝青的用量,可采用負荷輪與濕輪磨耗方式來確定。為強化混合料融合效果,需嚴格按照規范要求對攪拌時間進行控制,并采用特定化學添加劑來提高攪拌作業質量。
2.3.2 做好施工設備準備
公路工程微表處養護施工過程中,應做好各種設備的準備工作,并保證其運行穩定性,為后續施工奠定堅實基礎。施工主要有微表攤鋪車、攤鋪箱、車轍攤鋪箱、水箱以及各種混合料性能質量的檢驗設備儀器等。
2.3.3 注重施工準備工作
首先,對公路工程養護施工狀態進行分析,以明確攤鋪車標定與料門高度。同時繪制標準曲線,為養護施工技術人員創造良好的施工作業環境。標定施工所需的各種填料與添加劑,可通過繪制標準曲線來提高性能質量控制的科學合理性。
2.3.4 攤鋪施工技術質控
作為公路工程微表處養護施工技術應用的最重要環節之一,需做好以下控制工作:
其一,先將混合料運輸放置到攤鋪機設備,而后,駕駛攤鋪機到施工場地,并做好施工現場控制線的對準處理,對攤鋪箱厚度與彎曲度進行調整確定。
其二,調控混合料流向,以使其能夠在攤鋪箱中以均勻狀態流淌。此外,還要對水量進行合理控制,以保證混合料黏稠度不受影響[4]。
其三,當攤鋪箱以均勻狀態分布時,駕駛員應啟動底板,以緩慢且均勻的速度行駛。為保證攤鋪量的一致性,需將行車速度設置為1km/h。
其四,攤鋪施工完畢后,施工技術人員應對作業質量進行檢查,以確認是否達到預期的攤鋪目標。檢驗工作過程中,需將起點、終點、接縫部位以及不平整部位作為重點,如發現粒徑偏大的礦料,應通過清除與填平處理來提高攤鋪質量。
貴州地區某公路工程自通車以來,隨著交通運輸壓力增加,路面結構逐漸出現不同類型、不同程度的病害。特別是受重載貨車等問題影響,出現較為嚴重的車轍病害。經調查,車轍凹陷深度集中在3~4cm,個別路段甚至達到8cm。除了車輛荷載問題,還與工程早期路面設計不合理有關,出現坑洞、泛油和老化病害。為改善這一現狀,車轍深度超出3cm 路段,采用銑刨+加罩SMA(瀝青瑪蹄脂碎石混合料)處理方式。車轍深度未超過3cm 的路段,采用微表處攤鋪施工技術進行處理。以下為具體施工技術應用過程。
其一,原材料方面,根據養護施工要求選用改性乳化瀝青材料作為微表處施工材料,以提升施工技術應用效果。一是集料選擇,出于對經濟因素的考量,選用當地集料,性能質量要求為清潔、干燥。二是配合比設計過程,結合公路工程路面病害現狀、氣候條件以及交通量,綜合級配、抗壓碎能力來確定骨料,為混合料施工使用的密實度性能效果控制奠定基礎。三是瀝青用量,采用濕輪磨耗試驗與負荷車輪試驗,以確定瀝青用量最小值與油石比[5]。具體過程就是將瀝青材料浸水1h 后,對其濕輪磨耗值進行分析,以確定混合料磨耗水平以及瀝青與集料的附著能力。四是瀝青用量最大值,應采用負荷車輪試驗來確定,進而避免因瀝青用量過大出現泛油現象。經試驗,最終確定油石比范圍在6.5%~8.5%之間,最佳油石比為5.7%。
其二,最佳用水量,為規避含水量過高而出現離析現象,應采用試驗方法將總含水量控制在12%~20%。乳化瀝青去除水分后,外加水量控制在65%~10%。拌和試驗過程中,需將配比設計重點放在拌和時間的控制。結合試驗分析結果,每100g 集料,乳化瀝青用量為11.1g,水用量為8g,水泥用量為2.0g,拌和時間為120s 以上。對于初凝與交通開放時間,應借助黏聚力試驗來檢測。當初凝時間為30min,需保證黏聚力超出1.2N·m;交通開放時間為60min,黏聚力超出2.0N·m。
經上述原材料使用與試驗結果分析后,配合比設計確定為骨料∶水∶改性乳化瀝青∶水泥=100.0∶9.0∶11.1∶2.0。
第一,封閉交通。微表處施工作業前,為保證公路工程養護作業質量,先要封閉交通,以優化操作內容開展的交通運行環境。
第二,清理原路面。先要采用沖洗工作內容來對路面雜物進行清理。此過程,應避免路面積水。若原路面空隙率較大,則不能用水進行過分清理。如原路面存在較大面積油污問題,則應在清理工作完畢后,再進行微表處攤鋪施工作業,以強化微表處與原路面之間的黏結效果[6]。
第三,攤鋪機就位。沿著公路工程路面標線確定設備運行路線。具體操作過程中,需要根據施工圖紙要求,當攤鋪機設備載滿混合料后行駛至施工場地,到達場地后,需要調整攤鋪寬度與厚度等指標參數,并按照梯形開展作業。此過程需要根據實際施工情況,將微表處厚度控制在8~10mm。為保證施工質量,需將攤鋪機厚度設置為10mm,將攤鋪寬度設置為4m。
第四,拌和混合料。結合室內試驗結果,確定施工現場材料的配合比要求。微表處養護施工中,應篩除粒徑較大的混合料,還要按照既定規范要求合理設置攪拌站,即將攪拌站與施工場地之間預留出安全距離,避免運輸混合料過程出現離析現象。攪拌站還應設置排水設施,避免造成積水。當混合料攪拌作業達到均勻效果后,即瀝青混合料全部處在礦料顆粒裹覆的情況下,才能停止攪拌作業。一般來講,攪拌時間應控制在60s 左右。
第五,攤鋪與碾壓施工。攤鋪機就位后,并對準行駛標線后,應結合場地環境對攤鋪箱厚度與拱度進行調節,使攤鋪箱與路面處于緊貼狀態。當各個料門高度與開度滿足施工條件后,可著手攤鋪施工[7]。此過程,應保證噴出乳液具備均勻性效果。攤鋪時,需將行駛速度控制在1km/h,使攤鋪量與拌和能力達到匹配目標。攤鋪施工過程中應由專業人員對路面攤鋪厚度與平整度進行實時檢查,以保證攤鋪質量效果。對于發現的不平整問題,應采用人工方式進行找平處理。如存在粒徑材料超大現象,且有明顯劃痕,需做好及時清理,并保證回填處理達到整體攤鋪施工效果控制目標。攤鋪施工后,必須碾壓微表處填充車轍帶,待碾壓施工后,才能進行上層罩面施工。一般可根據車轍帶具體位置,合理確定碾壓遍數,如邊緣位置設4~6 遍,中間位置設1~2 遍。此外,還需做好碾壓速度控制工作,一般為1.5~3.0km/h。值得注意的是,碾壓施工到位,應達到不留死角的控制效果。
第六,接縫處理。在對公路工程路面進行微表處養護施工過程中,混合料攤鋪作業完畢后,需要對養護層進行接縫處理。攤鋪施工設置接縫為橫向接縫類型,因此,為保證此部位的施工質量與美觀效果,需在接縫部位末端覆蓋1m 長度的油氈。此過程需要保證油氈前端與接縫末端部位呈對稱狀態,當重新施工時再撤除油氈。這樣不僅不會給接縫施工質量造成影響,還能保證混合料接縫部位的美觀性。對于縱向接縫的施工處理,應采用搭接處理方式。具體為在施工處理后一幅公路養護時,與上一幅施工完畢的路面形成搭接。這里的搭接寬度應控制在30~60cm,搭接高度應控制在6mm 以下,從而保證接縫處理施工的整體性。
第七,養護驗收。上述公路工程路面微表處施工完畢后,為避免對施工質量造成影響,應做好驗收測定工作。具體內容為采用黏聚力試驗方式來保證微表處施工效果。當測定時長為60min 時,需將黏結力控制在2.0N·m 以上;養護驗收完畢2h 以上才能開放交通。施工過程中,需要對機動車車輛限速提出明確要求,以對公路工程微表處路面施工成果進行保護,進而提高工程建設使用的安全可靠性。
綜上所述,在明確公路工程原路面作用失穩狀態后,應采用試驗手段,對微表處養護施工指標參數進行確定,以提高混合料配比設計的科學合理性。事實證明,只有這樣才能為后續攤鋪、碾壓以及接縫處理等施工環節提供性能質量過關的施工材料。這是提高公路工程微表處養護施工效果的重要手段,需要更多地應用于不同建設要求與病害養護需求的工程項目,以達到優化道路交通系統的預設控制目標。