巫鵬程,陳惠萍
(浙江順暢高等級公路養(yǎng)護有限公司,浙江杭州 310000)
隨著交通流量的增加和車輛載重的提高,公路的病害日益突出。為了延長公路的使用壽命,減少維修成本,提高公路的抗滑性能,TIT(Through in thickness)嵌固抗滑封層技術應運而生。路面修復技術發(fā)展經(jīng)歷了多個階段,最初的公路養(yǎng)護方法主要是通過人工修補和更換破損路面來解決問題,但這種方法效率低下且成本高昂。隨著科技的進步,人們開始探索更加高效和經(jīng)濟的養(yǎng)護方法。TIT 嵌固抗滑封層技術的出現(xiàn)填補了這一空白,它通過在路面上施加一層特殊的封層材料,使路面具有更好的抗滑性能和耐磨性能。
該工程規(guī)劃實施路段位于某公路K11+000—K12+000 處,全長1km。該路段為雙向四車道,現(xiàn)有路面結構由下至上依次為:26cm 水泥混凝土基層、1cm 瀝青屏蔽層、26cm 水泥混 凝土主體層、1.5cm 熱瀝青碎石隔離層以及4cm 瀝青混凝土面層。經(jīng)過現(xiàn)場考察,該路段路面總體狀況較好,未出現(xiàn)明顯裂縫、坑洼、車轍等病害。但標志牌和公路設施設置不規(guī)范,影響行車指引。此外,防滑測試結果顯示路面抗滑性能較差,僅達到交通運輸部頒布的次級抗滑標準,這嚴重影響車輛行駛安全性。為提升路面抗滑性,保障行車和行人安全,必須對該路段進行抗滑養(yǎng)護施工。此次TIT 嵌固式抗滑封層工藝技術的應用,可有效改善路面抗滑性,防止車輛側滑事故的發(fā)生。
為提高原有公路路面抗滑性能,以下提出三種養(yǎng)護方案:
使用切槽機在原有混凝土路面上開切寬度為3mm、深度12mm、間距12mm 的槽口。槽口內填充細集料混凝土(礦粉、水泥、細石子等)。但因配合比不當,表面砂石脫落嚴重,鑲嵌效果差,抗滑系數(shù)僅0.38,未達到0.45 的抗滑設計要求。
首先鋪設4cm 的AC-20 細粒型瀝青混凝土,再于其上鋪設3cm 的石礦物摻和料SMA 瀝青混凝土,使結構層厚度達到7cm,抗滑系數(shù)可達0.56,但施工周期長達18d,嚴重影響交通運營。同時,材料和機械成本較高,新增投資超過原有路面單價的30%。
該技術使用特殊配合比的環(huán)氧樹脂與高強度金剛砂進行混合,噴涂于路面,形成厚度1.5~2mm 的抗滑防腐功能性封層。金剛砂顆粒嵌入路面與環(huán)氧樹脂結合增大表面粗糙度。測試結果顯示其平均抗滑系數(shù)達0.63,完全滿足0.45 的抗滑要求。與其他方案相比,該技術具有施工簡便、用時短、對交通影響小的特點。噴完封層后20min 即可開放通行。同時,兼具防水、防腐等多重功能,預計使用壽命可達5 年以上;投資成本僅比原有路面單價增加8%[1]。
經(jīng)比較,TIT 嵌固防滑封層技術適應該路段養(yǎng)護需要(見表1)。該技術可在保證通行的前提下有效提升路面抗滑性;施工便捷易操作,周期短,對交通影響小;兼具防水、防腐等多項性能,使用壽命長;投資成本適中。

表1 三種養(yǎng)護方案效果對比
因此,TIT 嵌固防滑封層技術被確定為該工程的最優(yōu)養(yǎng)護方案。
3.1.1 原材料準備和檢測
TIT 防滑層所用的環(huán)氧樹脂需選擇熱固型或冷固型,檢驗其在常溫下動態(tài)黏度為15~25MPa·s,并在室溫條件下放置1d 和5d,測試質量穩(wěn)定性參數(shù),要求1d 穩(wěn)定性≤2%;5d 穩(wěn)定性≤5%。瀝青乳液優(yōu)先選擇堿性型,殘留物含瀝青量≥42%,并經(jīng)1.18mm 方孔篩余物含量檢測≤0.1%,恩格拉黏度為5~15MPa·s,儲存穩(wěn)定性指標同環(huán)氧樹脂。金剛砂需要廠家提供出廠報告,證明其抗壓強度達到75MPa 級。以上三項材料通過檢測確認后,可混合使用。最后隨機抽取成品材料,再次檢測黏度和穩(wěn)定性參數(shù)是否符合要求,待完成質檢后方可現(xiàn)場施工[2]。
3.1.2 施工設備調試
TIT 嵌固防滑封層技術需要的設備主要有高壓噴涂機、砂石撒布機和高速風機。首先,對高壓噴涂機進行調試,測試噴嘴型號、壓力對噴涂量的影響,確定在0.8MPa 壓力下,采用WR25 型噴嘴可實現(xiàn)1.2kg/m2的噴涂量。其次,砂石撒布機通過調整傳送帶速度,測試每平方米可平均撒布1.8kg 金剛砂。最后,高速風機用于加速材料固化,通過調節(jié)風門高度,確保風速在該高度達到25m/s。各設備進入正常作業(yè)狀態(tài)后,現(xiàn)場至少備置關鍵易損件1 套,確保設備發(fā)生潛在故障時能及時替換[3]。
3.1.3 原有路面評估和處理
其中,和分別為起始充電站和終止充電站;和表示進入充電站充電時以及離開充電站時電動汽車的荷電狀態(tài);和分別為給電動汽車電池滿電和空電狀提供的余量。
第一,采用尼龍錘敲擊路面,發(fā)出鈍響表示底層構造完好。
第二,使用1.2kg 重錘自由落體測試路面強度。
第三,測量表層厚度在4~6cm 范圍。
第四,用夾角便攜式抗滑儀測量路面抗滑系數(shù)為0.42。
第五,滲透性測試用水10min 內完全滲透。
第六,確認TIT 嵌固防滑封層可與底面良好結合。
第七,使用高壓風機對路面進行詳細清掃,直至清掃一次路面塵?!?00mg/m2。
3.1.4 施工人員培訓
制訂TIT 防滑層相關施工規(guī)程,內容包括材料設計配合比、施工參數(shù)選擇、操作規(guī)范等。組織所有施工人員進行理論培訓,詳細講解規(guī)程內容,并組織人員進行演練考核??己藘热莅ǎ?/p>
二是使用砂石撒布機均勻撒布金剛砂。要求撒布寬度與噴涂液體寬度一致;砂石顆粒分布均勻,無聚集或脫落現(xiàn)象;撒布數(shù)量緊跟噴涂面積,精確匹配液體固化用量需求。
三是使用高速風機助固化。要求風機正對噴涂段路面操作,吹風角度保持恒定,控制風機與路面距離,確保所產生風壓滿足固化加速需要,移動速度與噴涂作業(yè)速度保持一致??己撕细窈箢C發(fā)施工操作證書,證明施工人員已熟練掌握TIT 防滑層正確的施工方法,以保障施工質量。
TIT 嵌固防滑封層施工采用高壓噴涂車進行操作。
第一步,準備施工車輛和材料。檢驗高壓噴涂車的噴嘴和管路,確保設備正常,接下來按1∶1 的配合比向A、B 兩個儲料罐裝載環(huán)氧樹脂和瀝青乳液,并用電動攪拌器充分攪拌兩種材料,控制配合比誤差在±5%以內,向砂石儲料罐加入粒徑為0.3~0.6mm的金剛砂。
第二步,噴涂與撒砂。調整噴桿寬度適應道路寬度,控制噴涂次數(shù)在2~3 遍、噴涂量0.5~1.0kg/m2、砂石撒布量在0.3~0.8kg/m2。要注意噴涂與撒布同步進行,車速保持在6~8km/h;分區(qū)域順序噴涂,防止產生干燥裂紋;設置環(huán)保設施,防止廢氣影響材料固化[4]。
第三步,在噴涂路段設置質檢斷面,首先,對各項質量指標包括噴涂量、撒布質量、層厚度等進行抽樣式檢測,并將測試結果與設計要求進行對比分析,判斷質量符合規(guī)范要求。同時,對噴涂后涂層表面進行全面檢查,發(fā)現(xiàn)病害如起泡、裂紋、滲漏等及時處理。最后,需要進行固化處理,即對噴涂后的路面實施2~4h 強制性自然晾曬,這是環(huán)氧樹脂與瀝青完全固化和交聯(lián)的關鍵步驟,有效防止內部溶劑殘留,確保涂層結構均勻穩(wěn)定[5]。
TIT 防滑層施工前,首先,在設計確定的轉彎處預先鋪裝100cm 寬的環(huán)保彩色膠帶,平整過渡,確保噴涂后表層無明顯裂紋。其次,對高壓噴涂機進行全面系統(tǒng)檢查,重點檢測瀝青加熱溫度、攪拌系統(tǒng)工作情況,調整噴嘴型號,最終確定噴嘴型號WR20,匹配壓力0.6MPa 參數(shù)組合使用。同時,技術人員科學設定操作參數(shù),測試確定機械移動速度、噴涂高度、噴嘴傾角等參數(shù)的最佳匹配組合。最后,根據(jù)設計配合比精確配置環(huán)氧瀝青和金剛砂材料投入量,并輸入自動控制系統(tǒng)中,當噴灑面積達到30m2時,系統(tǒng)自動匹配投放相應材料,通過實時監(jiān)控材料消耗速率,確保與設計用量和道路面積保持一致匹配。
TIT 防滑層噴涂施工過程中,專職質檢人員跟蹤檢驗噴涂次數(shù)、液體密實度、砂料覆蓋率等參數(shù),記錄問題發(fā)生點位和現(xiàn)象,例如材料蓋層不勻、色差過大、表層砂石脫落等,及時反饋給操作人員調整至符合要求。同時,在關鍵Straight 段、轉彎處等10 個質檢斷面設置試片,每隔2h 取樣,檢測層厚度、附著力等指標,及時比對質量評定標準,完善記錄并對不符合項立即糾正。在高壓噴涂車通過后2h 內,組織人員對涂層表面進行全面檢查,對發(fā)現(xiàn)氣泡、裂紋、雜質等缺陷標識定位,待層間徹底固化后采取點灌注修復措施。嚴密質檢確保涂層外觀效果及內部性能指標完全滿足設計與規(guī)范要求。
為全面保障TIT 防滑層工程的順利實施,施工單位成立質量安全控制小組,制定嚴格的質量考核標準,對材料配合比、撒布質量、層厚度一致性等關鍵指標進行全過程監(jiān)測。同時,實施設備日檢日維,對高壓噴涂機每日開工前,技術人員進行流量校準、噴嘴更換、管路沖洗等全面系統(tǒng)檢查,并留存書面記錄。檢測發(fā)現(xiàn)設備異常,必須停止作業(yè),征得質檢組同意后,方可維修排除故障并繼續(xù)作業(yè),防止設備故障影響質量。針對雨雪天氣,提前訂購100m 長的工程用塑料雨棚,并預埋地腳,一旦下雨,立即架設雨棚,全面覆蓋已噴涂的環(huán)氧瀝青液體表面,避免雨水沖刷稀釋。同時,組織輪班巡視,確保雨棚不被風吹動,使已噴涂段涂層平穩(wěn)固化。
在噴涂初期和涂料固化的前6h 內,對施工區(qū)段實施嚴格管控,臨時架設1m 高的鋼管圍欄,形成封閉區(qū)域完全圍合隔離施工路段,并在明顯位置設置警示標識,配備專人值守現(xiàn)場進行警戒,嚴禁任何車輛及行人靠近或進入施工區(qū)域,以防人為踩踏破壞涂層結構,確保涂層免受外部因素干擾破壞,保證材料正常固化。如果遇到急需通行的特殊情況,值班人員需要指引通行對象繞行或提供必要幫助。
通過連續(xù)兩個月的跟蹤觀測監(jiān)測,路面整體抗滑效果顯著。曾出現(xiàn)過的局部細微病害像表層脫落、起皮現(xiàn)象,已立即進行拋光處理修復。采用英國PENDULUM 便攜式抗滑系數(shù)檢測儀,選擇車行線、轉彎處等10 個代表點進行抽樣檢測。結果顯示,TIT 防滑層使車轍處抗滑系數(shù)由原來的0.31,顯著提高到0.72,轉彎道抗滑系數(shù)達0.85,兩個指標均高出設計抗滑系數(shù)0.45 約50%。還采用環(huán)比拉力儀對3 個點位進行層間附著力測量,環(huán)氧混凝土基層與瀝青原面層之間的平均附著力高達2.8MPa,完全滿足1.5MPa 的設計要求。
此次共設置了35 個檢測樣點,分布于實施封層施工的1km 道面段上,間距約200m。采用半剛性基層透層油滲透深度法進行滲水性能檢測。先在樣點表面滴加少許機油,然后用單層玻璃紙覆蓋,中心位置壓入標準砝碼,15min 后檢驗玻紙下的滲油半徑。測試發(fā)現(xiàn),無論是在完成切槽前還是最終封層后,所有樣點的滲透半徑均為0,即機油未出現(xiàn)滲透遷移情況。這證明環(huán)氧樹脂層發(fā)揮了很好的致密防水隔離作用,為提高路基抗水、延長使用壽命奠定了堅實基礎。
通過對某段公路采用TIT 嵌固抗滑封層技術進行養(yǎng)護工程的具體施工過程分析,系統(tǒng)講解了這項新技術的材料配制、施工參數(shù)設定、質量控制措施等應用細節(jié)。質檢結果驗證,TIT 封層顯著提升了路面抗滑性,工程質量各項指標均達到設計要求。因此,在當前我國公路疏通、養(yǎng)護任務日益繁重的背景下,TIT嵌固抗滑封層技術的推廣應用,可有效增強公路抗滑能力,切實提高行車安全系數(shù),值得交通運輸和公路工程建設領域推廣應用。