牛志國
摘 要: 伴隨公路建設(shè)里程的不斷增多,道路工作重點(diǎn)已逐步從“大規(guī)模建設(shè)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖B(yǎng)同步”的方向。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用,不僅能夠改善路面性能,還能增加工程使用壽命,是實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。本文結(jié)合某公路工程,探討了環(huán)氧抗滑封層施工工藝,并在試驗(yàn)路四個(gè)階段,即施工前、銑琢后、工后、半年使用期后檢測(cè)了抗滑封層的路用性能,得出結(jié)論為環(huán)氧抗滑封層的應(yīng)用可有效提高路面抗滑能力,并可封閉道路空隙、裂縫,耐久性能良好。
關(guān)鍵詞: 瀝青路面;環(huán)氧抗滑封層;作用機(jī)理
在國家公路網(wǎng)不斷完善的今天,全國公路養(yǎng)護(hù)里程越來越多,截止2016年已達(dá)到456.6萬公里以上,在公路通車總里程內(nèi)比例高達(dá)96.1%。為此,必須重視道路養(yǎng)護(hù)施工。為防治路面病害,提高道路行車的舒適性及安全性,應(yīng)合理采用恢復(fù)路面功能的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。所謂路面功能性損壞,主要包含抗滑性能下降、滲水能力差及路表貧油等。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年死于車禍的人數(shù)高達(dá)120萬人,因車禍致殘受傷的人數(shù)達(dá)到500萬人。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),路面濕滑是造成車禍?zhǔn)鹿始爸卮筌嚨湹闹饕颉榇?,增?qiáng)路面抗滑能力,不僅與行車舒適度息息相關(guān),更關(guān)系到道路交通安全。在傳統(tǒng)霧封層技術(shù)的基礎(chǔ)上,以增強(qiáng)路面抗滑、防滲能力為目的,本文深入分析了環(huán)氧抗滑封層技術(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用,從而有效提升路面質(zhì)量,確保行車安全。
一、環(huán)氧抗滑封層結(jié)構(gòu)與作用機(jī)理
與傳統(tǒng)霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)相比,環(huán)氧抗滑封層粘結(jié)性、滲透性更強(qiáng)。其作用機(jī)理如下:
1、粘結(jié)機(jī)理
環(huán)氧樹脂內(nèi)存有大量極性基團(tuán),如羥基等,還存有環(huán)氧基(活性大),此類材料能夠和表面活性較大的基團(tuán)相互粘結(jié)。固化后,環(huán)氧樹脂剛度較大,因此具有較高粘合強(qiáng)度。與此同時(shí),環(huán)氧樹脂固化并不會(huì)出現(xiàn)低分子揮發(fā)物,將大大減小粘合劑層的體積收縮率與環(huán)氧固體的線性膨脹系數(shù)、蠕變系數(shù),從而穩(wěn)定膠層尺寸。
2、滲透機(jī)理
將具有極性或活性的基團(tuán)引入樹脂分子結(jié)構(gòu),有利于與石料表面基團(tuán)相互融合,同時(shí),通過其自身的自乳化作用,能夠減少和乳化瀝青混合后的體系粘度、乳化粒徑,這對(duì)增強(qiáng)原路面材料滲透性極為關(guān)鍵。
二、工程概況
某公路工程為雙向六車道,試驗(yàn)段起止樁號(hào)為K17+800~K18+100,長(zhǎng)度為500m。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),本路段貫穿性裂縫較多,共79道,裂縫全長(zhǎng)達(dá)到342延米,并伴有4㎡網(wǎng)裂,及輕度裂縫、塊狀裂縫等。如處理不及時(shí),將進(jìn)一步加重路面病害情況,對(duì)道路運(yùn)行安全造成嚴(yán)重影響。為此,決定對(duì)此路段進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)施工。
三、路面結(jié)構(gòu)狀況評(píng)價(jià)分析
按照養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范規(guī)定對(duì)試驗(yàn)段路面情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查分析,對(duì)路面病害的類型、位置及破損程度進(jìn)行了準(zhǔn)確記錄,本路段破損率如表1所示,由此可見,路面整體狀況良好,適用于環(huán)氧抗滑封層處理。
環(huán)氧抗滑封層能顯著提升路面結(jié)構(gòu)性能,但當(dāng)路面結(jié)構(gòu)狀況過差時(shí),將嚴(yán)重環(huán)氧抗滑封層的應(yīng)用效果,減少使用壽命。本文通過鉆芯取樣法共設(shè)12個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析,這樣不僅能準(zhǔn)確掌握原路面結(jié)構(gòu)情況,還能對(duì)路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。針對(duì)結(jié)構(gòu)性能較差路面,可通過重鋪加固法進(jìn)行處理。
四、施工要點(diǎn)
1、調(diào)試車輛設(shè)備。施工前,需先將封層車啟動(dòng),排除封層車水罐內(nèi)的水,并對(duì)管路、噴頭等進(jìn)行沖洗,在噴水時(shí)必須對(duì)所有噴頭噴水情況進(jìn)行詳細(xì)檢查,如出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,需及時(shí)找出問題所在,采取科學(xué)有效的措施予以處理。隨后進(jìn)行銑琢車調(diào)試,保證設(shè)備運(yùn)行正常。
2、封閉交通。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,施工前需將施工段進(jìn)行封閉,嚴(yán)禁車輛通行,且設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)。
3、銑琢。針對(duì)路表選取專用銑琢車進(jìn)行快速一體化處理,如銑琢、清掃及吸塵等。
4、封層車裝料。將所需材料均勻攪拌,要求合理控制拌和時(shí)間。隨后通過泵送法向封層車內(nèi)送料,并灌入乳化瀝青材料。待完成膠結(jié)料泵送施工后,即可向集料倉內(nèi)裝入適量細(xì)集料。
5、封層車灑布。因封層車料倉貯料量有限,必須按照工程量實(shí)際情況,對(duì)施工流程、灑布遍數(shù)進(jìn)行合理確定。要求完成灑布后,路表干燥,不會(huì)出現(xiàn)粘輪情況。當(dāng)原路具有較大空隙問題,必須按照具體情況,增加液體材料灑布量。通常情況下,需在6~8km/h之間合理控制封層車施工速度。
6、開放交通。完成上述施工作業(yè)后,當(dāng)路表干燥度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,便可開放交通。
五、工后測(cè)試分析
為保證施工質(zhì)量,本文在環(huán)氧抗滑封層四個(gè)階段進(jìn)行了性能測(cè)試,測(cè)試項(xiàng)目包括抗滑能力、構(gòu)造深度、平整性及滲水性能,具體測(cè)試情況如下:
1、擺值
在道路工程抗滑性能檢測(cè)中可選用TRRL研發(fā)的擺式儀,本工程選用BM-II型擺式儀,相鄰兩測(cè)點(diǎn)間隔100m布設(shè),施工前,本路段擺值的均值集中于50~55BPN區(qū)間,可滿足車輛日常行駛對(duì)摩擦的要求。在抗滑封層施工前期,原路面需選用銑琢車做打毛施工,處理后路表銑琢痕跡較為明顯,從而增加了路面表層的粗糙程度。經(jīng)分析可見,路面通過銑琢之后,擺值有所提升,增至85BPN以上。環(huán)氧封層噴灑之后,表面紋理將被環(huán)氧乳化瀝青封閉,相對(duì)銑琢后路面,此時(shí)的路面抗滑能力將有所降低。因金剛砂抗滑效果良好,施工后本路段摩擦值也有75BPN左右,相比原路面,工后路面抗滑性能可提升30%~55%。
通車半年后,經(jīng)檢測(cè)抗滑封層摩擦性有所降低,約下降了8BPN左右,也就是說,整體路面摩擦大概有67BPN左右。也就是說,通過跟蹤檢測(cè),顯示針對(duì)原路面摩擦值,封層后可摩擦值可有效提高,且能夠增加路面的耐久性。
2、構(gòu)造深度
針對(duì)路面構(gòu)造深度,可選用鋪砂法檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)可見,構(gòu)造深度變化情況基本類似于抗滑性能變化趨勢(shì)。路面銑琢后,其構(gòu)造深度將大幅增加,此時(shí)也會(huì)增加其摩擦值。施工后路表空隙被環(huán)氧乳化瀝青填充,致使構(gòu)造深度有所下降,此時(shí)摩擦值也會(huì)隨之降低。但在通車半年后,經(jīng)檢測(cè),構(gòu)造深度下降了2%,但抗滑性能降低幅度較大,則表明金剛砂在整個(gè)構(gòu)造中承擔(dān)了耐磨作用,產(chǎn)生了相應(yīng)的磨耗,此類磨耗基本不會(huì)影響構(gòu)造深度,但摩擦值下降則較為明顯。
3、平整度
通過3m直尺在施工前、后分別檢測(cè)路表平整度。經(jīng)檢測(cè)可見,原路面平整度基本在3mm以內(nèi),則表明路面結(jié)構(gòu)性病害,如擁包等基本不存在。由此說明,因環(huán)氧抗滑封層厚度不大,向路面噴灑后,部分會(huì)向路面結(jié)構(gòu)內(nèi)滲入,致使此工藝并不能有效提升路面平整度。
4、滲水性能
本工程選用HHDS-II型路面滲水儀做滲水試驗(yàn),因本路段通車運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),大量路表通水空隙處于封閉狀態(tài),因此,在施工前測(cè)試中發(fā)現(xiàn),測(cè)點(diǎn)大量路面滲水為0。經(jīng)環(huán)氧抗滑封層施工之后,整個(gè)路段無滲水問題,同時(shí)在通車半年后,防滲水效果仍十分良好。具體如表2所示。
六、結(jié)束語
綜上所述,伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展,我國公路建設(shè)規(guī)模越來越大,已逐步形成較為完善的公路網(wǎng)。在道路運(yùn)營階段,因氣候、環(huán)境及交通荷載等原因,瀝青路面往往會(huì)產(chǎn)生不同程度的病害。在公路養(yǎng)護(hù)施工中通過環(huán)氧抗滑封層的應(yīng)用,可得出如下結(jié)論:
(1)環(huán)氧抗滑封層施工后,將有效提升原路面抗滑能力,可提高到75BPN左右,提高幅度為30%~55%。通車半年后,將大大降低抗滑封層的摩擦性能,下降了8BPN,整體路面摩擦大約為67BPN。
(2)銑琢施工后,相比工前,路表構(gòu)造深度有所增加;通車半年后,構(gòu)造深度下降率僅為2%,與摩擦下降幅度相比,較小。
(3)通過檢測(cè)施工前、后平整度情況,可得出在路表平整度方面,環(huán)氧抗滑封層作用不大。
(4)環(huán)氧抗滑封層具有顯著的抗?jié)B水能力,在施工后與通車半年內(nèi),均未出現(xiàn)路面滲水情況。
參考文獻(xiàn)
[1] 李忠.現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)中預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 黑龍江交通科技. 2018(10).
[2] 張寶新.預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)在現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J]. 今日科苑. 2015(09).
[3] 陳亮.現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)中預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 低碳世界. 2018(09).
[4] 湯順翔.預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)在現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J]. 科技展望. 2014(18).
[5] 劉占良.高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的改進(jìn)與完善分析[J]. 黑龍江交通科技. 2015(11).
[6] 何峰.預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)在現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J]. ?住宅與房地產(chǎn). 2018(13).
[7] 王軍安,徐金.公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2009(03).