白峰
摘 要:公路工程在通車運行后,受行車荷載等因素的影響,往往會產(chǎn)生不同程度的損壞,使路面使用功能被減弱,對行車舒適性和安全產(chǎn)生不利影響。為了改善路面使用性能,延長公路使用壽命,路面養(yǎng)護(hù)處理就需要及時跟上。結(jié)合實際公路工程,明確病害成因,提出超粘超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)方案,詳細(xì)闡述原材料的性能、配合比設(shè)計和施工技術(shù)要點,以期為超薄磨耗層施工技術(shù)應(yīng)用提供參考與依據(jù)。
關(guān)鍵詞:超粘超薄磨耗層;配合比設(shè)計;病害成因;技術(shù)要點
中圖分類號:U414.75? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:2096-6903(2023)06-0021-03
0 引言
瀝青路面在通車后,往往會產(chǎn)生不同程度的病害,其中以裂縫問題居多。若不及時處理,勢必會造成更為嚴(yán)重的病害,甚至?xí):π熊嚢踩?/p>
目前,在瀝青路面養(yǎng)護(hù)當(dāng)中,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)用效果良好。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是指在固定周期內(nèi),通過調(diào)查路面狀況,了解路面病害,找出具體原因,針對性地進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)[1]。相比糾正性養(yǎng)護(hù),預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果更好,且更經(jīng)濟(jì)。超粘超薄磨耗層技術(shù)是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的一種類型,其在路面養(yǎng)護(hù)施工中,具有良好的應(yīng)用效果。
1 工程概況
某公路工程建成通車多年,在交通荷載不斷增加和車輛反復(fù)碾壓下,再加上雨水、光照等自然因素的影響,導(dǎo)致半剛性基層產(chǎn)生病害,路面也產(chǎn)生大量裂縫。
通過路面狀況調(diào)查,路面裂縫主要是規(guī)則裂縫,裂縫間距在15~25 m,局部路段產(chǎn)生網(wǎng)裂病害。在行車輪跡帶附近,產(chǎn)生了許多疲勞裂縫、輕微網(wǎng)裂。調(diào)查歷史養(yǎng)護(hù)情況后發(fā)現(xiàn),對網(wǎng)裂修補后,再次出現(xiàn)了松散、開裂的情況,已經(jīng)灌縫過的裂縫也呈失效狀態(tài)。
2 主要病害成因及處理措施
2.1 主要病害成因分析
本路段主要病害為裂縫危害,局部存在網(wǎng)裂現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生裂縫的主要原因是隨著車流量增加,輪胎作用次數(shù)也急劇增長,特別是重載貨車數(shù)量增多,對路面具有十分明顯的“切削”“泵吸”作用,進(jìn)而導(dǎo)致路面抗滑性能下降。具體有以下3種原因。
第一,網(wǎng)裂病害產(chǎn)生的根本原因是車輛荷載的反復(fù)作用下,路面產(chǎn)生了疲勞破壞。若網(wǎng)裂不及時處理,并進(jìn)一步擴(kuò)展,很可能會引發(fā)集料松散現(xiàn)象,甚至產(chǎn)生坑槽[2]。
第二,本路段當(dāng)中,橫向裂縫寬度均超過瀝青混凝土面層寬度,反射裂縫較多。
第三,在行車道輪跡帶上,單條縱向裂縫居多,存在多條平行裂縫。經(jīng)過鉆芯取樣發(fā)現(xiàn),縱向開裂的主要方向為“由上至下”,這表明縱向裂縫基本上屬于疲勞裂縫。在行車荷載的長期作用下,裂縫先出現(xiàn)在面層,隨后逐步發(fā)展到基層。隨著重載車輛不斷增多,導(dǎo)致基層定向開裂的進(jìn)一步發(fā)展。
2.2 養(yǎng)護(hù)施工前病害處理措施
為確保施工質(zhì)量,在施工前,需提前處理原路面的病害。具體有以下兩部分內(nèi)容。
2.2.1 裂縫病害處理
在裂縫處理時,可按照裂縫寬度大小選擇不同的處理措施。裂縫寬度在5 mm以內(nèi)的病害,可選用灌縫機刻槽,先將裂縫內(nèi)的雜物清理干凈,隨后通過灌封膠處治。裂縫寬度在5 mm以外的病害,則通過焊縫處治即可。
2.2.2 網(wǎng)裂、沉陷、車轍病害處理
針對網(wǎng)裂病害,需根據(jù)具體情況采用不同的處理措施。
當(dāng)網(wǎng)裂在4 m2以內(nèi),且存有沉陷病害的情況下,需先利用切割機等設(shè)備將病害處路面破碎、挖除,按照要求,先挖除瀝青面層15 cm。如果存在基層破碎現(xiàn)象,則需清除破碎的部分,再進(jìn)行乳化瀝青碎石封層等施工。
當(dāng)網(wǎng)裂在4㎡以外,且存在沉陷病害的情況下,先利用銑刨機將面層15 cm銑刨掉。如果存在基層破碎現(xiàn)象,應(yīng)繼續(xù)將基層銑刨掉,再進(jìn)行乳化瀝青碎石封層等施工。
如果路面存在深度在1.5 cm以上的車轍病害,要通過銑刨機先進(jìn)行銑刨、找平處理,在路面加鋪過程中,可通過超薄磨耗層瀝青混合料進(jìn)行填補處理[3]。
待病害處理之后,應(yīng)及時進(jìn)行精銑刨處理(精銑刨厚度為1 cm),保證施工質(zhì)量。
3 超粘超薄磨耗層配合比設(shè)計
為提高路面的承載力,結(jié)合項目的實際情況,采用超粘超薄磨耗層(1.5 cm厚)養(yǎng)護(hù)工藝和微表處施工方案兩種養(yǎng)護(hù)方案組合使用的養(yǎng)護(hù)措施,以期滿足施工技術(shù)要求,延長工程使用壽命。
在本工程當(dāng)中,瀝青混合料的目標(biāo)空隙率是15%,關(guān)鍵篩孔為2.36 m。在超粘超薄磨耗層配合比設(shè)計當(dāng)中,配合比試驗采用馬歇爾試驗,最終確定最佳油石比范圍為6.9%~7.1%,瀝青混合料的拌和溫度為185℃。在175℃的試驗溫度條件下,采用質(zhì)量合格的成型馬歇爾試件,雙面擊實50次。在目標(biāo)配合比驗證試驗中,選擇試件空隙率為20%左右的礦料級配完成試驗。
3.1 瀝青
本工程養(yǎng)護(hù)施工采用超粘超薄磨耗層施工方案,使用的瀝青材料屬于專用的特種粘層改性瀝青、特種改性瀝青混合料膠結(jié)料。此類瀝青材料可替代傳統(tǒng)的粘層油,其主要原因是粘層油和舊路面混合料內(nèi)的殘留瀝青之間的相容性相對較好。相比傳統(tǒng)粘層油,此類瀝青材料具有更強的滲透性,在舊瀝青混合料內(nèi),此粘層油可滲透到其內(nèi)部瀝青油膜之中,能夠進(jìn)一步增強粘層油的粘結(jié)能力。
此類瀝青材料的使用,可以進(jìn)一步提升瀝青混合料內(nèi)集料之間的粘結(jié)性能[4]。按照工程實際情況,將粘層油灑布量控制在0.4 kg/m2。表1為改性瀝青主要技術(shù)指標(biāo)及試驗結(jié)果,表2為粘層油試驗結(jié)果。通過試驗可知,該類材料均可滿足施工要求,具有良好的應(yīng)用效果。
3.2 粗集料
根據(jù)工程要求,集料最大粒徑為7 mm。選擇集料時,應(yīng)保證材料具有較高的硬度和強度,并且潔凈、干燥、無雜質(zhì)。石料主要選擇玄武巖、輝綠巖等,此類石料能夠和瀝青材料具有良好的粘附性。本工程,不宜采用石灰?guī)r材料,原因在于此類材料強度低、耐磨性不足。表3為粗集料的技術(shù)要求和試驗結(jié)果。
3.3 細(xì)集料
瀝青混合料當(dāng)中,細(xì)集料的選擇也十分關(guān)鍵,應(yīng)選擇潔凈、干燥、無風(fēng)化及無雜質(zhì)的機制砂,或者是精制石粉。此類材料能夠很好地與瀝青進(jìn)行粘結(jié),粘附性等級在4級之上。表4為細(xì)集料的技術(shù)要求和試驗結(jié)果。
3.4 礦粉
瀝青混合料當(dāng)中,礦粉是主要填料,本工程以石灰?guī)r磨細(xì)后獲取的礦粉為材料,要求其各項指標(biāo)均可滿足施工規(guī)定要求。表5為礦粉主要技術(shù)要求和試驗結(jié)果。根據(jù)上述分析,最終確定混合料的合成級配如表6所示。
4 超粘超薄磨耗層施工技術(shù)要點
根據(jù)工程實際和養(yǎng)護(hù)方案,在超粘超薄磨耗層施工中,為了保證施工效果,采用了微表處+超薄磨耗層的組合施工工藝,主要施工技術(shù)要點有以下兩方面。
4.1 微表處施工技術(shù)要點
為了增強原路面和超粘超薄瀝青混凝土之間的粘結(jié)效果,提升路面的防水性能,需攤鋪微表處。結(jié)合本路段的交通流量情況和舊路面病害問題,需優(yōu)化乳化瀝青和集料級配。在微表處稀漿混合料當(dāng)中,改性乳化瀝青是關(guān)鍵組成部分,其對稀漿混合料及下承層的粘結(jié)能力、攤鋪拌和能力起決定性的作用,還影響著路面結(jié)構(gòu)層的耐久性。因此,需通過室內(nèi)試驗進(jìn)行合理選擇。
在施工中,要保證選擇的級配合理,就必須選擇合理的骨料,這樣才能保證瀝青混合料封層密實、穩(wěn)定。骨料的最大粒徑應(yīng)盡可能與封層厚度保持一致,且粗糙、潔凈、堅硬、耐磨,骨料選擇盡量以棱角較多為主[5]。
4.2 超薄磨耗層施工技術(shù)要點
按照施工組織設(shè)計要求,將全路段病害處理之后,結(jié)合配合比設(shè)計,確定灑布量為0.4 kg/m2。通過粘層油噴灑設(shè)備灑布粘層,保證灑布均勻厚度一致,且時刻做好調(diào)整工作。
在瀝青混合料施工中,需合理控制各階段的施工溫度,將拌和溫度要控制在175~195℃,超過195℃不得用于施工,需廢棄[6]。攤鋪溫度需超過160℃,保證一次攤鋪成型。在灑布粘層油時,需覆蓋好周邊的構(gòu)造物,避免污染。在灑布改性乳化瀝青之后,即可進(jìn)行攤鋪,攤鋪時控制好攤鋪速度,保證勻速、緩慢進(jìn)行。
混合料碾壓時,同樣要控制好碾壓溫度,確定碾壓終了溫度仍滿足規(guī)定要求。碾壓分初壓、復(fù)壓、終壓3階段,每一個碾壓階段都要控制好碾壓速度、遍數(shù),并選擇合適的壓路機和碾壓方式,保證碾壓施工質(zhì)量[7]。
采用梯隊聯(lián)合攤鋪方式,在施工中難免產(chǎn)生縱向接縫,對此一般可采用斜接縫接縫。攤鋪時,要合理控制2臺攤鋪機之間的間距,一般為3~5 m。
5 結(jié)束語
超粘超薄磨耗層作為一種先進(jìn)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),采用了粘度較高的改性乳化瀝青材料。此類材料防水抗?jié)B性能良好,能確保瀝青路面下承層無滲水現(xiàn)象,迅速排出層間水,保證與面層之間具有較強的粘結(jié)性,可達(dá)到功能層的效果。
參考文獻(xiàn)
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