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热熔橡胶沥青碎石封层养护技术的应用

2022-07-28卢宝艳

四川水泥 2022年7期
关键词:封层石料碎石

卢宝艳

(中铁一院集团南方工程咨询监理有限公司兰州分公司,甘肃 兰州 730000)

0 引言

针对不同沥青路面病害,其养护措施可分为裂缝填封、薄层罩面、表面碎石封层以及沥青再生四种方式,而表面碎石封层养护方式因其较为明显的优势,得到广泛应用。其主要应用原理为利用适量的胶结料洒布在养护区域路表,随后在其上洒布单粒径碎石,并通过碾压作业的方式使碎石2/3嵌入胶结料中,使其形成一种耐久、抗滑的道路表面。本文将结合实际案例,对热熔橡胶沥青碎石封层技术的应用进行探究。

1 公路沥青路面裂缝及危害

沥青路面裂缝病害主要分为荷载性裂缝以及非荷载性裂缝两种,荷载性裂缝产生原因主要受路面设计不科学或施工质量影响,结构层本身强度难以满足道路运输量日益提升带来的荷载量提升要求,导致强度裂缝出现;而非荷载性裂缝主要表现为反射裂缝以及低温裂缝两种形式,前者是由于基层开裂,后者则是路面本身在温差作用下产生。依据裂缝形式,非荷载性裂缝可以分为横向裂缝、纵向裂缝、龟裂等。一旦沥青路面出现裂缝,雨水等地面径流水会渗入道路基层,导致其承载力大幅下降,在行车荷载的作用下,结构层内部在水流反复冲刷下,道路病害恶化幅度大幅提升,使得裂缝不断扩宽,导致沥青路面以及基层遭受更为严重的破坏,最终导致道路沉陷、坑槽等情况发生,严重影响路面使用功能,甚至会导致严重的安全事故发生。

2 沥青路面碎石封层养护性能及优缺点

2.1 沥青碎石封层路面养护性能

通过沥青路面碎石封层预防性养护作业,对原有路面中存在的细小裂缝进行封堵,提升路面的防水性能和防滑性能,承载磨耗层功能,并强化低温抗裂性能,实现控制反射裂缝发展的目的,达到提升安全性、耐磨耗性、抗裂缝性的目的。具体表现如下:

(1)防水性能。碎石封层主要利用沥青结合料填补路面中的微小裂缝,使其形成严密的薄膜实现提升防水性能的目的,其防水性能直接受沥青层厚度以及沥青与路面之间的黏结程度影响。从技术角度分析,防水性能会随着沥青层厚度提升而提升,然而考虑到碎石封层设计配比、成本投入等相关因素,实际设计中沥青层厚度通常控制在1~3mm。

(2)抗滑性能。石料表面粗糙度、碎石封层构造深度等直接决定其抗滑性能,通过选择适量的碎石粒径以及设计配比,可以获取合理的构造深度,进而实现提升碎石封层抗滑性能的目的。

(3)耐磨损耗性能。碎石在车辆轮胎的摩擦下会不断损耗,而碎石性能则直接决定碎石封层耐磨性。因此,在实际选择石料时,应重视材料的耐磨性能。

(4)抗裂缝性能。从技术角度分析,沥青层厚度、沥青黏结性能等会直接影响碎石封层抗裂缝性,沥青层厚度通常为1~3mm。因此,应选择高性能沥青以及特殊封层结构实现提升抗裂缝性目的。

2.2 碎石封层技术优缺点

2.2.1 技术优势

(1)可以实现有效治理道路病害的目标。沥青路面碎石封层在实际应用过程中,可以有效针对裂缝、表面磨光、泛油等病害,同时具备耐磨耗、抗滑性能好等优势,落实改善路面表面性能的目标。

(2)延长道路使用寿命。该技术利用沥青混合料对微小裂缝进行修补,并在路表形成一层保护膜,确保地表径流水不会沿裂缝渗入路基中,实现提升道路使用寿命目的。

(3)性价比相对较高。相较于稀浆封层形式,碎石封层的成本投入虽然稍高,但是使用寿命可达到10 年左右,且实际养护效果好。而与微表处以及沥青混凝土罩面相比,其经济性优势极为显著。

(4)施工过程较为简易,且对交通影响较低。该工艺在实际应用过程中只需一台车辆撒料,随后利用胶轮压路机进行碾压作业即可。且施工完毕后可立即开放交通,只需对车速进行一定限制,对交通影响相对较低。

2.2.2 技术短板

(1)无法应用于路面结构性损坏修复作业。碎石封层是一层较薄的沥青处治层承担路面养护作业,对承载力不足或车辙、沉陷等病害的修补能力相对较弱。

(2)不适用于高交通量、高车速的道路。在碎石封层作业中,碎石材料直接镶嵌于沥青结合料之上,车速过大的情况下,碎石可能产生脱落飞溅情况,对行车安全造成威胁。

(3)施工季节限制较大。在实际应用碎石封层工艺时,为确保沥青以及碎石之间具备较强的黏附力,实际作业过程中需要确保路面温度在15℃以上,气温在20℃以上,因此,仅能在夏秋两季的晴热天气下进行施工。

3 热熔橡胶沥青碎石封层养护施工要点

为深入探究沥青碎石封层养护施工要点,本文选取某地区公路工程养护项目进行具体说明。该案例工程路面受温差、车流量等因素影响,出现大量裂缝,如果不及时进行修补与养护,会导致路基受到严重的侵蚀。技术人员在充分结合道路工程情况以及养护需求的基础上,决定采用取热熔橡胶改性沥青碎石封层技术开展本次养护作业。

3.1 施工准备工作要点

(1)石料及沥青用量进行控制。严格依照相关要求,依据粒径统一、坚硬耐磨、干燥洁净标准进行原料筛选,同时,充分考虑到大、小粒径石料在实际应用过程中可能出现的缺料、飞石等问题,对不同粒径石料用量及应用性能进行检验,保障其可以满足堑挤以及层间粘连。对经过水洗的石料进行除尘处理,并将温度控制在70~80℃下进行拌和后施工。设计上下两层碎石粒径分别控制在5~10mm以及10~15cm范围内,并分别依照95%~100%以及80%~85%的覆盖率进行作业,同时设计沥青洒布量控制在1.4kg/m2以及2.2kg/m2。本次施工中,将100 号沥青作为基质沥青,并融入25%的橡胶粉,具体参数如表1所示。

表1 橡胶粉筛分级配要求

(2)施工温度控制。在地表温度过低的情况下进行施工会导致返潮情况出现,使得砌筑层以及原路面之间的黏结度不足,甚至导致脱皮、卷皮问题发生。因此,利用多种措施确保地面温度在施工过程中始终保持在25℃以上。此外,为最大限度地避免沥青洒布不均或喷嘴堵塞问题,设计将沥青洒布温度控制在190~200℃范围内,同时对沥青材料进行雾化处理,以确保施工有序开展。

(3)施工现场清扫。灰尘会导致沥青材料黏度下降,路面泥块等污物也会导致封层与原路面之间的黏接度大幅下降。此外,如果路面上存在水渍会导致沥青冷却速度加快,还会产生水膜,导致其难以产生勃结力,影响实际施工成效。因此,施工单位在准备阶段对整个施工路段进行全面清洁处理。

(4)接缝处治方案设计。为确保密实度以及美观性,设计采用油毡或钢板材料,由接缝两边面层进行搭接作业。考虑到该工程采用双层施工设计,在实际搭接过程中,需将上下层接缝错开处理,以规避油带、错台等病害出现。

3.2 施工过程质量控制要点

(1)原材料标定及设备选择。案例工程中,施工人员依据施工工艺要求,选择同步碎石封层洒布车开展原料洒布作业,为确保施工质量,在正式作业开始前对碎石洒布量进行精准标定,并将误差控制在可接受范围内。同时,为切实保障沥青材料雾化处理成效以及布料均匀性满足实际需求,对碎石布料器喷油嘴进行调试。除此以外,准备清扫车、大吨位胶轮压路机以及吹风机设备,具体规格参数如表2所示。

表2 相关设备规格参数

(2)施工流程:清扫→放线→施工→养护。

在清扫工序中,首先对养护路段进行封闭,严禁非施工车辆进入,并利用强力清扫车对相关路段进行全面清洁,最大限度地保障路面无泥块、油迹等,针对清扫车难以清扫的边角部分,则采用钢丝刷以及吹风机进行清理。

在放线工序中,开展布料作业之前利用白石灰粉在相应路段画出中线以及边线,确保布料宽度以及线形直顺。

在正式施工过程中,技术人员跟车对布料均匀性、喷油嘴堵塞等情况进行监督,一旦发现问题及时叫停施工,排除相应故障后再次开始作业。在作业过程中,施工人员要剔除超粒径碎石,并对散落于道路外的石料进行回收,确保石料可以紧密地勃结、裹覆于沥青之上。同时采用胶轮压路机跟随布料车进行碾压作业,反复进行10次以上。

在养护工序中,首先应对施工后的路面进行检查,如发现有缺陷或碾压程度不足等问题,应及时处理。在保证无特殊问题的情况下,可在施工完成1~2h 内开放交通,同时,对路面后期开展定期维护,如发现高温泛油现象,应洒布石料进行处理。

4 结束语

通过沥青路面碎石封层预防性养护作业,对原有路面中存在的细小裂缝进行封堵,有效提升路面的防水、防滑性能、耐磨耗、抗裂性能,提升了沥青公路路面的安全性和使用寿命。通过实际案例,应用热熔橡胶沥青碎石封层技术后取得了较好的成效,完全达到预期设计要求,可以为同类型公路养护作业提供参考。

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