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公路工程中沥青纤维碎石封层施工技术研究

2023-03-12李建林

工程建设与设计 2023年3期
关键词:封层乳化碾压

李建林

(张家口市张北县交通运输局公路应急保障中心,河北 张北 076450)

1 引言

公路面层大多数采用沥青混凝土材料,与其他类型的路面材料相比,沥青路面具有平整度高、抗滑性好、使用寿命长等特点[1]。然而,随着外界行车荷载以及气候环境的不断变化,当公路运营一段时间后,沥青路面难免会存在一些病害问题,不仅影响公路的正常运营,还会伴随交通行车危险,因此,需进行必要的路面养护处理。本文提出一种沥青纤维碎石封层沥青路面养护技术,并结合实际工程对其施工技术要点进行重点研究。

2 工程概况

某公路建设项目已投入运营一段时间,该公路全线长为67.650 km,设计行车速度为80 km/h,双向六车道设计标准,且路基宽度为27.5 m。由于该公路交通流量较大,通过对公路全线排查,发现沥青路面已存在多处破损现象,裂缝、车辙、坑槽等病害较为严重,雨季过后沥青路面容易产生积水现象,不仅降低了公路运营的安全性,还影响公路整体美观。基于上述问题,运营单位拟决定进行沥青路面养护处理,为提高沥青路面养护维修质量,选用沥青纤维碎石封层技术进行施作。

3 沥青纤维碎石封层施工技术要点

3.1 原材料设计

3.1.1 乳化沥青

沥青纤维碎石封层施工应用中,主要采用的是乳化沥青胶结料,根据乳化沥青良好的黏结性和流动性,可有效提高封层内部碎石之间的黏附效果,进而确保封层整体施工质量[2]。本项目采用SBS改性阳离子乳化沥青,通过室内试验确定其主要性能参数(见表1)。

3.1.2 碎石

沥青纤维碎石封层中掺加碎石的主要作用为抵御行车荷载磨耗,因此,碎石材料的选取应重点考虑,尽量选择坚硬度、纹理度较好的碎石[3]。本项目采用的碎石为玄武岩,通过室内水洗筛分后确定其规格在4~8 mm,以加强排水、抗滑效果,同时碎石的覆盖率应满足设计要求,其洒布量选定在7~9 kg/m2,通过室内试验确定其主要技术指标(见表2)。

表1 乳化沥青性能参数技术指标

表2 玄武岩碎石技术指标

3.1.3 纤维

为提高与玄武岩碎石之间的结合效果,本项目选择采用同等材质的纤维材料,即玄武岩纤维(见图1),其工程特性与玻璃纤维相似,绝缘性好且耐酸碱作用,在高温条件下稳定性高。玄武岩纤维主要技术指标见表3。

图1 玄武岩纤维实图

表3 玄武岩短切纤维技术指标

3.2 施工准备

3.2.1 路面病害处治

由于原沥青路面存在较多病害问题,在沥青纤维碎石封层施工前需对原路面病害进行处治,为封层施工奠定基础和条件。针对路面裂缝问题,可采用灌缝工艺进行处理,首先,利用压缩空气法将裂缝内的杂物进行清除,再对裂缝进行干燥处理。然后,将加热后的混合料灌入裂缝中。针对路面沉陷问题,先对病害部分进行铣刨,清理完槽内杂物后再喷洒热沥青。

3.2.2 材料、设备准备

沥青纤维碎石封层施工前,提前将封层设备、清扫机、压路机、碎石撒布机等各项设备提前准备并调试安装[4]。将碎石、纤维、乳化沥青等原材料提前准备,并对其技术指标进行性能检测,待检测合格后方可投入使用。

3.3 喷洒沥青及纤维

沥青纤维洒布前,采用清扫机将原路面上的杂物、灰尘进行清除,待清洁度达到标准后即可进行喷洒处理。纤维和沥青的喷洒应具备均匀性,同时洒布量应满足设计要求,不得存在不足或超限现象,针对横向搭接应对喷洒宽度进行适当调整。控制封层洒布设备的行走速度约为3.7 km/h。

3.4 撒布碎石

本项目采用撒布机进行碎石撒布,待纤维及沥青洒布完毕后立即开展碎石撒布,撒布过程中保持均匀连续,不得存在局部碎石集中。碎石撒布机的行走速度需与纤维封层洒布设备行进速度保持一致,针对碎石撒布不均匀或不到位之处,应进行人工补撒处理。碎石的洒布需在乳化沥青破乳前完成,并采用全幅撒布碎石,以提高封层整体施工效果。

3.5 碾压密实

采用压路机进行碎石封层碾压,待碎石撒布完毕后及时进行碾压处理,需确保进行2~3遍碾压施工。压路机碾压速率保持与封层设备同步,并选用分层碾压技术进行施作,同时需针对接缝部位进行着重碾压[5]。碾压施工完毕后,对碾压质量进行检测,观测乳化沥青是否完全破乳,否则不得开放交通,同时应限制重载车辆通行,其他车辆行进速度不得高于40 km/h。

3.6 施工注意事项

1)沥青纤维碎石封层施工过程中常会选用大型自动化机械设备,可通过设备上自带的系统控制乳化沥青和碎石的洒布量,因此,在施工前需对相应指标进行调试设定,同时需重点关注材料结块问题。

2)碎石的洒布和碾压需在乳化沥青完全破乳后方可施作,以确保封层整体施工质量。严格对各项施工设备的施工温度、速度进行严格控制,施工技术人员应及时进行现场观察和数据记录。

4 沥青纤维碎石封层施工质量检测

沥青纤维碎石封层为一种沥青路面预防性养护技术,可有效吸收并分散应力作用,降低裂缝的产生,避免局部应力集中。封层结构中掺加纤维材料能形成牢固的网状结构,提高结构层的耐磨性和稳定性,同时防水效果良好。沥青纤维碎石封层施工完毕后,采用相应验收指标(见表4)进行质量检测,并对施工前后各项指标进行对比分析,检测结果见表5。检测结果表明,采用沥青纤维碎石封层技术施工后,沥青路面上各种病害问题均得到一定的改善,同时其抗滑性、耐久性均得到有效提升,使路面寿命有所延长。

5 结语

沥青纤维碎石封层属于沥青路面预防性养护技术,可有效减少裂缝的产生,避免局部应力集中,结合牢固的网状结构,可提高沥青路面的耐磨性和稳定性。本文重点对沥青纤维碎石封层施工技术要点进行研究,通过路面工程实际应用,正式了沥青纤维碎石封层技术应用的可行性和实用性。

表4 沥青纤维碎石封层交工验收检验要求

表5 施工前后指标对比表

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