高速公路瀝青路面薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)與施工方法分析

王 暉

(甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)養(yǎng)護(hù)科技有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展高速發(fā)展的背景下，汽車保有率以及公路運(yùn)輸量大幅提升，這使得高速公路瀝青路面在車輛荷載以及自然環(huán)境雙重作用下出現(xiàn)裂縫、坑槽等質(zhì)量缺陷的概率大幅提升，這些質(zhì)量缺陷問題在影響路面行駛安全性的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致高速公路使用壽命大幅下降。因此，行業(yè)內(nèi)不斷加強(qiáng)對(duì)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究力度。

通過調(diào)查研究可知，薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可以有效提升瀝青路面的平整度及抗滑性能，同時(shí)修復(fù)工程中存在的細(xì)微病害，避免其隨時(shí)間發(fā)展逐漸擴(kuò)大，進(jìn)而影響公路施工安全性[1]?，F(xiàn)階段，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類公路工程預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作中，加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

為了詳細(xì)說明薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用措施，本文選取蘭州至?？趪腋咚俟?G75)武都至罐子溝建設(shè)項(xiàng)目路面工程提升整治WGTS1標(biāo)段進(jìn)行說明。該工程樁號(hào)為K462+577—K538+000，案例路段設(shè)計(jì)行車速度為80 km/h，車道規(guī)劃為雙向四車道。經(jīng)過多年的交通運(yùn)營，武罐高速原混凝土路面平整度及抗滑指標(biāo)下降明顯，部分路面平整度指標(biāo)和抗滑指標(biāo)評(píng)定為差，嚴(yán)重影響行車的舒適性和安全性。

由于該路段建設(shè)初期使用的碎石壓碎值等指標(biāo)接近規(guī)范要求的極限值，加之該地區(qū)降雨量大、氣候條件差，對(duì)混凝土耐久性不利。近年來，隨著交通量不斷增加，混凝土路面在長時(shí)間的行車荷載作用下，路面刻紋逐漸磨平，路面病害迅速擴(kuò)大。因此，為了提升該路段混凝土路面服務(wù)質(zhì)量，亟需對(duì)該段混凝土路面進(jìn)行維修。在綜合多種因素考量后決定采用薄層罩面技術(shù)對(duì)其進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，主要施工材料采用熱拌開級(jí)配改性超薄罩面加鋪層。

2 薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工流程及要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備階段作為整個(gè)施工流程的起點(diǎn)環(huán)節(jié)，其工作質(zhì)量對(duì)整體質(zhì)量具有直接影響。本工程施工過程中首先對(duì)施工材料以及設(shè)備性能進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保其各項(xiàng)指標(biāo)滿足實(shí)際施工需求?，F(xiàn)場技術(shù)交底工作較為詳細(xì)，一定程度上為提升施工質(zhì)量提供了有力支持。此外，施工技術(shù)人員在實(shí)地調(diào)查后得出路面裂縫與質(zhì)量在軸重與車輛行駛速度之間的聯(lián)系較為緊密的結(jié)論，在制定有針對(duì)性的施工方案時(shí)也制定了完善的交通管制方案，有效避免了施工與交通之間相互影響的情況發(fā)生[2]。此外，針對(duì)施工自然環(huán)境條件問題，施工單位作出氣溫低于10℃或降雨天氣時(shí)暫停施工的決策，避免自然環(huán)境條件對(duì)施工質(zhì)量造成不利影響。

在此環(huán)節(jié)中，施工單位針對(duì)最佳油石比進(jìn)行計(jì)算，最大限度地保證瀝青混合料的性能。案例工程中，技術(shù)人員主要采用馬歇爾設(shè)計(jì)法對(duì)混合瀝青材料的表現(xiàn)密度、理論最大毛體積相對(duì)密度、孔隙率等進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如公式(1)～(3)所示。

(1)

公式(1)中，γf為利用表干法對(duì)瀝青混合料試件毛體積相對(duì)密度計(jì)算結(jié)果，單位為g/cm3；ma、mw分別表示試件在干燥狀態(tài)下的控制質(zhì)量以及水中質(zhì)量，單位為g；ρw表示常溫條件下的水密度。

(2)

公式(2)中，γt表示理論情況下，混合料的最大毛體積密度，單位為g/cm3；p1…pn表示瀝青混合料中各種礦料的配合比；γ1…γn表示瀝青混合料中各礦料的相對(duì)密度；pa、px分別表示瀝青材料及礦料之間的質(zhì)量比以及纖維用量，以礦料質(zhì)量百分率計(jì)，由占瀝青混合料總量百分率換算得到，單位為%；γa、γx為纖維的相對(duì)密度和瀝青的相對(duì)密度。

(3)

公式(3)中，VV表示試件的孔隙率，單位為%；γt表示實(shí)測狀態(tài)下，理論混合料計(jì)算可得出的理論密度或是最大密度，單位為g/cm3；γf表示試件的表觀目的，單位為g/cm3。

2.2 混合料拌和流程及運(yùn)輸方案

本工程施工作業(yè)過程中，施工單位嚴(yán)格按照規(guī)定配比對(duì)混合料進(jìn)行拌和，同時(shí)在材料采購方面依照本工程設(shè)計(jì)中規(guī)定的生產(chǎn)級(jí)配進(jìn)行。在實(shí)際進(jìn)行拌和過程中嚴(yán)格把控溫度以及時(shí)間，通過均勻攪拌避免混合料花白、結(jié)塊以及離析嚴(yán)重等質(zhì)量問題出現(xiàn)。

在運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)方面，本工程主要采用自卸式運(yùn)輸車輛，在混合料裝車運(yùn)輸之前首先對(duì)車輛進(jìn)行清洗，并在相應(yīng)位置設(shè)置隔離層，此外，在運(yùn)輸過程中，施工單位對(duì)運(yùn)輸溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，以實(shí)現(xiàn)保障混合料在運(yùn)輸過程中不會(huì)出現(xiàn)降溫情況，滿足噴灑施工要求。

2.3 粘結(jié)層噴灑及罩面碾壓同步施工

施工單位在實(shí)際施工過程中充分認(rèn)識(shí)到溫度對(duì)粘結(jié)層噴灑作業(yè)質(zhì)量的影響，嚴(yán)格依照本路段路表粗糙度對(duì)噴灑量與厚度進(jìn)行控制。在噴灑過程中出現(xiàn)一定花白現(xiàn)象，攤鋪機(jī)要重新進(jìn)行噴灑作業(yè)，在確保噴灑均勻后開始進(jìn)行與罩面層同步施工。

施工單位在進(jìn)行混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前，首先對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行預(yù)熱處理，確保攤鋪過程中溫度始終保持在100℃以上，同時(shí)對(duì)攤鋪底層進(jìn)行事先清理；在攤鋪過程中，施工單位嚴(yán)格控制作業(yè)速度，現(xiàn)場技術(shù)人員在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過程中實(shí)時(shí)對(duì)作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行觀測，確保作業(yè)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后組織團(tuán)隊(duì)對(duì)部分質(zhì)量不合格區(qū)域進(jìn)行換填及布料處理[3]。在整個(gè)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后，施工單位立即調(diào)用壓路設(shè)備進(jìn)行碾壓作業(yè)，最大限度地縮短碾壓長度，碾壓過程中對(duì)作業(yè)溫度進(jìn)行嚴(yán)格把控，最終滿足壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求。

2.4 接縫處理流程

在案例工程中，對(duì)薄層罩面路面拼接縫位置的處理質(zhì)量是決定路面平整度是否滿足實(shí)際需求的重要因素之一。接縫處理方式主要依據(jù)單幅攤鋪以及雙幅攤鋪方式?jīng)Q定。針對(duì)單幅攤鋪情況的接縫處理工藝，可以選擇縱向結(jié)構(gòu)形式，在攤鋪過程中混凝土材料溫度尚未降至常溫狀態(tài)時(shí)應(yīng)對(duì)該部分進(jìn)行預(yù)留處理，方便后續(xù)加鋪施工；本案例工程中采用雙幅攤鋪，因此，實(shí)際作業(yè)過程中施工人員將搭接長度控制在5～10 m，同時(shí)按照施工設(shè)計(jì)要求對(duì)接縫平整度進(jìn)行相應(yīng)處理。

2.5 交通管制方案設(shè)計(jì)

通常情況下，薄層罩面技術(shù)應(yīng)用需要在白天進(jìn)行。因此，本工程施工主要選擇白天進(jìn)行作業(yè)，并進(jìn)行交通管制，避免車輛影響施工作業(yè)，夜間開放交通。針對(duì)特殊情況下，夜間交通無法開放的情況，施工單位準(zhǔn)備必要的夜間反光標(biāo)識(shí)物，避免影響車輛夜間行駛安全。在保證交通安全的前提下，當(dāng)路面溫度下降至50℃時(shí)即可對(duì)交通進(jìn)行開放處理。此外，考慮到薄層罩面的透水性，施工單位未對(duì)路面進(jìn)行灑水處理，避免對(duì)粘結(jié)層造成破壞。

3 路面施工質(zhì)量檢驗(yàn)

3.1 平整度檢測

本工程在完成整個(gè)施工作業(yè)流程后，依據(jù)我國頒布的《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》對(duì)其平整度進(jìn)行檢測，通過利用連續(xù)式平整度儀進(jìn)行檢測后形成如表1所示的結(jié)果。由表中數(shù)據(jù)可知，本工程路面行駛質(zhì)量指數(shù)值在8.5以上，完全符合我國對(duì)瀝青路面行駛質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[4]。此結(jié)果說明利用薄層罩面技術(shù)可以有效提升路面的平整度和行駛質(zhì)量。

表1 工程路面平整性檢測情況

3.2 抗滑性能檢測

本工程在養(yǎng)護(hù)工作完成后，利用擺式摩擦系數(shù)測定儀對(duì)工程施工結(jié)束后第1月、第3月、第6月、第12月的抗滑系數(shù)進(jìn)行檢測，并形成如表2所示的結(jié)果。通過分析標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)可知，在本次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程完成后，路面抗滑擺值基本穩(wěn)定在56 BPN左右，完全滿足規(guī)范要求中抗滑擺值在42 BPN以上的要求。由此可以表現(xiàn)出薄層罩面對(duì)提升道路抗滑性能方面具有積極促進(jìn)作用。

表2 抗滑系數(shù)檢測結(jié)果

4 結(jié)語

本文研究中通過對(duì)某路段工程進(jìn)行研究，分析出在薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)注意積極控制作業(yè)溫度以及運(yùn)輸溫度，避免影響施工效果；同時(shí)在實(shí)際作業(yè)過程中應(yīng)注意嚴(yán)格按照工序要求進(jìn)行施工，最大限度地提升施工質(zhì)量。通過對(duì)本工程施工效果進(jìn)行分析可知，該技術(shù)可以有效改善路面環(huán)境以及質(zhì)量，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。