(唐山市交通運(yùn)輸局公路管理站,河北 唐山 063000)
眾所周知,瀝青是一種吸熱材料,且對太陽輻射的吸收率較高,因此瀝青混凝土路面溫度往往高于外界氣溫,路面極易出現(xiàn)高溫車轍病害。太陽熱反射涂層作為一種瀝青混凝土路面表面處治技術(shù),可以通過涂層內(nèi)部微粒子的作用,將紅外線反射出去,達(dá)到降低瀝青路面溫度的效果。鑒于該技術(shù)目前在實(shí)際工程中的應(yīng)用尚不成熟,本文結(jié)合某公路工程,從熱反射涂料、防滑顆粒等原材料質(zhì)量控制,到施工流程優(yōu)化,對瀝青混凝土路面熱反射涂層施工應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。
某公路工程試驗(yàn)路段全長3 k m,起訖樁號為K15+200~K18+200,道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為雙向六車道,設(shè)計行車時速為60km。路表面為密集配瀝青混凝土,路幅寬度為26m,此次施工將在原瀝青混凝土路面的基礎(chǔ)上,加鋪一層瀝青混凝土熱反射涂層,以降低路面溫度,減少高溫車轍病害發(fā)生的幾率。
1.熱反射涂料
該材料通常由兩種輔助材料配制而成,一種為固體引發(fā)劑,一種為液體材料,在正式使用前需將兩種輔助材料混合在一起,配制成的涂料具有較高的粘結(jié)性。具體性能指標(biāo)如表1所示。
表1.熱反射涂料的性能指標(biāo)
2.防滑粒料
防滑粒料一般選用陶瓷顆?;虻V石顆粒,粒料級配范圍為0.5 mm~1mm,要確保粒料顆粒潔凈無雜質(zhì),使用時粒料顆粒應(yīng)充分干燥。熱反射涂層粒料顆粒的性能指標(biāo)如表2所示。
時間/min 項(xiàng)目 單位 性能參數(shù) 技術(shù)指標(biāo)表觀比重 - 2.52 2.3~2.7吸水率 % 1.5 <2磨耗損失率 % 14 <20硬度 - 10 >7路面不同層位溫度測定值/℃無涂層表面 有涂層表面 無涂層2.5cm處 有涂層2.5cm處0 23.1 23.1 23.1 23.1 60 56.3 52.8 45.3 40.8 120 66.1 59.3 61.2 54.5 180 38.8 40.5 48.6 44.9 240 35.1 36.7 40.8 39.9
3.施工設(shè)備
熱反射涂層路面施工可采用專用設(shè)備噴灑的方式,也可采用人工涂刷的方式,前者一般用于大面積路表面的施工,使用的設(shè)備有螺旋攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、涂料涂布設(shè)備等。
熱反射涂層的具體施工流程為:路面清掃與養(yǎng)生→涂刷熱反射涂層→灑布粒料顆?!克⒌诙油繉印俅螢⒉挤阑A项w?!∧ゐB(yǎng)生處理→清掃路面→開放交通。
(1)在正式施工前,首先要在交通管理部門的協(xié)助下,對施工路段進(jìn)行交通管制,盡量采用半封閉施工,施工路段要放置醒目的提示牌,提醒駕駛?cè)藛T安全行駛。
(2)在施工路段,為防止路表面瀝青薄膜對熱反射涂層粘結(jié)性產(chǎn)生影響,在涂布前應(yīng)對原路面進(jìn)行清掃處理;出現(xiàn)坑槽、松散等病害的路段,要先進(jìn)行修補(bǔ)處理;存在油脂等污漬的區(qū)域,需要提前清理,確保熱反射涂層技術(shù)的施工質(zhì)量。
(3)待新建路面或舊路面病害處理部分達(dá)到一定強(qiáng)度后,現(xiàn)場工作人員要對路表進(jìn)行清掃、預(yù)養(yǎng)護(hù)處理,為保證涂層粘結(jié)性能,可采用鼓風(fēng)機(jī)清理路面灰塵或松散石料,并用膠布將路面標(biāo)線遮蓋起來,防止施工過程中路面標(biāo)線位置丟失,然后使用養(yǎng)護(hù)土工薄膜覆蓋路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,進(jìn)行熱反射涂層材料的拌和,并根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)確定硬化劑的添加量。
(4)在涂層材料正式灑布前,要通過室內(nèi)試驗(yàn)確定涂層材料的最佳用量。第一層的涂布量為0.4kg/m2,防滑粒料灑布量為0.5kg/m2,灑布期間,要使用護(hù)墻板將施工路段遮擋起來,以免影響正常路段運(yùn)行,第一層涂層施工完成后,要對封閉的道路進(jìn)行養(yǎng)生處理,養(yǎng)生時間一般為30min~60min。待第一層涂層養(yǎng)生完成且已經(jīng)硬化后,方可進(jìn)行第二層涂層的施工,第二層的涂布量為0.4kg/m2,防滑粒料顆粒灑布量為0.2kg/m2。
(5)待熱反射涂層施工完成后,要對噴灑不均勻的區(qū)域進(jìn)行人工涂刷處理,并清掃不潔凈的部分,最后對整個施工路段進(jìn)行養(yǎng)生處理,養(yǎng)生時間為30min~60min,待路面達(dá)到一定強(qiáng)度后,方可開放交通。
當(dāng)外界氣溫較高時,熱反射涂層材料會迅速凝固;當(dāng)外界溫度較低時,熱反射涂層材料無法完全凝固。因此,在進(jìn)行路面熱反射涂層施工時,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工條件,將施工溫度控制在15℃~35℃。寒冷地區(qū)如無法控制施工溫度,應(yīng)停止施工,避免影響施工質(zhì)量。
瀝青混凝土路面熱反射涂層技術(shù)可有效降低路面溫度、改善路表外觀和修補(bǔ)微病害,但涂層的使用對原路面也有一定的要求,原路面應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,在重載作用下,路面不會產(chǎn)生較大變形或裂縫。同時要確保路表平整、清潔,這直接關(guān)系到熱反射涂層能否有效滲透和粘結(jié)。
為評價熱反射涂層在瀝青混凝土路面的使用效果,在施工完成后,課題組對試驗(yàn)路段的路表溫度和抗滑性能進(jìn)行了測試。
在施工路段鉆芯取樣后,模擬太陽光照作用下,芯樣表面和路表深度2.5cm處溫度的變化,照射高度控制在50cm。通過對照射期間和照射完畢后的試件溫度進(jìn)行分析得出:隨著光照時間的增加,有涂層和無涂層試件的溫度均呈現(xiàn)增長趨勢,其中路面2.5cm處溫度變化趨勢相同,而且無論是試件表面還是路面2.5cm處,有涂層試件的溫度均明顯低于無涂層試件,但在停止光照后,有涂層試件散熱速率不如無涂層試件。說明熱反射涂層應(yīng)用于瀝青混凝土路面后,可有效降低路面在光照下的溫度,減小路面高溫車轍病害發(fā)生的幾率。
本文以路面抗滑性能作為評價指標(biāo),使用擺式摩擦儀對路面抗滑擺值進(jìn)行測定,檢測結(jié)果如表3所示。
表3.熱反射裂縫施工前后路表面抗滑擺值
由表3可知,由于熱反射涂層材料添加了抗滑粒料,施工后瀝青混凝土路面的抗滑性能得到大幅度提高,從而保證道路行車安全。說明熱反射涂層技術(shù)的應(yīng)用,可有效提高路表面抗滑特性。
熱反射涂層通過增加對紅外線的反射率,改變了路面被動接受高溫的情況,起到了降低路表溫度的作用。本文結(jié)合某公路工程,對熱反射涂層進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并評價了施工完成后的路表溫度、抗滑性能。結(jié)果表明,瀝青混凝土路面熱反射涂層技術(shù),可有效降低路面溫度,并提高抗滑性能等路表特性。