何華庭 張 敏 李佳駿 王嘉豪 王海洋

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院）

0 前言

隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展，道路通車?yán)锍萄杆偬岣?。但公路使用年限的增長(zhǎng)，道路路面質(zhì)量和服務(wù)能力逐年下降，對(duì)車輛的行車舒適性和安全性造成很大的影響。道路功能不滿足車輛交通實(shí)際的需要時(shí)，急需實(shí)施必要的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，對(duì)越來(lái)越多的公路路面病害進(jìn)行相關(guān)處理，這也促使了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的需求在不斷增大，公路養(yǎng)護(hù)意識(shí)逐漸提高。精細(xì)抗滑超表處技術(shù)是一種具有良好的成本效益和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)性能的技術(shù)，它適用于多種類型的公路、交通及氣候條件，可應(yīng)用于高速公路橋面、直線段瀝青路面和彎道路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，能更好地幫助解決公路上的常見(jiàn)病害問(wèn)題，是一種經(jīng)濟(jì)合理的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

1 精細(xì)抗滑超表處技術(shù)及設(shè)備

1.1 工藝原理

作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，精細(xì)抗滑超表處源于乳化瀝青同步碎石封層技術(shù)，本工藝對(duì)傳統(tǒng)碎石封層的瀝青粘結(jié)料、集料粒徑、集料級(jí)配及施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

精細(xì)抗滑超表處技術(shù)是采用專用設(shè)備將特種改性的高黏乳化瀝青及單一粒徑的集料同時(shí)灑布在路面上后，采用膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓成型，使膠結(jié)料與集料之間充分接觸，達(dá)到最大限度的粘結(jié)。養(yǎng)生后，采用余料自動(dòng)回收設(shè)備將浮石回收后，再進(jìn)行上層專用霧封層材料的灑布，起到穩(wěn)固集料的作用，從而形成保護(hù)原有路面的磨耗層。

1.2 設(shè)備——同步碎石封層車

1.2.1 設(shè)備工作原理

同步碎石封層的工作原理是利用專門(mén)的施工設(shè)備——同步碎石封層車，將乳化瀝青與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時(shí)噴灑在路面上，并通過(guò)膠輪壓路機(jī)施加外荷載進(jìn)行碾壓，使得瀝青與石料在較短的時(shí)間內(nèi)完成結(jié)合，從而完成瀝青碎石同步封層工作。

設(shè)備實(shí)際應(yīng)用技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1所示。

表1 同步碎石封層車技術(shù)參數(shù)

1.2.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)主要組成

同步碎石封層設(shè)備系統(tǒng)主要是由動(dòng)力以及傳動(dòng)系統(tǒng)、碎石灑布系統(tǒng)、瀝青灑布系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。

其中碎石灑布系統(tǒng)由碎石料斗和灑布器組成，出料口可調(diào)節(jié)，按照施工的要求將料斗儲(chǔ)存的碎石通過(guò)導(dǎo)料槽均勻地灑落在工作面上，且不高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求中的同步碎石車灑布精度。

瀝青灑布系統(tǒng)包括涵蓋瀝青罐、馬達(dá)和瀝青噴嘴等，系統(tǒng)的作用是保證乳化瀝青溫度（約為50℃），并根據(jù)路面尺寸將噴灑裝置展開(kāi)相應(yīng)的寬度，對(duì)路面進(jìn)行瀝青定量噴灑，通過(guò)路況和車載等來(lái)變化調(diào)節(jié)噴灑裝置的高度及角度，保證了路面瀝青的均勻性和灑布的質(zhì)量。同時(shí)，瀝青灑布系統(tǒng)配有擋板，可以防止瀝青噴灑過(guò)程中材料飛濺。

1.2.3 設(shè)備的特點(diǎn)

該同步碎石封層車具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作模式，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，功能齊全，作業(yè)效率高，節(jié)能環(huán)保特性更好。而且設(shè)備的自動(dòng)化程度高，通過(guò)霍爾傳感器或雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)，時(shí)刻監(jiān)控撒車的行駛速度，計(jì)算機(jī)PLC控制器調(diào)節(jié)瀝青碎石的灑布量，使其具有灑布精度高和灑布量不受車速影響等優(yōu)勢(shì)。

智能控制系統(tǒng)可將瀝青與碎石系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同步封層，解決了瀝青噴灑兩邊單層無(wú)重疊問(wèn)題，提高了灑布質(zhì)量。灑布寬度可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)，由同一設(shè)備即可完成各種灑布作業(yè)要求，有效降低了施工現(xiàn)場(chǎng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，料倉(cāng)體積較大，碎石與瀝青儲(chǔ)備充足，能夠滿足施工作業(yè)要求。

2 試驗(yàn)原材料

2.1 集料的技術(shù)要求

精細(xì)抗滑超表處的集料建議采用玄武巖、輝綠巖，選擇單一粒徑且要求潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性及良好的顆粒形狀。當(dāng)?shù)卦谌狈σ陨鲜系那闆r下可選擇安山巖、閃長(zhǎng)巖、片麻巖、石灰?guī)r、花崗巖等，但集料的技術(shù)指標(biāo)都必須滿足要求。

集料粒徑應(yīng)在4～6mm之間，其最大粒徑應(yīng)與處治層的厚度相同，集料應(yīng)經(jīng)過(guò)水洗并風(fēng)干，且不含雜質(zhì)，針片狀含量不大于15%，壓碎值宜≤18%。精細(xì)抗滑超表處集料的技術(shù)要求見(jiàn)表2。

表2 精細(xì)抗滑超表處用集料技術(shù)要求

2.2 下層粘結(jié)料的技術(shù)要求

精細(xì)抗滑超表處采用的瀝青粘結(jié)料是高濃度改性乳化瀝青，是通過(guò)專用乳化設(shè)備，將瀝青和含有乳化劑的水溶液均勻地融合而形成水包油型瀝青分散體系。精細(xì)抗滑超表處選用的高濃改性乳化瀝青應(yīng)符合表3的技術(shù)要求。

表3 高濃改性乳化瀝青技術(shù)要求

2.3 上層粘結(jié)料的技術(shù)要求

精細(xì)抗滑超表處選用的穩(wěn)固層改性乳化瀝青應(yīng)符合表4的技術(shù)要求。

表4 高濃改性乳化瀝青技術(shù)要求

3 施工工藝

⑴在施工路段上進(jìn)行交通圍蔽，并要求現(xiàn)場(chǎng)人員穿上反光衣，安排安全員在交通量大的路段疏導(dǎo)交通，保證施工期間不引起嚴(yán)重交通堵塞。

⑵首先要對(duì)原路面病害，例如車轍、裂縫、坑槽等進(jìn)行處治，然后使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)原路面進(jìn)行清掃，確保路面干凈再施工，避免影響施工質(zhì)量。

⑶同步碎石封層車勻速前行，將“改性黏乳化瀝青”和“單粒徑碎石”同步灑布至施工路段，且碎石與瀝青的灑布率應(yīng)匹配。

⑷底層灑布施工完成后，采用膠輪壓路機(jī)碾壓，控制碾壓速度，使碎石與瀝青相互嵌入密實(shí)。

⑸碾壓完成，余料自動(dòng)回收車進(jìn)場(chǎng)，將多余集料進(jìn)行清掃并回收，路面回收干凈后，養(yǎng)生時(shí)間1～2h。

⑹待下層養(yǎng)生成型后，再進(jìn)行上層專用霧封層材料的灑布，主要是為了加強(qiáng)碎石與瀝青的粘結(jié)，減少飛石現(xiàn)象。

⑺對(duì)路面進(jìn)行二次養(yǎng)生，改性乳化瀝青完成破乳，期間應(yīng)封閉交通，待養(yǎng)護(hù)完成方后開(kāi)放交通（如圖1）。且在初期須控制車速，避免車輛急剎造成路面損壞。

圖1 養(yǎng)護(hù)后施工效果圖

4 施工質(zhì)量控制

要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行精細(xì)抗滑超表處的施工質(zhì)量控制，包括施工前準(zhǔn)備、施工過(guò)程以及后期驗(yàn)收的規(guī)定，都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的指標(biāo)要求，確保工期不延誤，工程質(zhì)量有保證。

精細(xì)抗滑超表處的施工質(zhì)量檢測(cè)主要對(duì)瀝青的灑布量和石料的灑布量、路面滲水、構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)等方面進(jìn)行檢驗(yàn)。檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5。

表5 檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

5 精細(xì)抗滑超表處的路用性能檢測(cè)

為驗(yàn)證6mm精細(xì)抗滑超表處技術(shù)在養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用效果，在工程完工后對(duì)施工路段進(jìn)行路用性能檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比施工前后路面的構(gòu)造深度、抗滑性能、滲水系數(shù)等公路技術(shù)狀況指數(shù)，得到施工后瀝青路面各項(xiàng)性能的情況。

按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)規(guī)程》(JTG E60-2008)規(guī)定，每公里選擇5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，其中構(gòu)造深度檢測(cè)時(shí)，鋪砂法的檢測(cè)點(diǎn)位置距離行車道邊緣位置應(yīng)大于1m，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2～圖4。

圖2 路面構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果曲線圖

圖3 路面抗滑系數(shù)檢測(cè)結(jié)果曲線圖

圖4 路面滲水系數(shù)檢測(cè)結(jié)果曲線圖

結(jié)果表明，采用精細(xì)抗滑超標(biāo)處技術(shù)的路面與原路面相比，滲水系數(shù)基本為0ml*min-1，路面防滲效果顯著。施工后路面構(gòu)造深度略有降低，總體變化幅度不大，滿足道路行車要求。檢測(cè)結(jié)果顯示，施工后抗滑系數(shù)提高了18%～45%，路面抗滑性能得到有效改善。

6 結(jié)論

綜上所述，精細(xì)抗滑超表處的施工，每個(gè)環(huán)節(jié)都采用符合要求的大型專用機(jī)械設(shè)備，不但便于控制質(zhì)量，施工速度也得到了充分的保障；而且，采用同步碎石封層設(shè)備施工提高了路面的施工質(zhì)量和抗裂性能，對(duì)防止瀝青路面早期損壞具有非常重要的意義；同時(shí)，在精細(xì)抗滑超表處的施工中，采用了特種改性的高黏乳化瀝青，粘度高，破乳速度快，大幅減少了養(yǎng)生時(shí)間，施工完成后可實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)放交通?？梢?jiàn)，精細(xì)抗滑超表處技術(shù)具有節(jié)約施工成本、縮短施工周期、提高效益的優(yōu)勢(shì)，是一種經(jīng)濟(jì)合理的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，它必將有廣闊的使用前景和推廣意義。