張建軍
(貴州省遵義公路管路南段,貴州 遵義 563000)
當前階段,各地現(xiàn)代化經(jīng)濟建設水平不斷提升,各行業(yè)對所處道路交通系統(tǒng)的運行穩(wěn)定需求越來越大。然而,在實際建設過程中,公路工程建設年限問題、年久失修問題以及早期設計工作不到位等因素,嚴重影響工程建設使用的安全可靠性。為優(yōu)化所處道路交通運輸系統(tǒng)建設的可持續(xù)性效果,相關建設者應采用微表處養(yǎng)護施工技術,對出現(xiàn)的車轍、坑洞以及老化裂縫等病害進行處理。具體是指,在明確原路面作用狀態(tài)與產(chǎn)生原因的情況下,對微表處養(yǎng)護施工質量進行控制,進而達到預期養(yǎng)護維修的目標。此目標的達成將大幅度提升公路工程所處道路交通系統(tǒng)運行的可靠性,是使其服務于地區(qū)經(jīng)濟高質量發(fā)展的重要課題,應將現(xiàn)有科技成果充分利用起來,以不斷更新和完善公路工程微表處養(yǎng)護施工技術。
作為一種預防性養(yǎng)護技術,微表處養(yǎng)護施工主要用于未正式投入運行的公路,或是已經(jīng)運行但存在病害影響的公路。應用該技術能夠有效強化公路工程建設使用耐久性,但很難提升公路工程路面結構的強度與承重效果?,F(xiàn)階段,微表處養(yǎng)護施工技術多應用在高速公路與機場跑道等環(huán)境[1]。施工過程中需要將優(yōu)化松散公路路面、規(guī)避水分下滲、提升路面抗滑性能、防止路面嚴重受損以及耐久性下降作為施工技術應用控制重點。首先,采用乳化方式對特定聚合物進行處理。其次,按照既定配合比例對瀝青、水等原材料進行混合作業(yè)。最后,將混合料鋪設于公路路面上,以形成保護層。具體應用施工技術前,應對原路面進行清理,以充分發(fā)揮微表處養(yǎng)護施工技術的應用效果。經(jīng)與公路工程其他類型的養(yǎng)護施工技術應用情況進行對比分析,發(fā)現(xiàn)其在養(yǎng)護處理效果、施工速度以及成本控制方面存在優(yōu)勢。特別是施工速度,能夠有效縮短公路工程的養(yǎng)護作業(yè)時間。在提升封水性的同時,還對路面坑槽進行了填補處理。此施工技術應用背景下,公路工程養(yǎng)護技術,得到了多方認可。
一是集料,在微表處養(yǎng)護施工技術過程,主要起到提升公路工程路面光滑度的作用。選用集料時,應盡可能保證其耐磨性、強度以及硬度。此外,還要選用低泥沙量的集料。如要采用泥沙量較高的集料進行微表處施工,可通過摻入瀝青來強化微表處施工穩(wěn)固效果。
二是填料,多數(shù)情況下,公路工程微表處養(yǎng)護施工技術采用硅酸鹽水泥作為填料,其不僅能夠有效改善公路工程建設級配,還能有效保證混合料穩(wěn)定性,在提升乳化破乳速度的同時,強化封層的結構效果。
三是水與乳化瀝青的選擇,原材料的施工控制工作,需將混合料攪拌作為優(yōu)化控制重點。此前,可優(yōu)先選用飲用水來強化微表處施工技術應用集料與瀝青的化學性能。此外,微表處施工技術人員還要結合公路工程的養(yǎng)護條件選擇乳化瀝青材料,以使其黏結性能質量滿足養(yǎng)護處理需求,進而提升公路維修工程建設的整體性[2]。
應用公路工程微表處施工技術前,應充分掌握施工現(xiàn)場的作業(yè)條件。若施工場地溫度超過10℃,或遇到降雨天氣,不適合微表處養(yǎng)護施工作業(yè)。如果公路工程路面存在積水或濕度過大的情況,應先做好排水、除濕處理,再開展施工作業(yè)內容,以保證微表處養(yǎng)護效果不受影響。此外,當公路養(yǎng)護原路面存在裂縫病害時,應處理好裂縫后,再進行養(yǎng)護,具體情況如下:一是裂縫超出6mm,可采用灌縫、填充以及混合料鋪設路面方式來提高路面結構穩(wěn)定性。二是原路面結構受損,則要進行結構修復,而后進行微表處養(yǎng)護施工。三是坑槽問題,同樣需要通過修補,再進行養(yǎng)護作業(yè)。四是當車轍病害影響在15mm 以下時,可通過超微表施工技術進行填補處治。五是原路面的泛油問題,應對其作用程度與影響進行分析,以確定預處理方式。如泛油程度為中級和高級,應通過填補處理來達到施工效果。六是原路面出現(xiàn)滲水、麻面等小型病害,可直接開展微表處養(yǎng)護作業(yè)來修復公路工程病害影響。
2.3.1 混合料組成試驗
為保證公路工程微表處養(yǎng)護施工順利進行,要先在施工前對混合料配比情況進行科學合理的設計。在確定混合料配比過程中,可通過拌和試驗以及其他性能測試方法來保證施工混合料的作用穩(wěn)定性[3]。具體性能測試內容包括混合料融合時間、初凝時間和開放交通時間等。對于乳化瀝青的用量,可采用負荷輪與濕輪磨耗方式來確定。為強化混合料融合效果,需嚴格按照規(guī)范要求對攪拌時間進行控制,并采用特定化學添加劑來提高攪拌作業(yè)質量。
2.3.2 做好施工設備準備
公路工程微表處養(yǎng)護施工過程中,應做好各種設備的準備工作,并保證其運行穩(wěn)定性,為后續(xù)施工奠定堅實基礎。施工主要有微表攤鋪車、攤鋪箱、車轍攤鋪箱、水箱以及各種混合料性能質量的檢驗設備儀器等。
2.3.3 注重施工準備工作
首先,對公路工程養(yǎng)護施工狀態(tài)進行分析,以明確攤鋪車標定與料門高度。同時繪制標準曲線,為養(yǎng)護施工技術人員創(chuàng)造良好的施工作業(yè)環(huán)境。標定施工所需的各種填料與添加劑,可通過繪制標準曲線來提高性能質量控制的科學合理性。
2.3.4 攤鋪施工技術質控
作為公路工程微表處養(yǎng)護施工技術應用的最重要環(huán)節(jié)之一,需做好以下控制工作:
其一,先將混合料運輸放置到攤鋪機設備,而后,駕駛攤鋪機到施工場地,并做好施工現(xiàn)場控制線的對準處理,對攤鋪箱厚度與彎曲度進行調整確定。
其二,調控混合料流向,以使其能夠在攤鋪箱中以均勻狀態(tài)流淌。此外,還要對水量進行合理控制,以保證混合料黏稠度不受影響[4]。
其三,當攤鋪箱以均勻狀態(tài)分布時,駕駛員應啟動底板,以緩慢且均勻的速度行駛。為保證攤鋪量的一致性,需將行車速度設置為1km/h。
其四,攤鋪施工完畢后,施工技術人員應對作業(yè)質量進行檢查,以確認是否達到預期的攤鋪目標。檢驗工作過程中,需將起點、終點、接縫部位以及不平整部位作為重點,如發(fā)現(xiàn)粒徑偏大的礦料,應通過清除與填平處理來提高攤鋪質量。
貴州地區(qū)某公路工程自通車以來,隨著交通運輸壓力增加,路面結構逐漸出現(xiàn)不同類型、不同程度的病害。特別是受重載貨車等問題影響,出現(xiàn)較為嚴重的車轍病害。經(jīng)調查,車轍凹陷深度集中在3~4cm,個別路段甚至達到8cm。除了車輛荷載問題,還與工程早期路面設計不合理有關,出現(xiàn)坑洞、泛油和老化病害。為改善這一現(xiàn)狀,車轍深度超出3cm 路段,采用銑刨+加罩SMA(瀝青瑪蹄脂碎石混合料)處理方式。車轍深度未超過3cm 的路段,采用微表處攤鋪施工技術進行處理。以下為具體施工技術應用過程。
其一,原材料方面,根據(jù)養(yǎng)護施工要求選用改性乳化瀝青材料作為微表處施工材料,以提升施工技術應用效果。一是集料選擇,出于對經(jīng)濟因素的考量,選用當?shù)丶?,性能質量要求為清潔、干燥。二是配合比設計過程,結合公路工程路面病害現(xiàn)狀、氣候條件以及交通量,綜合級配、抗壓碎能力來確定骨料,為混合料施工使用的密實度性能效果控制奠定基礎。三是瀝青用量,采用濕輪磨耗試驗與負荷車輪試驗,以確定瀝青用量最小值與油石比[5]。具體過程就是將瀝青材料浸水1h 后,對其濕輪磨耗值進行分析,以確定混合料磨耗水平以及瀝青與集料的附著能力。四是瀝青用量最大值,應采用負荷車輪試驗來確定,進而避免因瀝青用量過大出現(xiàn)泛油現(xiàn)象。經(jīng)試驗,最終確定油石比范圍在6.5%~8.5%之間,最佳油石比為5.7%。
其二,最佳用水量,為規(guī)避含水量過高而出現(xiàn)離析現(xiàn)象,應采用試驗方法將總含水量控制在12%~20%。乳化瀝青去除水分后,外加水量控制在65%~10%。拌和試驗過程中,需將配比設計重點放在拌和時間的控制。結合試驗分析結果,每100g 集料,乳化瀝青用量為11.1g,水用量為8g,水泥用量為2.0g,拌和時間為120s 以上。對于初凝與交通開放時間,應借助黏聚力試驗來檢測。當初凝時間為30min,需保證黏聚力超出1.2N·m;交通開放時間為60min,黏聚力超出2.0N·m。
經(jīng)上述原材料使用與試驗結果分析后,配合比設計確定為骨料∶水∶改性乳化瀝青∶水泥=100.0∶9.0∶11.1∶2.0。
第一,封閉交通。微表處施工作業(yè)前,為保證公路工程養(yǎng)護作業(yè)質量,先要封閉交通,以優(yōu)化操作內容開展的交通運行環(huán)境。
第二,清理原路面。先要采用沖洗工作內容來對路面雜物進行清理。此過程,應避免路面積水。若原路面空隙率較大,則不能用水進行過分清理。如原路面存在較大面積油污問題,則應在清理工作完畢后,再進行微表處攤鋪施工作業(yè),以強化微表處與原路面之間的黏結效果[6]。
第三,攤鋪機就位。沿著公路工程路面標線確定設備運行路線。具體操作過程中,需要根據(jù)施工圖紙要求,當攤鋪機設備載滿混合料后行駛至施工場地,到達場地后,需要調整攤鋪寬度與厚度等指標參數(shù),并按照梯形開展作業(yè)。此過程需要根據(jù)實際施工情況,將微表處厚度控制在8~10mm。為保證施工質量,需將攤鋪機厚度設置為10mm,將攤鋪寬度設置為4m。
第四,拌和混合料。結合室內試驗結果,確定施工現(xiàn)場材料的配合比要求。微表處養(yǎng)護施工中,應篩除粒徑較大的混合料,還要按照既定規(guī)范要求合理設置攪拌站,即將攪拌站與施工場地之間預留出安全距離,避免運輸混合料過程出現(xiàn)離析現(xiàn)象。攪拌站還應設置排水設施,避免造成積水。當混合料攪拌作業(yè)達到均勻效果后,即瀝青混合料全部處在礦料顆粒裹覆的情況下,才能停止攪拌作業(yè)。一般來講,攪拌時間應控制在60s 左右。
第五,攤鋪與碾壓施工。攤鋪機就位后,并對準行駛標線后,應結合場地環(huán)境對攤鋪箱厚度與拱度進行調節(jié),使攤鋪箱與路面處于緊貼狀態(tài)。當各個料門高度與開度滿足施工條件后,可著手攤鋪施工[7]。此過程,應保證噴出乳液具備均勻性效果。攤鋪時,需將行駛速度控制在1km/h,使攤鋪量與拌和能力達到匹配目標。攤鋪施工過程中應由專業(yè)人員對路面攤鋪厚度與平整度進行實時檢查,以保證攤鋪質量效果。對于發(fā)現(xiàn)的不平整問題,應采用人工方式進行找平處理。如存在粒徑材料超大現(xiàn)象,且有明顯劃痕,需做好及時清理,并保證回填處理達到整體攤鋪施工效果控制目標。攤鋪施工后,必須碾壓微表處填充車轍帶,待碾壓施工后,才能進行上層罩面施工。一般可根據(jù)車轍帶具體位置,合理確定碾壓遍數(shù),如邊緣位置設4~6 遍,中間位置設1~2 遍。此外,還需做好碾壓速度控制工作,一般為1.5~3.0km/h。值得注意的是,碾壓施工到位,應達到不留死角的控制效果。
第六,接縫處理。在對公路工程路面進行微表處養(yǎng)護施工過程中,混合料攤鋪作業(yè)完畢后,需要對養(yǎng)護層進行接縫處理。攤鋪施工設置接縫為橫向接縫類型,因此,為保證此部位的施工質量與美觀效果,需在接縫部位末端覆蓋1m 長度的油氈。此過程需要保證油氈前端與接縫末端部位呈對稱狀態(tài),當重新施工時再撤除油氈。這樣不僅不會給接縫施工質量造成影響,還能保證混合料接縫部位的美觀性。對于縱向接縫的施工處理,應采用搭接處理方式。具體為在施工處理后一幅公路養(yǎng)護時,與上一幅施工完畢的路面形成搭接。這里的搭接寬度應控制在30~60cm,搭接高度應控制在6mm 以下,從而保證接縫處理施工的整體性。
第七,養(yǎng)護驗收。上述公路工程路面微表處施工完畢后,為避免對施工質量造成影響,應做好驗收測定工作。具體內容為采用黏聚力試驗方式來保證微表處施工效果。當測定時長為60min 時,需將黏結力控制在2.0N·m 以上;養(yǎng)護驗收完畢2h 以上才能開放交通。施工過程中,需要對機動車車輛限速提出明確要求,以對公路工程微表處路面施工成果進行保護,進而提高工程建設使用的安全可靠性。
綜上所述,在明確公路工程原路面作用失穩(wěn)狀態(tài)后,應采用試驗手段,對微表處養(yǎng)護施工指標參數(shù)進行確定,以提高混合料配比設計的科學合理性。事實證明,只有這樣才能為后續(xù)攤鋪、碾壓以及接縫處理等施工環(huán)節(jié)提供性能質量過關的施工材料。這是提高公路工程微表處養(yǎng)護施工效果的重要手段,需要更多地應用于不同建設要求與病害養(yǎng)護需求的工程項目,以達到優(yōu)化道路交通系統(tǒng)的預設控制目標。