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摘要:本文首先介绍了稀浆封层工艺技术,然后着重探讨了高速道路表面下封层建设中稀浆封层方法的应用,主要从材料挑选和施工要点方面进行分析。结果显示,传统的把乳化沥青、集料等铺设在作业面的方法机械化水平低,布料不匀,且很难充分搅拌集料与乳化沥青,不能保障施工质量,而采用乳化沥青稀浆封层方法可以保障乳化沥青和集料搅拌的均匀性、铺装厚度的统一性与计算精准度,工后防渗与黏结性较好,且通过破乳与养护成型后就能开放交通,用时段,工效好,能在类似工程中积极推广使用。
关键词:高速道路;稀浆封层;下封层;乳化沥青
稀浆封层的主要原料是乳化沥青,根据高速道路表层下封层规划方案配置材料,加入适量骨料与乳液,混合拌匀所有材料后借助专用工具铺装路面。高速道路表面下封层融入稀浆封层方法后可以发挥出特殊作用,令公路共勉具备较好的方身形,减少路面基层反射开裂,避免路面产生早期损坏,值得推广用于高速道路施工中。
1、稀浆封层技术介绍
采用稀浆封层技术时按照设计配合比,选择乳化沥青用作结合料,根据设计比加入水泥、石灰、粗细骨料、乳液以及填料、水等施工材料,搅拌形成乳化沥青稀浆混合物,借助专门的摊铺机根据设计厚度及宽度把混合物铺装在沥青表层处理薄层且铺装成型,令混合物紧紧附着路面后产生高密实度的防渗层,经破乳与养护构成防渗和路用性能良好的公路路面,避免水分渗进基层结构的基础上大大提高基层结构可靠性。因乳化沥青稀浆混合物内含水率高,根据设计比拌和后出现流动性稳固的稀浆,摊铺厚度保持在3-10mm以内,可以封堵路面间隙,填满坑槽,避免地面水深入和地下水转移,改善并提高路面平整性及方模型,增加稀浆封层作业面层与基层粘结度和整体性,增大路面强度,大幅度延长路面应用周期。另外,稀浆封层物料内的乳化沥青加工所要基质沥青加热温度为135℃就行,可以减少燃油耗损,控制一般沥青加热挥发物形成,减少对环境的破坏及污染。目前稀浆封层方法一般用在水泥砼路面稀浆封层罩面、防渗处置、砂石表层罩面以及高速道路下封层等项目中。
2、高速道路表层下封层建设中稀浆封层方法的应用
2.1早期准备
动工前要做足各项准备任务,设置项目部,确定各种规章制度,执行各项责任机制。深入探究施工计划与施工阶段所要机械设备,包括装载机、洒布车、碾压机以及沥青运输车等。工作人员还要调试监测各种机械性能,使之处在正常状态下。按照施工要求配置乳液、填料、骨料、水以及添加剂等原材料数量,设置封层机供应量标准,等标准确定后工作人员不得随便变动。另外,施工企业还要按照施工标准提前购买乳化沥青、填料与添加剂等,并组织实验室配比,确保混合物配比满足施工标准[1]。等所有准备工作完成后要在作业路段临时构建堆料场,安装所要的材料和机械。提供施工用水时,要找到优质的饮用水,避免带杂物的水影响作业。施工过程确定各个工序负责人,控制好工程质量。
2.2挑选材料
2.2.1乳化沥青
按照施工标准科学挑选乳化沥青,且在动工前自行加工乳化沥青材料,保证各种原材料满足国家检测规定,等各种原材料满足施工指标后再用于工程中,防止施工环节产生混合物离析、破乳与不均匀等问题。高速道路下封层结构上,稀浆封层选择慢裂速凝的阳离子改性如花沥青,主要指标见表1。
表1 改性乳化沥青主要指标
测试项目 | 技术标准 | 测试数值 | 测试方法 | |
筛上剩余量(0.18cm筛孔)/% | <0.1 | 0.03 | T0652 | |
沥青微粒粒子电荷 | 阳离子(+) | 阳离子(+) | T0653 | |
允许黏度(C25,3mm)/s | 12-60 | 28 | T0621 | |
恩格拉黏度E25/(Pa·s) | 3-30 | 7.2 | T0622 | |
蒸发残留物特性 | 针入度/mm | 40-100 | 46 | T0604 |
延度/cm | ≥20 | 24 | T0605 | |
溶解度/% | ≥97.5 | 99.6 | T0607 | |
残留物浓度/% | ≥60 | 65.3 | T0651 | |
贮存稳固性1d/% | ≤1 | 0.5 | T0655 | |
贮存稳固性5d/% | ≤5 | 1.6 | T0655 | |
破乳速率 | 慢裂 | 慢裂 | T0658 | |
与矿料黏附性,裹附范围 | >2/3 | >2/3 | T0654 |
2.2.2矿料
施工企业要重视矿料质量,保证所要石料粒径处于4.75mm以内,且颗粒级别超过ES-2级。矿料储存时保证每种骨料干燥、没有杂物且无风化,且具有较好的黏结性,矿料级配种类选用ES-2级,见表2。
表2 稀浆封层矿料级配
级配种类 | 基于下述筛孔(mm)的质量百分比/% | |||||||
9.5 | 4.74 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | |
ES-2 | 100 | 90-100 | 65-90 | 45-70 | 30-50 | 18-30 | 10-21 | 5-15 |
2.2.3填料和水
施工企业要按照施工实况科学挑选填料和水,保证所选填料满足各项施工标准,严禁采用未通过处置且杂质太多的水用作施工用水[2]。配置稀浆混合物时,要按照施工标准科学配比,使其满足国家检验规定。各种加水量测试结果如表3所示。
表3 各种加水量测试结果
骨料含水率/% | 骨料质量/% | 乳液含水率/% | 乳液用量/% | 加水量/% | 添加剂数量/% | 总计含水率/% | 稠度/mm |
0(烘干骨料) | 500 | 40 | 15 | 12 | 0.5 | 17 | 22 |
500 | 40 | 15 | 17 | 0.5 | 22 | 27 | |
500 | 40 | 15 | 22 | 0.5 | 27 | 32 |
2.3路面清理
长时间施工阶段,高速道路路面会积许多灰尘,还将堆积大量杂质,因稀浆封层对建材要求很高,若路面灰尘太多,会混进乳化沥青与集料内,严重影响封层技术应用,所以,动工前要清理路面,清除影响作业的杂质,为封层施工创造良好的工作环境。为完全清理现场,施工企业能借助风力灭火机与高压水枪冲洗表层,以增大稀浆封层混合物附着力。
2.4喷粘层油
一般无需对高速道路表面下封层喷上粘层油,但在沥青表层贫油严重时,要根据施工要求喷上乳化沥青粘层油,用量控制在0.3-0.4kg/m2以内,喷洒要在放样以前进行,避免遮挡样线,且保证封层以前粘层已彻底硬化。
2.5标注引导线
路面完全清扫好后要标注引导线。引导线属于稀浆封层处理过程的指引标记,整个施工范围与施工距离均通过引导线标记[3]。施工企业在标注引导线时应按照封层路幅间距精准测定,随时调节标化宽度。因半幅施工模式有问题,对整体路幅宽度测定不详细,所以,标注引导线时尽可能不选择半幅施工方法。尽量根据路幅原有宽度标注引导线,确保铺幅顺直与接幅平整。
2.6摊铺、接缝、碾压
2.6.1摊铺
稀浆封层机载满所要的各种材料,并开往施工场地,摆好机械位置,把摊铺箱调节至规定的宽度和攻读,调节导向链轮,使之瞄准机械布向控制线,再开启机械发动机,放好摊铺箱令滑靴着地,使摊铺箱与机械尾部相平行,令边缘处橡胶封条和路面贴合,按照施工要求初步调整铺装厚度。确定封层机中各种原料输出刻度,令各传动离合器和开关分开,开启发动机并使之保持正常速度,再接合主离合器,开启传动轴。接合处置沥青泵离合器,使乳化沥青处于内循环状态。上移拌和锅控制阀,使双轴处在运行状态,且启动摊铺箱上的螺旋阀,
使之保持固定转速[3]。最后启动运行总开关,根据设计比例使乳液、集料、填料和水等同步倒进拌和锅。彻底拌和后倒入摊铺箱,并注意稀浆混合物稠度,经调整供水量使稀浆混合物稠度合格。稀浆混合物浓度达到铺装容积约1/3时,告诉驾驶者启动车辆,按照设计标准顺导线进行运速运转,前进速度保持在1.5-3km/h以内,确保稀浆摊铺量与生产量相同,一直保持摊铺箱中的稀浆混合物是摊铺箱容积的1/2。若封层机内有一种或是多种备用物用完的现象,要立即关上总开关,加入后再运转。拌和锅和摊铺箱内的稀浆混合物摊铺结束后,立即停止封层机转动,并抬升摊铺箱,再把封层机开离作业区,用清水清理拌合锅和摊铺箱,装料结束后就能继续摊铺。
2.6.2接缝
高速道路横向封层接缝位置要做好对接缝处理,先整平上个作业路段尾部,再用4m×0.5m薄金属片和油毡覆盖,确保覆盖物尾侧和封层材料表层的边缘平齐。朝后采用机械封层,促使机械摊铺槽尾端贴合到覆盖油毡材料表层[4]。随机启动封层机械摊铺接缝处,摊铺结束取掉盖装油毡,且清除表面搅拌物,以备重新施工应用。
纵向接缝位置要搭接,根据行业标准保证接缝位置平整度合格。保持搭接处宽度小于7.6cm,并确保接缝处厚度比铺装层要高且控制在0.6cm之内。稀浆封层纵缝质量将直接关系封层结束后高速道路总体外观,所以要把纵缝作业点选在车道线上面,尽量降低纵缝对道路总体外观的干扰。该种操作方式会提高道路车道检测放线要求,尤其是对于纵缝处表面粗糙现象,容易降低放线精准率,还会增加放线材料用量。由此,需将纵缝选在车道线同侧大概4cm位置,防止严重影响放线工作。
摊铺与接缝施工结束后,员工要检测质量,如稀浆封层接缝环节存在质量缺陷,要派专人手动修复。对于漏铺与划伤位置要及时修补,对于横/纵缝、侧边线部位,要用橡胶刮板进行表面修整。认真检查,防止施工路段产生破乳定型封层现象,严禁路面出现人为脚印降低封层效果。铺装时形成的肥料要及时清理,以防污染附近环境。
2.6.3碾压
碾压效果直接关系着行车舒适度与路面抗滑防磨效果,碾压的最好时间是稀浆混合物初凝阶段,这时碾压不仅可以保障坚硬度,还很难变形。碾压时常用的工具为压路机,所以,挑选压路机十分关键,选择轮胎压路机碾压时,由路面中央部位开始,操作方向是从中线部位朝外侧扩展,碾压速度保持在5-8km/h以内。为保障碾压均匀,一般要做好初压、复压与终压工作,每次碾压均要基于上一次操作合理调整,确保碾压效果。
2.7养护
为更好保障稀浆封层方式在高速道路路面下封层的应用效果,后续养护非常关键。重视后续养护质量既可以提高公路投用后的路面坚硬耐磨性,还可以提升整个高速道路建造质量,大幅度延长公路应用年限[5]。所以,施工企业要注重养护工艺,实施可行性措施提升养护水平。稀浆硬化成型阶段,施工企业要安排施工者保护工地,严禁车辆通行,直至满足国标规定再开放交通。
2.8质量检验
第一,石油比每日评定一次总量,误差为±0.3%。
第二,采用钢尺每隔1公里测量五个断面厚度,误差为±10%。
第三,矿料级配每日一次随机挑选2个样本筛分,取二者的平均值。
第四,湿轮磨耗测试通常1次/7d,其结果要符合设计标准。
3、结束语
总之,稀浆封层方法是高速道路建设中的常见技术,其主要原理是使用乳化沥青黏合性,所以,施工企业要根据技术配比标准科学配备稀浆混合物,并保证所有施工工艺应用效果,充分体现稀浆封层用于高速道路表层下封层的优点。
参考文献:
[1]全峰.稀浆封层技术在高速公路路面下封层施工的应用[J].工程机械与维修,2022(06):294-296.
[2]孙正东.稀浆封层技术在高速公路路面下封层中的应用[J].交通世界,2021(16):22-23+34.
[3]刘丙河.稀浆封层技术在高速公路路面下封层施工中的应用[J].交通世界,2021(07):46-47.
[4]袁喜魁.稀浆封层技术在高速公路路面下封层中的应用[J].交通世界,2020(18):70-71.
[5]李涛.稀浆封层技术在高速公路路面下封层中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2020,43(04):67-68.