精细抗滑保护层施工技术在高速公路养护中的运用分析

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

许华艳

广西交通投资集团南宁高速公路运营有限公司 530022

摘要

本文以精细抗滑保护层施工技术作为切入点,简要叙述技术概念与施工特点,引导施工人员加深对此项技术的了解程度,充分论证技术在高速公路养护工程中的应用可行性。随后,详细阐述精细抗滑保护层技术在高速公路养护施工期间的运用方法、技术操作要点及注意事项。藉此来打造标准化精细抗滑保护层施工技术应用体系,加快高速公路养护体系转型升级步伐,取得理想公路养护成效。


关键词

高速公路养护工程;精细抗滑保护层;施工技术

正文


在现代高速公路养护工程,精细抗滑保护层施工技术一经问世便得到广泛应用,逐渐取代了铣刨加铺热沥青混凝土、超薄罩面、微表面处理等传统养护技术,这对改善高速公路养护效果、缩短养护周期、提高交通安全系数有着重要现实意义,拥有良好的发展趋势。与此同时,由于技术问世时间较晚,部分施工人员对精细抗滑保护层技术缺乏足够了解,尚未掌握正确工艺做法。在这一工程背景下,对精细抗滑保护层施工技术的运用探讨,是当前重要课题,本文开展研究。

一、精细抗滑保护层施工技术概述

1、概念

精细抗滑保护层技术也被称为超粘抗滑封层技术,在碎石封层技术基础上演变形成,作为新型路面预防养护技术,选用单一粒径碎石、高粘改性乳化沥青作为施工材料,在路面封层表面撒布改性乳化沥青,以沥青材料作为稳固剂,逐渐固结形成具备防水、防滑等复合使用功能的超薄磨耗层,起到改善路面状态、抑制路面病害发展的重要作用。在高速公路养护工程,精细抗滑保护层技术可用于处理性能良好、车辙深度不足5mm、抗滑性能出现衰减现象的路段,也可用于养护处理桥面沥青铺装防水路段。

2、技术特点

根据同类项目技术应用情况来看,精细抗滑保护层技术有着封水效果显著、改善行车体验、增强路面负荷性能、工效高、成本低廉的鲜明特点,这也是技术应用优势的重要体现。第一,封水效果显著,已建成高速公路在投使用期间,受到现场气温、雨水、车轮动态荷载等因素影响,路面空隙水持续形成动水压力,水分深入填料与沥青界面当中,从而引发坑槽、变形等一系列质量病害出现。通过应用精细抗滑保护层技术,在路面表层基础上新增精细抗滑下垫层与上部稳固保护层,从而显著改善路面封水性能,阻挡路面积水持续下渗,有利于延长高速公路实际使用寿命。第二,改善行车体验,高速公路运营一段时间后,在车流量大的情况下,路面性能有所下降,车辆行驶期间容易出现打滑、追尾、失控等交通安全事故。精细抗滑保护层施工,在路面外表形成厚度均匀、状态稳定的磨耗层,既可以填封路面外表空隙及微小裂缝,还可以提高路面粗糙程度与摩擦系数,为过往车辆营造良好交通行车环境,从根源上降低交通事故出现率。第三,增强路面负荷性能,精细抗滑保护层以高粘改性乳化沥青作为主要材料,相比于普通路用沥青,高粘改性乳化沥青有着十分优异的抗磨、抗滑、抗疲劳等各项性能,经过养护处理后,可延迟高速公路疲劳现象的出现。例如,路面养护施工期间,在高速旋转胶体磨作用下,改性剂分子出现裂解现象,形成全新构造并溅射至磨壁表面,最终均匀混合到沥青当中,取得均化处理效果,有利于提高沥青混合料强度与增强路面抗疲劳性能。第四,工效高,铣刨加铺热沥青混凝土等传统工艺技术的操作流程较为繁琐,路面养护完毕后还需要等待较长时间方可放开交通管制。在精细抗滑保护层施工期间,由于技术工艺流程较为简单,平均工期时间短于传统工艺技术,适用于工期紧张的高速公路养护工程。第五,成本低廉,精细抗滑保护层技术选用小粒径碎石作为材料,通过减少沥青、集料用量来降低施工成本,单价成本明显低于其他路面预养护技术。正常情况下,精细抗滑保护层单价在22/m2左右,超薄罩面单价在70/m2左右,微表处理单价在25/m2左右,铣刨加铺热沥青混凝土单价在65/m2左右,技术性价比较高。同时,精细抗滑保护层的有效时间较长,一般情况下,经过养护处理后,沥青路面2年内具备良好表面性能与平整度,综合效益明显超过传统工艺。

二、高速公路养护工程中的精细抗滑保护层施工技术运用方法

1、材料选型

在路面精细抗滑保护层施工期间,主要使用到高浓改性粘结剂、抗滑集料两种材料,施工人员需要结合工程情况来做好材料选型工作,明确各类材料的技术要求,材料选型要点如下。第一,高浓改性粘结剂选型,以高浓改性乳化沥青作为粘结剂,沥青黏度保持在较高水准时,可以改善路面粘结效果,预防沥青流淌等施工问题出现。正常情况下,要求高浓改性乳化沥青在25℃时的恩格拉粘度在1-10以内、集料裹覆面积超过2/3、固化物软化点不低于53℃、固化物弹性恢复度不低于60%、破乳速度保持在中裂水准、1d时的贮存稳定性在1%以内[1]。第二,抗滑集料选型,优先选用玄武岩或是辉绿岩作为抗滑封层集料,集料最大粒径不得超出处治层厚度,筛除集料内夹杂的腐殖土、枯枝树叶等杂质,把集料进行水洗、风干处理。随后,检测抗滑集料的各项性能是否达标。正常情况下,要求集料压碎值控制在26%以内、洛杉矶磨耗损失比例控制在28%以内、坚固性控制在12%以内、针片状颗粒含量不得超过15%、软石含量控制在3%左右。

2、配合比设计

在配合比设计环节,考虑到各项高速公路养护工程的路面状况、交通量、现场气候条件都存在明显差异,相同配合比方案在不同工程的施工效果没有保持一致。因此,施工单位需要组织开展试验段施工,在工程现场挑选一处代表性路段作为试验段,按照初步配合比方案开展施工,观察不同配合比方案时的精细抗滑保护层施工情况,在其基础上确定最佳配备比方案避免出现洒布量过少出现表面集料脱落现象,洒布量超标出现一定程度的油斑现象。以南宁绕城高速公路工程为例,由于公路地处湿热多雨地区,路面表面沥青油膜老化冲刷脱落程度较为严重,且公路交通量较大,最终把基本洒布量控制在1.5kg/m2,选用3-5mm粒径碎石作为集料,集料覆盖率控制在105%-110%

3、路面病害处理

考虑到高速公路在投运使用期间普遍会出现裂缝、坑槽等质量通病,如果直接开展精细抗滑保护层施工作业,会削弱原有路面层和超粘抗滑封层的粘结效果,导致高速公路养护效果大打折扣。因此,在正式施工前,要求施工人员对路面质量进行调查,标记各处缺陷部位,确定缺陷类型与路面受损程度,针对性制定路面缺陷修复方案,直至路面恢复平整、完好状态后,再行组织开展精细抗滑保护层施工活动。以路面裂缝处理为例,可采取灌油修补法或是开槽嵌填法。其中,灌油修补法是清理裂缝内部灰尘颗粒,把缝壁加热至粘性状态,在裂缝内部均匀喷抹沥青混合料或是沥青砂浆,在表面均匀洒布厚度在2-5mm的粗砂层,最后操纵轻型压路机对新铺矿料进行碾压处理[3]。开槽嵌填法是开凿路面裂缝部位,形成V形槽,使用空压机清理槽内和周边松散颗粒物与灰尘,再把修补材料灌注到裂缝内部,直至裂缝恢复饱满状态后,静置24h等待修补材料完全固化。

4、保护标线设施

在改性乳化沥青喷洒期间,由于喷洒容易污染公路两侧分布的交通标线设施,后续清理标线设施会增加工程量,直接把受污标线设施投入使用则会形成交通安全隐患。因此,施工人员需要对标线设施额外采取保护措施,以遮挡方式为主,按照设计宽度来调整设备施工宽度,沿摊铺方向标记控制线,禁止在控制线外侧喷洒改性乳化沥青,待沥青喷洒完毕后,再撤除遮挡物。

5、喷洒改性乳化沥青

前期准备工作完成后,即可开展精细抗滑保护层施工,以喷洒改性乳化沥青作为首道工序。要求施工人员在现场配备沥青洒布车或是同步封层车等机具设备,把车辆和高速路面保持垂直状态,测量调整各处喷嘴角度,喷嘴和洒布管保持20°左右夹角,路面上各处部位同时接受不少于2个喷嘴喷洒沥青。随后,检查沥青温度是否达标,操纵设备匀速在高速公路表面喷洒沥青材料,喷洒期间始终保持恒定喷洒高度与车辆行驶速度,车辆走线顺直。正常情况下,要求改性乳化沥青温度不低于80℃、实际喷洒温度保持在70-80℃区间内,喷洒施工速度控制在5km/h以内,改性乳化沥青喷洒量控制在1.0-1.2kg/m2以内,路面喷洒完毕后,重点检查精细抗滑层是否存在花白等质量问题,对不合格部位进行返工处理。

6、洒布石料

在精细抗滑下垫层施工期间,要求施工人员在路面上同步洒布高浓改性乳化沥青和碎石集料,由乳化沥青完全包裹碎石表面,发挥沥青毛细作用,以碎石集料作为抗磨骨架,从而形成具备优异抗磨耗与封水性能的下垫层。在洒布石料期间,施工人员准备粒径在3-5mm的单粒径沥青碎石材料,按照相同速度开展洒布石料和喷洒改性乳化沥青,具体施工速度控制在5km/h以内,要求碎石满铺率不低于105%,沥青向上爬升裹覆集料高度控制在3/4。待上处路段碎石洒布完毕后,施工人员采取目视检查法,仔细检查碎石洒布质量是否达标,对于洒布不均匀部位,则采取人工辅助方式进行返工处理,直至碎石保持上下重叠状态。

7、碾压回收

在碾压回收环节,提前在现场配备压路机,根据高速公路养护工程情况来选择压路机型号种类,无特殊要求情况下,配备1-2台吨位在26t及以上的胶轮压路机,清理胶轮表面灰尘污渍,均匀涂抹少量隔离剂,避免所洒布沥青、集料粘结在胶轮表面,从而影响抗滑层碾压效果。随后,施工人员重复开展多遍碾压作业,根据工程现场情况与试验段施工情况来确定碾压遍数、碾压速度,在6km/h速度下开展1-2遍碾压作业即可。同时,在各遍碾压完毕后,把压路机碾压轮迹进行细微调整,要求前后两道碾压轮迹的重叠宽度控制在1/3-1/4左右,以高速公路外侧边缘部位作为碾压起始点,延伸向中间部位开展碾压作业。而在超高路段,则以路面低侧作为起始点,向路面高侧延伸开展碾压作业[4]。待全部路段碾压完毕后,现场配备专用石料回收设备,回收高速公路两侧散乱分布的多余石料,这不但可以清理现场环境,贯彻落实绿色施工目标,还可以通过回收石料来减少集料实际耗用量、降低工程造价成本。

8、保护层养生

在保护层养生环节,分两次开展养生作业。碾压完毕后立即开展一次养生,养生时间控制在2-4h,直至下层改性乳化沥青完全破乳后,施工人员开展稳固层粘结料洒布作业。稳固层粘结料洒布作业可以一次养生结束、二次养生前的间隔时间作为施工时机,在路面表面均匀洒布改性乳化沥青,要求沥青含量控制在35%以上,洒布量控制在0.4kg/m2左右,沥青洒布车走线保持顺直状态,禁止施工人员随意调整洒布车行驶速度。稳固层粘结料洒布后进行二次养生,养生期内禁止任何车辆驶入路面养生时间可在1-1.5h左右,待养生成型后,即可开放交通。

9、抗滑性能检测

在精细抗滑保护层施工完毕后,为验证保护层性能是否达到设计标准,找出并处理质量隐患问题,施工人员采取目视检查、米尺测量等方法,对超粘抗滑封层外观质量与使用性能进行检测,要求抗滑封层表观状况保持为无流淌、密实、色泽均匀状态,宽度控制在8m以内,摆值不低于54Fb,构造深度不低于0.45TD,渗水系数不得超过10ml/min。随后,严格遵循《公路技术状况评定标准》(JTG 5210-2018)等现行规范,对高速公路路面SRI抗滑性能指数进行检测评定,开展横向力系数测试,在车道或是两侧轮迹待连续采集摩擦系数数据,每隔20m设置一处检测点,最终计算路段SRI指数是否达标,要求路面抗滑性能指数不低于60,优良路段SRI指数在90及以上。

结语:综上所述,为取得理想高速公路养护成效,有效预防路面渗水、开裂等质量通病出现,建议大力推广新型精细抗滑保护层施工技术,掌握正确工艺做法与技术操作要点,公路养护期间重点把控材料选型、路面病害处理、喷洒沥青石料、保护层养生等关键工序的现场作业质量,为高速公路养护效果提供技术保障。

参考文献:

[1]于悦.精细抗滑保护层技术在高速公路预防性养护中的应用[J].交通建设与管理,2022(05):158-159+183.

[2]李志栋,黄晓明,薛彦卿等. 高速公路沥青路面精细抗滑保护层关键技术[C]//中国公路学会养护与管理分会.中国公路养护技术大会论文集.[出版者不详],2012:8.

[3]袁明园.精细抗滑保护层在沥青路面养护工程中的应用[J].中国市政工程,2017(02):11-13+119-120.

[4]周晏英.沥青路面精细抗滑保护层施工技术探讨[J].西部交通科技,2014(08):31-33+106.


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