浅谈碳纤维发热土工格栅沥青路面试验路施工工艺
2013-08-15肖元伦
肖元伦
(贵州高速公路开发总公司)
碳纤维发热土工格栅沥青路面,实施地点:兰海高速(贵州省境内,贵阳至遵义段)K1305+950~K1306+000上行。工作原理:通过埋在沥青混凝土路面面层里的导电发热土工格栅,通电发热,将热量传递至路面,提升路面温度,防止路面在凝冰季节结冰。
1 铺设前路面的处理
(1)在50 m长的原路面上铣刨40 mm厚度的沥青面层。
(2)彻底清扫干净混凝土层面上的封层杂料、水渍、污泥、油脂等,待风干表面层后,对局部不平路面之处用沥青沙找平。
(3)第一次对全路段进行喷洒粘层油后(粘层油量为0.3 kg/m2)待完全破乳干燥后铺设发热格栅。
(4)先铺设宽7.5 m长50 m路面上的碳纤维发热土工格栅,再铺设40 mm厚度的沥青面层,分左右两幅施工,每幅长50 m,宽3.75 m。
2 发热格栅的铺设与固定
(1)用人工铺设碳纤维发热土工格栅。土工格栅每卷长10 m,宽3.75 m,产品的纸筒一端有红色标记的为格栅的控制线端,在开始铺设之前,应选择发热线面向下,确定上述标记红颜色的一端向公路边沿一方,以方便接电源线而不致铺错。格栅铺设时,应保持其平整、拉紧,不得起皱,使格栅具备有效的张力,铺完,并用沥青沙找平之后再用干净的钢轮滚压1遍。注意施工人员不要踩踏线缆接头处。
(2)发热格栅不带自粘胶要采用钢钉固定法,固定所需材料为:①50×50×0.3 mm的固定铁皮,要求平整不翘角,周边宜倒角处理。②采用2英寸(1英寸=2.54 cm)钢钉。
(3)先将一卷发热格栅打开,发热线这面向下,红色标记的一端对向路边,在开始端约20 cm处用固定铁皮和钢钉固定在已洒布粘层沥青的下层结构上,钢钉可用锤击或射钉射入;再将格栅纵向拉紧与第二段格栅搭接,并分段固定,每段搭接长度为20 cm。钢钉位置设于接缝处,要求格栅拉紧时格栅纵横向均处于挺直张紧状态,拉伸要求其伸长率为0.1%。
(4)格栅搭接的纵向搭接,两幅搭接宽度为20 cm,纵向搭接应根据沥青摊铺方向将第一幅置于后一幅之上。固定时不能将钢钉钉于格栅和缆线上,不能用锤子直接敲击格栅、缆线、智能筋和探测线,固定后如发现钢钉断裂或铁皮松动,则需重新固定。
(5)发热格栅铺设固定完毕后,采用沥青沙在格栅上找平后再喷洒粘层油,油用量为0.5 kg/m2后,须用胶辊滚压稳定,使格栅与原路的表面粘结牢固。
(6)第二次洒布粘层油后,在粘层油上洒石屑,洒布量为4 m3/100 m2。压路机紧随其后进行碾压,其效果较好,即达到保护发热电缆、智能筋和温控器探头的目的,又使格栅不易起波浪和在摊铺沥青过程中出现车轮打滑的现象。最后进行沥青混凝土拌和料的铺摊,铺摊温度130~160℃(冬天温度要根据实际环境确定),磏压温度110~140℃。
(7)施工质量的好坏对今后路面和发热格栅的使用效果有着很大影响。因此,加强质量监督、提高施工人员技术水平,不出现损坏发热格栅,显得尤为重要。
3 配电说明、注意事项和双方结点
(1)最大总功率:154 kW,最小总功率:120 kW;电压:220 V。
(2)温度控制系统:由于每年融雪化冰使用时间在30 d之内,连续使用时间在3 d左右,采用人工开机/关机启动方式。
(3)在室外为 -50℃时,最大风速3.3~14.6 m/s时,能使路面保持在20℃以上。
(4)发热土工格栅,防水、防漏电,耐800~1 800℃高温,耐水泥沥青腐蚀,耐压、传热快、环保、经济、长寿命、便于施工。
(5)格栅每卷长10 m,宽3.75 m,外有发热引出线100根/卷,试验段左右幅各有500根外接发热电缆线头引出到公路边的电缆沟中。
(6)配电技术说明:控制柜放在公路一侧,内设2组温度控制器,组温度控制器有10个单元,每个单元上有50根发热线,电压220 V。
(7)在控制房间内设控制柜一个,2组温度控制器放在室内控制柜内,每组控制5个单元发热格栅路面。
(8)在50 m端头的水泥层中要预埋一根直径150 mm长8 m的电缆线钢管,用于公路另一幅(中间)路面发热控制电缆线的引出管。
(9)恒温控制系统,自动恒温控制系统技术性能达到±10℃;智能筋用于测试路面的温度、受力应变和路面裂纹,可用于该路段运行中的健康检查和健康监测。
(10)热电偶温度探头10个;智能筋2根(2×20 m)。
(11)由控制柜输出的电缆线与发热土工格栅的搭接线头要便于安装、维护、安全,必须将电缆线铺设在电缆沟中。将智能筋接线插头接入控制柜内。
4 结语
云贵川高原潮湿路面凝冰(暗冰)防治技术研究碳纤维发热土工格栅项目虽然已经完工,但从养护维修的角度看,抗凝冰课题新型材料施工后期的维护是一个值得我们深思的问题。
:
[1]公路养护技术规范(JTG H10-2009)[S].
[2]公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)[S].