城市道路中热拌超薄磨耗层技术的应用分析
2021-04-03王嘉文
王嘉文
(中国水利水电第四工程局有限公司,青海 西宁 810000)
城市道路作为城市的重要基础设施,对城市居民正常生产生活有直接影响。为了使城市道路始终处于良好使用状态,需采取有效技术措施进行预防性养护,超薄磨耗层就是一种应用日益广泛的预防性养护技术,而为了使这项技术的应用达到预期效果,需根据工程实际情况确定适宜的应用方法。
1 工程概况
某城市道路将一段时间的通车运行,其路面抗滑能力减弱,且平整度变差,为改善路面性能,满足通行要求,需对其进行预防性养护。本次预防性养护所采用的方法为超薄磨耗层,采用B级配,层厚2cm。施工采用半幅满铺的方法,而渐变段和加减速车道则使用全幅满铺的方法。现以该城市道路为例,对其预防性养护过程中超薄磨耗层技术具体应用做如下深入分析。
2 原材料要求
(1)沥青。对于超薄磨耗层,其沥青材料选择选择NovaBinder沥青黏结料与NovaBond改性乳化沥青,这种沥青与改性乳化沥青均为超薄磨耗层专用沥青,需采用特殊混合料配方,确保混合料与下承层之间能够良好黏结。相较于一般改性沥青,不仅黏度更高,而且蒸发残留物实际含量很高,施工过程中需将喷洒温度控制在60~80℃。
(2)集料与矿粉。集料包括两种,即粒径在5~10mm范围内的碎石与粒径在0~3mm范围内的机制砂,而矿粉以石灰岩矿粉为主。粗集料必须具备良好抗磨耗性,并满足各项试验要求与质量要求。
3 配合比设计
(1)目标配合比。混合料按照间断级配设计,成型后的缓和料为骨架空隙结构。通过和其他配合比方案的对比,该混合料成型后的结构,其级配的1.18mm筛孔通过率与SMA-10混合料中矿料级配相似,然而,该混合料中细料填充料数量较少。1.18mm以下各筛孔的实际通过率则与AC-10混合料相似。
(2)生产配合比。混合料的生产配合比需通过流量试验确定,在拌和楼中要对冷料实施二次筛分,完成筛分后取不同热料确定生产配合比对应的级配,并得到最大理论密度。在对生产配合比对应的合成级配进行设计的同时,还要对混合料予以试拌。完成试拌后,根据其结果确定各热料仓的实际掺配比。完成拌和后的混合料,其各项性能指标必须满足规范与设计的要求。
4 施工工艺
4.1 施工准备
超薄磨耗层施工开始前,应先落实好下列各项准备工作:
(1)做好设备配置。超薄磨耗层的施工需要使用很多机械设备,本次共配置以下各类机械设备:摊铺机一台;混合料拌和设备一台;自卸运输车12辆;保温车一辆;双钢轮压路机两台;洒水车一辆;照明设备一台;吹风机一台;发电机一台;辅助工具一套。以上各类机械设备进场后都要进行严格的检查,经检查确认合格后,在现场妥善存放,以免设备故障影响正常施工。
(2)施工环境。施工时现场气温要达到10℃以上,当路面上存在积水与降雨过程中都不可实施混合料的摊铺。
(3)工作面处理。通过挖补或压浆对结构病害进行处理,保证工作面承载力;当发现网裂时,应在施工前进行修补,并对原路面之间黏结力不足的地方进行处理,清除积水,当车辙深度超过1cm时,应对其进行填补或采用铣刨的方法处理。
4.2 混合料拌和
混合料需在拌和楼集中拌和,在拌和过程中应严格执行经试验确定的配合比。拌和开始前,要对各类原材料进行适当的加热,沥青应加热至165~175℃,而矿料要加热至180~190℃,使拌和完成的混合料,其温度能保持在170~180℃内。对于混合料的拌和时间,按照相关规范与设计的要求,宜控制在45~47s内。完成混合料的拌和之后,对其进行严格的外观检查,要求不能存在结团、花白料与离析等现象。
4.3 混合料运输
混合料由大吨位自卸车进行运输,在施工现场的摊铺机之前要有一定数量的满载运输车随时等待卸料。在装料前,应对运输车进行清扫,使其车厢保持洁净,并均匀涂刷一层防黏剂,并注意每装完一斗混合料都要对自卸车进行一次挪动,这样做的目的是防止车厢内混合料发生离析,另外,还要注意对混合料自由下落高度进行控制,如果下落高度很大,也有可能导致混合料离析。完成装车后要用帆布对自卸车进行覆盖,以起到防雨和防污染等作用。自卸车驶入施工现场前,对其车轮上附着的泥土等可能对路面造成污染的杂物清除干净,进场后的混合料,要对其进行严格的检查,如果温度不满足要求或存在离析和结团等情况或被被雨水淋湿,则都不允许在施工中使用。进场的混合料,经检查确认质量和温度都满足要求后,将自卸车停在混合料摊铺机之前100mm左右的位置,停稳以后挂空挡,拉起手刹,在摊铺机即将与自卸车接触时,放开手刹制动,在摊铺机持续顶推作用下与摊铺机一同前进。施工中需要注意,混合料实际存放时间要控制在4h之内,如果存放时间超过4h,则混合料可能变质或温度无法达到要求,施工中禁止使用。
4.4 混合料摊铺
在混合料摊铺整个过程中都要用电脑进行控制,乳化沥青需在要求的温度范围内进行喷洒。对于混合料的实际喷洒量,一般按0.85L/m2严格控制,使黏结效果达到设计要求。混合料摊铺时,温度宜控制在150~170℃内,施工中随时对沥青实际喷洒情况进行检查,避免由于管道堵塞导致遗撒。考虑到混合料属于间断级配,集料粒径最大只有9.5mm,故混合料具有良好均匀性,通常情况下无须采用人工,所以整个施工中都应尽可能减少或避免人员踩踏,影响摊铺完成后的质量效果。
4.5 混合料碾压
在摊铺完成的混合料温度降低到120℃之前进行碾压,碾压主要由双钢轮压路机实施,具体的碾压遍数根据以往施工经验确定,但注意不能少于三遍。完成对混合料的摊铺后应立即开始碾压,碾压方法为静压,施工中注意压路机不可在刚完成摊铺的表面停留,对于碾压的宽度,要根据现场实际情况进行确定。碾压完成以后,待混合料的温度自然冷却至50℃后方可开始路段的交通运行。
4.6 接缝处理
磨耗层一般不设缝,若必须设缝,则横向施工缝应使用平接缝的形式。对于纵向接缝,它是整个施工的重难点所在,为满足道路通行基本要求,应采用冷接缝的形式。为了使接缝施工质量达到预期要求,应严格按照操作规程来施工,保证接缝部位的混合料达到平整与饱满,接缝修复施工要紧跟前方摊铺机进行,在布料未达到饱满的地方应采用人工及时修复,使压路机的后轮进行骑缝碾压,使碾压完成后的接缝达到平整且没有空隙存在。
4.7 养护
以上施工结束后,使热拌混合料达到自然冷却即可,通常需要20min左右的时间,在温度降至不超过50℃后,方可开放路段的交通。
5 结语
(1)对于超薄磨耗层,不仅耐久性、抗滑性和降噪性等路用性能较好,而且施工快速、养护成本较低,在当前的城市道路预防性养护施工中经常使用,并取得了良好的养护效果,是一种值得大范围推广应用的技术。
(2)在应用这项养护技术之前,应先检查并判断道路路面实际情况,若路面的病害已经比较严重,错过了开展预防性养护的最佳时机,则不建议采用这项技术,会使养护效果大幅降低,造成不必要的损失和浪费。
(3)相较于公路,对城市道路而言,超薄磨耗层的应用有很多限制因素,对此,应充分考虑城市道路实际情况与自身特点,制定合理可行的施工方案,在保证施工顺利完成的基础上,达到预期的效果。
(4)就目前来看,对超薄磨耗层而言,还没有形成统一且完善的技术体系,对相关部门而言,应尽快制定相应的技术规范,用于推动这项技术更好地应用与发展。