试论稀浆封层技术在农村公路养护工程中的应用
2021-06-01聂宣宁
聂宣宁
芜湖市鸠江区公路运输管理所 安徽 芜湖 241000
目前国内公路里程超过385.9万公里,其中高速公路总里程打到6.48万公里,排名全球第二;国内农村道路总里程为333.8万公里,其中将近92.8%乡镇都已成功铺上沥青水泥路。随着农村新建公路里程不断增加,公路养护也成为一大问题。1930年前后德国在路面工程中率先使用稀浆封层技术,目前已成为美、德、法、加拿大以及其他很多国家农村公路养护工程的常见技术,1986年前后我国开始引进该技术,目前也成为国内公路养护的一种重要手段。稀浆封层指的是将事先配好的材料、添加剂、水、矿料以及乳化沥青,按相应比例搅拌均匀而成的稀浆混合料,在旧路面上通过封层车将混合料均匀摊铺,与原路面密切结合并形成选新的的沥青混合料薄层。作为农村公路养护工程常见的一种养护手段,稀浆封层有助于提升农村公路耐磨、防滑以及防水等性能,路面平整度得到很好改善,延长农村公路使用寿命;除此之外,农村公路养护成本也随之下降,服务功能整体得到提升,再加上施工方便,节省资源,工作效率高,因此在农村公路养护工程中经常被使用。
一、农村道路养护中稀浆封层技术的应用情况
(一)农村公路旧路面必须达到封层的技术要求
1.旧路面强度及刚度需符合要求,尽管受到动载重复作用原路面很少出现残余变形的情况,因此弯拉破坏以及剪力通常在允许的数值范围内。
2.旧路稳定性方面要符合标准,这也是稀浆封层技术实施的基础保障,该技术并不会较大程度提升原路面稳定性,因此基本上没有抗应变能力。
3.旧路面裂缝宽度超过5mm需实施灌缝处理。
4.如果旧路面出现隆起型灾害,比如常见的拥包等,需提前做好处理。
(二)稀浆封层前需做好的施工准备事项
1.检查原路面路况。在施工前首先全面检查旧路面路况,然后出具调查报告。如果存在病害需及时配合有关部门展开处理,路面修补后需与施工要求相符。
2.施工前将原路面尘土、颗粒物、杂物等进行清除,确保路面干净整洁。
3.如遇炎热天气,摊铺前需结合原路段情况预先洒水,让路面更加湿润,混合料破乳时间也随之延缓。原路面不能出现积水,洒水后需马上施工。
4.矿料在备料与堆放时需结合具体工程量以及进度操作,每批矿料需分开堆放,不能混在一起。
5.每年首次使用原材料及设备前,需严格根据说明书事项对摊铺机展开综合评定。
6.结合稀浆封层技术要领,对操作人员展开上岗前安全以及技术培训工作。
(三)稀浆封层使用范围
稀浆封层为目前公路路面养护常见的一种方法,要求旧路面稳定性以及整体性符合有关要求标准;路面存在麻面或网裂等病害;贯入式路面以及其他混凝土路面同样适用。一般来说,稀浆封层主要包括三种类型,第一种为ES-1型,第二种为ES-2型,另外一种则为ES-3型。
1.ES-3型稀浆封层,粒径最大值9.5mm,一般在新建公路下封层以及二级公路罩面经常用到。
2.ES-2型稀浆封层,一般用作新建公路下封层、二级或以下公路罩面。
3.ES-1型稀浆封层,粒径最大值2.36mm,用于乡村公路以及三、四级公路。
(四)稀浆封层技术对原材料要求
1.乳化沥青。完工后为尽快让交通畅通,在施工过程中一般都会使用乳化沥青,主要通过快凝慢裂型乳化剂生产。
2.外加剂。为了对稀浆混合料易性、施工特性加以改善,在原材料中需加入适量外加剂,有助于调节混合料破乳时间。
3.填料。稀浆封层填料除了填充混合料之间空隙之外,还能有效调节混合料稠度,在此基础上提升封层耐久性以及综合强度,因此本工程首先选用常规硅酸盐水泥。
4.集料。集料选取需要考虑到多个方面,比如清洁度、坚固度、抗压能力以及级配等,在具体施工环节为确保混合料足够密实,选择的材料需达到级配要求,施工工程常用材料配比表具体可见表1。
表1 稀浆封层矿料级配
5.水。工程施工水是必不可少的,本工程选择普通饮用水即可。
(五)稀浆封层质量控制
1.控制摊铺厚度,严格按照设计结构操作。掺配级配料里面往往存在白云石粉与碎石离析的情况,级配混合料均匀性因此受到影响,需及时对摊铺厚度加以调整,一般需结合级配料最大粒径做出调整,并非对摊铺厚度进行固定。
2.对步骤1离析现象需及时制定有效解决对策,一般在传送带上安放长度适宜的洒水管,将级配混合料事先润湿,防止从顶端掉落时再次发生离析现象;与此同时,通过润湿可降低石粉散失量,计量精准度更高。
二、稀浆封层施工过程及注意事项
1.稀浆封层施工过程
1)确定施工方案。农村公路施工前安排技术人员到现场展开全面勘察,结合实际情况制定一套完善的施工方案。
2)处理旧沥青路面。利用稀浆封层铺筑前需事先对旧沥青路面松散、啃边以及坑槽等多种病害问题加以处理。
3)施工前首先试验稀浆封层技术中用到的混合料配合比,在确定好铺筑厚度以及稀浆封层类型后为计算出沥青的最佳使用量,首先选取与质量标准规范相符的外加剂、水以及适量矿料,然后进行试验,确保初凝时间、混合料破乳以及施工稠度均达到施工要求。
4)施工前对各种机械设备进行全面检查并调试,发现问题第一时间找维修人员进行修理,确保所有设备都能稳定施工,然后挑选技术娴熟的人员开始施工。需要注意的是,实验员需事先对原材料材质与质量进行检测,确保与施工规范要求相匹配。
5)铺筑试验路段。在正式施工前需事先铺筑至少200米路段进行试验,对该路段有关数据信息进行整理并总结,检查施工环节参数与数据是否与规范要求相匹配,对合理的地方及时做出规整。
6)施工。稀浆封层车按照计划完成一系列操作工序后,可能有的路面两侧、局部无法进行有效搭接,为确保路面平整性需及时安排施工人员在特定路段进行修补,使整个路面看上去更加平直。
7)养护。在稀浆封层还没有破乳以及初凝时,需全面禁止周边车辆通行。
8)交通开放。稀浆封层施工正式完工前需确定路面是否具备200N/cm黏结力,确认无误后交通即可放行。
2.稀浆封层施工注意事项
1)施工路面要具备相应的刚度与强度,即便面对更大荷载路面基层也不会出现严重破坏、变形等重大问题。
2)施工路面要有相应的稳定性,稀浆封层由于自身特征并不存在抗应变能力,因此无法改善路面整体稳定性,这就要求路面自身稳定性方面要足够好。
3)施工路面随时保持干净整洁,密实度达标。
4)温度:稀浆封层施工环境为常温,通常来讲气温需大于10℃且温度在不断上升,否则不能施工。
5)施工路面过于潮湿或雨雪天气禁止施工。
6)施工时需及时对有关数据记录存档,有助于后期随时查阅使用。
三、稀浆封层经济与社会效益
1.稀浆封层经济效益显著。通过大量实践不难看出,农村公路养护如果使用稀浆封层技术经济效益更明显,与那些平时不注重保养、使用20年后重新修建的农村道路相比,整体维护费用至少低59%,与每10年加铺的费用相比至少低49%,除此之外,通过稀浆封层技术施工的路面整体性能更好。
2.减少环境污染,施工条件得到改善。从材料选择、配比、搅拌到等摊铺一系列过程,稀浆封层技术只要求常温即可,砂石料以及乳化沥青都不用专门加热,因此施工过程体力活动并不大,基本上机械自动化即可完成操作,劳动强度明显降低不少,且排放的有害物质明显减少,施工条件得到较好改善。
3.节约能源。使用传统热沥清铺路首先需将沥青加热至170℃左右,拌合料用到的砂石需烘干后加热至150℃,能源消耗量比较大;使用稀浆封层施工技术,只需在乳化沥青生产时加热至130℃,之后操作不需任何加热。与传统模式相比,稀浆封层施工技术操作流程至少节约50%以上能源。
4.延长施工时间。稀浆封层对地表温度要求不高,只需超过10℃即可施工,与普通热沥青相比施工时间延长将近60天,下雨后可随时继续施工,雨后停工费有所减少,农村公路路面维护起来更加容易,有助于制止公路病害的加剧。
四、结语
综上所述,结合大量实践经验,稀浆封层技术施工便利,效果明显,目前在农村公路养护中使用率越来越高。本文结合农村公路路面病害情况使用稀浆封层技术加以处理,只需按照有关操作正确实施,满足施工条件,即可产生巨大的经济与社会效益,农村公路病害问题也能得到妥善解决,经修复后道路运行正常,可为国内农村公路养护工程提供参考借鉴。