稀浆封层技术在公路养护中的应用
2021-06-22李松山
李松山
(甘肃省武威公路事业发展中心凉州公路段,甘肃武威733000)
0 引言
改善交通条件不仅可以拉近人们生活和消费的空间距离,还可以满足人们的社会生产活动,从而提高社会整体发展水平,平衡规模经济和交通优势,进一步加快城镇化进程。
公路建设涉及多个阶段和程序,需要进行重要的养护管理,保障工程质量,反之,如果没有进行科学合理的养护工作,可能会导致公路的正常通行受到限制。作为公路养护施工的重要施工技术之一,稀浆封层施工技术所需材料相对较少,性价比高,能够实现对路面老化问题的处理,解决安全隐患,有助于延长公路使用周期。因此,需要加强对于稀浆封层技术的应用,以促进公路养护行业的快速发展,保障公路交通安全。
1 稀浆封层的原理及作用
稀浆封层是指采用机械方法将乳化沥青、骨料、充填料和水泥等,按比例混匀后生产的稀浆混凝土料,在原路面表层进行摊铺,形成保护层,由于特殊的稀浆材料中,含有大量的高分子材料多聚物、玻璃纤维或其他物料,能给起到很好的保护作用。施工过程中,为了保证沥青和水中的微粒进行充分的融合,需要在施工前将水分进行挥发处理,确保沥青微粒得以附着,形成封层。稀浆封层技术具有很好的隔水效果,在当前的公路工程施工中使用广泛。目前国内已有不少成熟的养护作业经验,技术规范也相当完善。
稀浆封层在不同质量要求的新旧路面工程养护上具有广阔的发展前景,其主要特点是:
第一,防滑效果。如果路面的防滑度较差时,会在车辆行驶的过程中加大安全隐患,需要及时进行封层防滑处理。稀浆封层技术的应用能够保障沥青路面的平整度,减少路面泛油的问题,起到较好的防滑作用。
第二,耐磨性好。能够起到很好的级配度和密实性,对于路面出现的细小裂缝问题进行较好的填塞,且黏性较好,能够牢固地黏附。如果公路所处地区的雨水较多时,会导致沥青路面的孔隙渗水量增加,应用稀浆封层对路面封闭处理,减少因路面渗水造成的路基损坏,保障路基安全稳定。
第三,经济和社会效用。稀浆封层混合料中含有乳化沥青,能够节约沥青用量。且适用于多季节施工,不会因季节交替导致无法施工的问题出现。
选择乳化沥青稀浆封层技术,对混凝土公路有很好的附着力,但公路长时间裸露于自然环境下,年份越久,公路上产生裂纹的现象就频繁;如果没有定期养护,将会影响车辆的正常通行。使用乳化沥青稀浆封层之后,能够改变原有的公路路面问题,保证公路路面平整,不会影响正常的交通运输,促进公路工程的使用年限增加。
2 乳化沥青稀浆封层的应用领域
2.1 旧沥青路面的维修养护
沥青路面长期裸露于大气环境中,受阳光和风力的长期侵蚀,同时受来往的车辆反复碾压,使路面损耗严重。当公路开通一定时间后,路面的封层会逐渐断裂、松动以及慢慢老化。如果发生了这样的问题,一旦相关人员没有给予相应的养护处理,破损路段的表层在遭到大量的表水冲刷后,使得公路总体摩擦力逐步降低,严重的会导致公路损坏,无法修复使用。所以,在沥青路面被严重损坏以前,应做好预防养护工作,即对旧的公路加以改造,提高路面防水防滑性能,可有效地延长公路寿命。
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2.2 新铺沥青路面的封层
刚铺设的粗式沥青混凝土,要提高公路的施工防水性能和耗力性能,必须对公路结构加以完善,并添加一次乳化沥青的稀浆封层保护层。通常情况下,保护层的厚度控制在5mm,这是传统热沥青砂浆铺设厚度的二分之一,因此能够有效减少建筑成本,且对于促进公路工程整体质量提升具有重要作用。在完成公路稳定土层的施工后,先进行稀浆封层,再开展防水热沥青面层的铺设,促进路面防水性能的提升。
2.3 砂石路面上的铺磨耗层
当公路经过碾压平整后,为了提升砂石路面的抗磨耗性能,需要对砂石路面开展乳化沥青稀浆封层施工,使路面表层带有沥青公路的特点,减少路面扬尘,优化车辆行驶的环境,该技术通常应用于县城以及乡镇公路中,并且有着非常广阔的使用前景。磨耗层的铺设过程,应该严格地按照放样清底、扫浆、将原材料混合均匀、摊铺材料、培肩和碾压、加铺保护层、初期保养等程序开展。松散保护层材料通常选用2~8mm的粗砂、砾砂、石子等物料,厚度通常为5~10mm。物料应该坚实耐磨,颗粒大小均匀,小于0.5mm 的颗粒含量不能超过总量的15%。在完全压实公路后,就需要重新铺设乳化沥青的稀浆封面层,使公路表面与沥青路一致,提升路面的耐磨性能,降低灰尘、优化行车环境。而磨损面层的铺设需要严格遵循施工顺序,在铺设过程中控制施工材料的用量和质量,提高公路养护施工质量。
3 稀浆封层施工技术的应用方法
3.1 施工前的准备工作
在施工开始之前,对路面铺设区域进行校准,以匹配实际项目中使用的材料,并对相关的搅拌和摊铺设备加以调整和养护。做好施工材料的采购和进场验收工作,确保材料符合国家公路养护工程标准要求,需具备质量检测合格证书,在材料进场前,需要多搜有材料进行现场抽样,确保质量符合工程标准。利用洒水车润湿路面,需将受污染的路面彻底清洗干净,如果路面仍附着异物,可以通过人工清理的方式进行处理,再给以干燥处理。同时,为防止封浆过程中产生车辙,需要在路边设置警示标志,防止意外压、踩等行为的发生,并根据施工进展情况,移动相应警示标志。一般情况下,公路通行难以实施完全封锁,应安排专人开展巡视检查工作,指定24h 值班检查制度,防止车辆通行而造成路面碾压,影响养护效果。如果在施工过程中无法对现场进行完全封闭,应实施交通管制以防止车辆碾压,可以获得更好的养护效果。
3.2 现场拌和
在项目施工生产的过程中,往往需要在现场使用封层车完成材料拌制任务,专业机械技术人员则可以利用封层车上的计量装置完成现场的操作,以保证乳化沥青、水泥、矿料、填充物等都按照规定的配比完成拌制。由于稀浆混料具有乳化快的特性,因此作业人员还需严格控制工程进度,以保证混料搅拌均匀与施工的易和性,保证施工质量。
3.3 现场摊铺
稀浆封层的质量,与铺设后成型过程的保护有关。养护人员必须根据路面宽度确定路面摊铺速度,根据行进方向开展铺设作业。根据工程的现场环境检查和养护标准加以分析,选择符合需求的施工技术,严格按照施工标准进行作业,如,使混合料通过摊铺机流入路面摊铺槽内,如果槽内的混合料低于1/3时,应发出信号。在充分硬化成型后,进行下一步施工,过程中要防止出现刮痕,以满足质量要求。此外,控制车速恒定,行驶速度应保持在20m/min,路面厚度必须恒定,每次完成摊铺后,应对路面摊铺槽采用水洗的方式,清洁橡胶槽刮板,保持槽道清洁。此外,对于摊铺完成部分进行封闭保护,以防止车辆在路面成型过程中遭受碾压,影响养护结果而导致返工重修,增加成本。
3.4 混合料配合比的确定
配合比试验必须严格按照有关要求确定,在检查配合比时需要对材料的质量、使用和操作条件进行综合分析。稀浆混合料的计量单位应根据以往的施工经验和试验分析标定用量,对于用到的矿料、乳化沥青、添加剂和水等比例进行记录,明确不同用量产生的铺设效果。经过现场试铺设的结果选择适合的配合比例,以提升公路养护的效果。
4 稀浆封层施工过程中的质量管理措施
随着国家经济的发展,建筑领域的发展趋势迅猛,对于交通运输行业的要求也在不断提升。在公路工程的建设中,应根据工程的实际情况选择合适的施工技术,以更好地提高工程的施工质量。在进行公路工程施工养护的过程中,采用稀浆封层技术能有效减少养护施工的周期,从而促进养护施工质量的提升。
4.1 控制施工材料质量
建筑材料进入施工现场时,供应商应提交权威的材料质量检验报告,矿质检验时应随机抽查含水率和含砂量,偏差值在标准范围内方可进行材料验收进场,做好材料的存储工作,确保材料质量不受损害。对每辆沥青车进行采样,测试内容主要包括:沥青恩格拉黏度、标准黏度、蒸发残留物含量、筛上残留物含量。在进行测试的过程中,如果发现改性沥青蒸发后的残留物含量和矿物材料的含水量出现了不同程度的变化,可调整密封胶,令配合比达到施工要求后再进行稀浆封层施工。添加剂和填料质量管理则实行定期检查和随机抽查的方式,以确保原料质量。在进行稀浆封层施工过程中,需要定期对施工材料进行抽样检测,以确保施工质量符合工程标准。
4.2 控制混合料质量
对混合料进行稠度测试,采取用水量和和易度测试的方法,得到准确的稠度测试数值。在混合材料摊铺工作时,需要对其稳定程度和黏稠度进行检测。一旦混材料黏稠度变化较大,将会造成摊铺破乳过早甚至结块等情况的出现,又或是黏附在不同建筑部件上,从而影响养护施工机械设备的正常工作,无法按时完成工作要求而影响整体施工进程。
混合料的低黏度造成严重的离析,使沥青细料上浮,粗料沉降,极大地影响封闭剂的结构深度和沥青的黏合性能,以及使路面看起来泛油。另外,混合料的高流动性使混合料流到底部,造成封边跑浆、厚度不均、封边不均匀等。
用水量作为重要的标准指标,在进行配比的过程中需要进行严格的控制。由于混合料的用水量会受建筑施工现场周围环境、路面湿润状况以及集料颗粒含水率等各种因素的影响。所以,在建设施工现场配制混合料时,还需对其用水量作出适当的调整,以提高混合料的黏稠度。
常见的混合材料现场稠度质检方法包括:
第一,结合太阳光直射的部位对摊铺材料层表面给予检查。如摊铺材料层表面上反射带覆盖面较大,则表明混材的用水量较大,或者黏稠度过低;若在摊铺物料层表面上并没有产生反射的现象,则表示混合物料用水量相对较少,但黏稠度却过高;若在摊铺物料层表面上出现了光反射现象,则说明混合物料黏稠度比较合适,可以进行封层施工。
第二,用孔径大约为10mm 的棍子在摊铺料层划上一个划痕,如划痕能给短时间内被两侧的材料进行覆盖,就代表着混合料中的含水量大于标准要求的额含水量,导致混合料的粘稠度降低;如果划痕的覆盖时间过长,表示混合料含水量较低,而且黏稠度过高,发生过早破乳现象。因此对于所摊铺的混合物料需要进行及时的清除,然后重新开始摊铺混合材料。但如果在划开后经过一段时间才把两侧的材料完全覆盖,那么表示混合材料黏稠度比较合适。
4.3 控制混凝土的破乳时间
如果在稀浆封层的过程中混合料出现了过早破乳的情况,会影响整体的路面养护质量,所以在施工中应该限制搅拌时间和铺设质量,以避免破乳过早,影响养护效果。
虽然在施工之前已通过检测办法计算出混合料的拌和时长,但还需针对施工实际状况做好现场检查和管理,具体措施包括:
第一,水预湿作用。由于路面温度高,混合料难以铺展,此时启动压实设备预湿系统,有效降低温度,保证路面温度。
第二,合理调整施工时间。如工程施工时间为夏季,应在上午或低温时间施工,避免高温影响混合料的铺设。
第三,缓凝剂的使用。为保证沥青混合料的质量,需要适当将缓凝剂如Al2(SO4)3乳化水溶液等加入到沥青当中,根据工程的不同需求确定材料的用量,以提高缓凝效果。
4.4 总体控制
在进行稀浆封层施工技术应用的过程中,做好施工现场材料、人员、施工技术和机械的管理,始终需要在摊铺机料箱中保持足够的混合料;由于大骨料会导致摊铺过程出现划痕,影响正常的摊铺效果,如果发现在摊铺时有重大划痕问题,需要及时停工调整,修复划痕问题;控制施工过程中混合料的拌和时间、环境湿度等影响因素,确保施工的质量。
5 结语
在社会发展的带动下,公路建设对交通发展产生了积极的影响,保障人们便捷出行。然而,由于车辆增多,公路长时间地运行会出现不同程度的损坏问题。所以,必须加以养护管理,增强公路面层的抗滑性能、摩擦性能等。稀浆封层施工技术的应用,具有有效减少养护施工周期、节约成本、便于操作等优势,在未来的公路养护工程中应加以推广应用,促进公路路面养护质量的提升。