路面抗滑表层施工技术应用
2022-08-04王佳宁
王佳宁
(新疆路桥北疆工程建设有限公司,新疆 昌吉 831100)
对于通行量较大的公路而言,路面矿料最好选用粗颗粒含量较多的级配类型,通过粗集料形成相对稳定的骨架嵌挤结构,并加强表面层设计,以提升和强化路面抗滑性能。
一、工程概况
某公路路段为国道主干道,全封闭全立交双向四车道设计,起讫桩号k120+000~k148+450,全长28.45km,全线均按平原地区高等级公路标准建设,路基宽28.5m。主线路面结构自上至下依次为4cm厚AC-13C改性沥青混凝土抗滑表层、6cm厚AC-20C沥青混凝土中面层、8cm厚AC-25C沥青混凝土下面层、18cm厚水稳碎石基层、18cm厚水稳碎石基层、18cm厚水稳碎石基层。原设计路面面层为普通沥青混凝土材料,该高等级公路段路面上面层改用SBS改性沥青,以增强沥青混凝土面层抗滑性能,提升路面使用寿命。该公路路面SBS改性沥青抗滑表层铺装结构具体如图1所示。
图1 改性沥青抗滑表层铺装结构
二、公路路面抗滑表层施工
(一)集料管理
首先应加强料场地面硬化处理,确保其在一定坡度的情况下具备较好的排水性能。不同规格的集料必须分开储存,集料应通过装载机逐层堆放,以达到控制集料离析的目的。取料过程中应从向阳面开始,底部散落的集料必须弃置。国内各公路工程施工现场料场多为露天设置,并非真正意义上的料仓,所以该公路工程在储料期间必须准备足够的塑料篷布覆盖料堆,防止因降雨、蒸发等改变集料含水量,同时避免尘土、落物等污染集料。特别是细集料,如果未防潮,必然会导致集料结团硬化,影响连续下料甚至堵塞下料口。该公路路面抗滑表层施工集料设计级配如表1所示。
表1 公路路面抗滑表层集料设计级配
改性沥青储存、运输过程中温度要求较高,MAC改性沥青运输至施工现场后应直接注入沥青储罐内,并将温度控制在150℃,若温度达不到,必将增大改性沥青黏度、堵塞沥青储罐油管。当天施工任务完成后若储罐内沥青材料并未使用,则应将储罐加满,或将部分沥青抽取至其余储罐内,通过减少沥青与空气的接触面积和时间避免老化。为保证沥青材料均匀性,在储罐顶部加装搅拌器,按照3h/次的时间间隔搅拌,每次搅拌时间控制在20min左右。通过泵送方式将沥青材料输送至搅拌机时,因沥青泵具备过滤功能,泵送期间可能堵塞沥青泵网眼,影响泵送效率。为此,必须根据沥青材料性能选用较大网眼的过滤器,并加强材料和管线保温处理,防止因沥青温度过低硬结而堵塞管线[2]。
(二)混合料拌和
进行混合料生产时,必须加强原材料储存及拌和温度的控制,确保混合料均匀一致。该公路路面抗滑表层混合料采用三阶段配比设计,必须通过使用先进的拌和设备保证混合料质量。改性沥青黏度及温度控制也是混合料质量控制的重点,如果黏度和温度不足,必然影响摊铺的均匀性、平整度和压实度。该公路路面抗滑表层混合料拌制过程中,改性沥青和矿料加热温度也分别按照180℃~220℃和200℃~240℃控制,避免因混合料温度过高而造成沥青老化。
混合料在运输期间可能会出现离析,为此必须严格控制车厢及接料口高度,在装料过程中必须前后移动接料口。装料结束后混合料应保持一定形状,如果过度塌落则说明混合料级配及原材料含量方面存在问题。
(三)摊铺
在开始摊铺前应通过铁刷刷洗作业面,此后通过鼓风机将表面吹干,并将残留粉尘彻底吹除。在作业面清理的过程中应严格控制水的用量,水使用过多必然会渗入混凝土下部空隙结构内,残留水分无法及时蒸发的情况下必然影响施工质量。此外,应测放出摊铺机行驶路线,为摊铺施工做好准备。
将摊铺机熨平板预热10min~15min,并确保其温度超出65℃后开始正式运料,并待输送器横向送料槽内所储存的混合料实际高度高出输送高度2/3后以2m/min~3m/min的速度开始摊铺,考虑到改性沥青黏度较大,必须在摊铺施工过程中始终保持螺旋布料器的转动,且其两侧混合料实际高度应高出螺旋布料高度的2/3。在摊铺机和运料车对接卸料的过程中,运料车必须挂空挡停置在摊铺机前方并在摊铺机推动下缓慢、匀速前行。对于混合料而言,当环境温度骤然下降后,聚合物发生固化,混合料会随之失去和易性,碾压难度也大大增加,为此必须采取有效措施应对。
(四)碾压
碾压是公路路面抗滑表层施工的最后一道工序,直接关系到抗滑表层施工质量。通过控制压路机碾压速度确保压实度,避免因碾压过快而无法取得应有的压实效果,该公路路面抗滑表层主要采用低频高幅的碾压方式,可避免压碎骨料,并使路面平整度显著提升。碾压期间如遇材料推移,则应等混合料温度降低至要求限度后再继续碾压。为避免初压过程中混合料黏轮,应在压路机钢轮上适量喷洒水,随着碾压过程的推进逐渐减小洒水量,直至关闭。
施工现场通过压实度和沥青混合料孔隙率两个指标控制压实施工质量,采用真空法即沥青混合料最大相对密度试验检测孔隙率,检测结果不能超出7%,并根据芯样毛体积相对密度指标判断混合料压实度[3],具体要求如表2所示。
表2 混合料碾压施工质量要求
三、路面抗滑表层竣工后检测
该高等级公路段路面抗滑表层施工于2020年12月结束,经过近2个月的使用后检测结果表明,该公路上行路段RQI指标和IRI指标均值分别为95.4和1.64,车辙深度均值为7.2mm;下行路段RQI指标和IRI指标均值分别为94.98和1.67,车辙均值为9mm,均高出规范要求。与此同时,应用抗滑表层后的路面实际路况比竣工运营初期显著改善,路面无任何泛油、裂缝及车辙病害,舒适性和平稳性大大提升。此后在2021年底该公路段抗滑表层施工结束运营正好满一年时进行二次检测,检测结果显示,该公路段指标完全符合规范要求。
四、结语
本文分析结果表明,高等级公路抗滑表层施工能显著提升公路路面抗滑性能,为车辆提供安全、舒适、可靠的运行条件;在沥青路面表层加铺防滑层对于地处高温多雨地区的高等级公路而言作用十分显著。