国省干线公路预防性养护技术

2023-01-08吴宝峰

交通世界 2022年8期

关键词：微表封层预防性

吴宝峰

（滦南县交通运输局，河北唐山 063000）

0 引言

为有效延长某国省干线公路路面实际使用寿命，保证服务水平，决定在养护工作中采用预防性养护措施，采用碎石封层与微表处相结合的方法。现围绕该公路实际情况，对其预防性养护技术的具体应用进行如下分析。

1 原材料选择及要求

1.1 胶结料

该公路预防性养护措施所用的胶结料包括改性乳化沥青、橡胶沥青及SBS改性沥青。对于还正在发展的路面裂缝，优先考虑橡胶沥青；对于已处于稳定状态的裂缝，优先考虑改性沥青；而对于缝宽超过3mm同时处在稳定状态的裂缝，优先考虑改性乳化沥青。在选择上封层时，应考虑封闭施工可能给交通造成的影响。对于重载交通路段，采用微表处的方法能加快施工速度，减少对交通造成的不利影响，缩短封闭交通的时间。根据施工经验，厚度为7mm的路面微表处，宜在24℃的气温及50%以下的湿度条件下开展施工作业，此时一般不超过1h便可结束作业，开放交通。近几年，在稀浆封层中还开始引入了慢裂快凝沥青，取得了良好的效果[1]。根据相关研究成果，这种沥青和骨料之间的黏附性很好，可提高拌和物的和易性，为实际的混合料拌和及摊铺施工创造更好的条件，达到缩短交通封闭时间的目的。

1.2 碎石

施工时使用的集料应能满足相关规范的各项要求，对集料的针片状颗粒及洁净程度等进行严格控制，确保和沥青之间良好裹覆。根据以往施工经验，该路段所用预防性养护技术的集料以四棱形或正方体为宜，要求保持洁净、坚硬和粗糙，有良好的耐磨性。为有效控制石料中针片状颗粒含量，需采用反击式破碎机进行石料加工。对碎石封层进行施工时，宜选用粒径不超过9.5～13.2mm的呈碱性的石料。在微表处施工中，宜选用粒径不超过4.75～9.5mm的有良好级配的碎石。另外，施工中还要做好筛除，以去除粒径不符合标准的颗粒，否则将在摊铺后的表面产生明显的划痕。对集料而言，其砂当量的控制也十分重要，若砂当量很低，可能导致沥青用量及施工成本明显增加；相反，如果集料的砂当量较高，则会对集料和沥青之间的裹覆造成影响。按照规范的要求，微表处施工中，对于可以从4.75mm筛孔中通过的合成矿料，其砂当量应达到65%以上，而稀浆封层施工中应达到50%以上[2]。

1.3 填料

为改善混合料综合性能，往往要添加一些填料。施工时所用填料要疏松及干燥，如果发现结团或与规范要求不相符，则都不能用于现场施工。填料在没有特殊要求时都使用矿粉，其可以改善级配。施工中应加强对早强水泥及引气剂等实际用量的控制，有可能导致沥青和填料之间发生抱团[3]。

1.4 添加剂

在混合料中掺入添加剂的主要作用是对混合料具体拌和时间进行调节，以此缩短沥青破乳所需时间，加快施工进度，并能对混合料路用性能及耐久性予以有效改善。在施工中需对添加剂具体用量进行严格的控制，没有验证通过的添加剂禁止在施工过程中使用。

2 配合比设计

2.1 碎石封层

对碎石封层混合料进行配合比设计时，应对包含路段交通量、路面实际状况和现有施工水平等在内的各项因素进行综合考虑，对碎石粒径及其撒布量予以高度重视。若碎石的撒布量较大，则碎石层可能产生重叠，使上层石料和沥青之间的裹覆面积变小，降低黏结力；而若碎石的撒布量较少，则会使部分位置的沥青膜和集料之间的裹覆性变差，碾压施工中可能产生卡轮的现象。根据相关施工经验，碎石的实际撒布数量要有一个最小值，施工时按照大于这一最小值进行撒布，并保证撒布的均匀性。当碎石粒径在3～5mm范围内时，其最小撒布数量可取3.8kg/m2，当碎石粒径在5～10mm范围内时，其最小撒布数量可取7.5kg/m2，当碎石粒径在10～15mm范围内时，其最小撒布数量可取9.8kg/m2。混合料的沥青用量对石料裹覆及黏结力有直接影响，需根据路面实际状况及交通量和自然气候条件确定。如果沥青用量过大，在施工完成后可能出现泛油的问题；而如果沥青用量不足，将无法和石料充分裹覆，产生脱粒等问题。以乳化沥青为例，其与碎石裹覆之后的高度应达到碎石粒径的2/3，混合料完成多次碾压后，才能与摊铺层之间达到稳固，避免泛油与脱粒。基于此，本次施工将碎石封层的沥青用量确定为2.2～2.4kg/m2。

2.2 微表处

在对微表处混合料进行配合比设计之前，应先对其所用各类原材料进行严格试验，以确定能否达到相关规范的要求，然后确定适宜的矿料级配与集料的用量。结合理论计算结果与功能性试验结果，确定不同类型原材料实际用量。微表处混合料的各项指标应达到以下要求：25℃温度条件下的可搅拌时间不能短于120s；试验所用车辆的车轮黏砂量要少于450g/m2；连续浸水1h以后，湿轮磨耗损失要少于540g/m2；连续浸水6h以后，湿轮磨耗损失要少于800g/m2；30min与60min的黏聚力需分别不低于1.2N·m和2.0N·m。在稀浆封层时运用的混合料，指标要符合下列要求：可搅拌时间不能短于120s；稠度的变化范围不能超过2～3cm；磨耗值要在800g/m2以内；黏附砂量小于600g/m2；30min黏聚力应达到120N·cm，60min黏聚力应达到200N·cm以上。

3 施工工艺及质量控制

该公路预防性养护施工会受到气温与雨水等因素的干扰，可施工时间很短，所以在施工中应最大限度利用专门的机械设备，以保证养护施工质量，尽快达到正式开放路段交通的要求。

施工开始前，应先对原路面的实际强度予以检测，对强度不符合要求的路段予以补强处理。对于原路面上存在的病害，应采取相应的措施及时处理，在必要的情况下需进行路面铣刨，确保路面的平整度指数达到90以上。

将原路面上的病害处理完成后，将杂物、粉尘等清理干净，若路面上存在一些黏结的废弃物，需安排人员将其铲掉，并用水冲净，静置24h后洒布黏层油。

为切实保证施工质量，需通过试验段施工来确定各项参数，并对设计参数进行必要的校正。在试验段施工完成并通过验收后，方可按照校正后的参数开始大面积施工。为保证施工中形成厚度相等且均匀的沥青膜，对于沥青的喷洒量，需按照2.5～3.0L/m2的范围严格控制，洒布的具体温度需维持在50～75℃之内。沥青洒布期间，原路面实际温度不可低于13℃，同时气温要维持在16～43℃。雨雪天气不允许施工。碎石的撒布操作开始前，要做好预加热，使碎石撒布过程中温度达到160℃以上。碎石利用撒布车来撒布，使碎石实际覆盖率不低于90%，某些特殊路段可由人工来辅助，以免上下重叠。

在沥青和碎石撒布之前都要在原路面上画出引导线，若存在标线，则可将其作为参考线为施工提供依据。施工时，规划好各设备的实际行驶路线，确保碎石在胶结料中的嵌入量不低于50%。沥青和碎石撒布后，尽快着手修补，重点是起点与纵向接缝等部位。撒布结束后的90s应开始碾压，由16t轮胎压路机完成，碾压遍数为2～3遍，使骨料达到密实。

在微表处施工开始前，应先对碎石封层结束后的路面实施全面清扫，将路面上残留的杂物与粉尘均清除干净，然后根据设计要求进行微表处混合料摊铺。在施工中应做好关键部位的平整度控制，如纵向接缝与边缘处，以达到良好的养护效果。在碾压完成后，尽快开始初期养护，禁止车辆与人员随意行走，直到上封层达到凝结。