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公路工程透层及下封层的防水技术研究

2023-01-09何爱琴曹小妹

运输经理世界 2022年26期
关键词:封层面层沥青

何爱琴、曹小妹

(上饶市万年公路事业发展中心,江西万年 335500)

0 引言

在目前的公路工程建设中,一般会在基层和面层之间设置透层与下封层结构,其作用是预防水渗入工程下部结构。因此,为了保证公路透层与下封层的施工效果,提升路面结构稳定性,需要在合理选择施工技术的前提下,深入研究施工工艺,进而为公路工程高质量开展奠定基础。

1 透层与下封层基本技术要求

在我国的公路工程建设中,半刚性基层+沥青路面是主要的结构形式。其中,半刚性基层结构的主要材料为水稳碎石,其强度、刚度与水稳性比较高,耐冲刷效果好,但是这类材料与上部结构的黏结性较差,若不能采取有效措施提高其与上部结构的黏结性,会影响公路的运行安全。并且,结合以往工程经验可知,半刚性基层出现的病害问题多是上、下部结构黏结强度不足引发的。因此,在施工过程中需要有效控制面层与基层结构的黏结性,以有效避免基层结构病害问题,提升公路工程整体性能,延长公路使用寿命。例如,在面层与基层结构之间设置透层,此方式能够提升面层与基层结构的黏结性,并且不会改变结构的整体厚度,也不会使公路工程的结构层次发生变化。此外,透层具备较高的耐冲刷性,能够有效预防雨水渗入结构内部,有助于延长公路使用寿命[1]。

1.1 透层

透层结构具备较高的抗冲刷性能,在防止雨水渗入的同时,还能充分保证基层与面层的黏结性能合格,能够有效提升公路的整体性能。在公路工程施工过程中,为保证工程的整体结构、性能达标,应结合工程实际情况,合理设置透层结构的深度,确保在面层与基层之间形成完整的黏结界面。目前,公路工程多采用乳化沥青透层结构,在透层设置环节需要考虑到材料的渗透性,同时还需要结合沥青材料的性能参数,使其能够达到透层设置的要求。此外,从技术、经济、质量、性能等多个方面考虑,将沥青含量控制在40%~45%最为适宜,综合效益最高。在透层油的制备方面,应按照下述指标进行控制:第一,黏度。应用标准黏度计检测,确保黏度处于8~15s 范围内;第二,基层沥青针入度在100~200(0.1mm)区间内;第三,基质沥青延度需超过60cm;第四,透层油的使用量为0.4~0.7kg/m2。

1.2 下封层

下封层也是在基层与面层的中间,设置下封层的目的同样是提高两者之间的黏合效果,并预防渗水问题。当前,我国很多高速公路项目选择AH-90 热沥青作为下封层的主要材料,还需辅以相应石料,制备下封层材料时,应保证石料的洁净度、硬度达到施工要求。另外,如果集料内的粉尘含量超出标准,需要应用乳化沥青搅拌处理,确保黏结效果合格,以提升工程的整体施工质量。

2 透层与下封层施工

某公路项目长度为150km,为当地的重要基础设施,该工程按照一级公路标准建设施工。该项目设计为沥青混凝土路面形式,为保证基层与面层有效黏结,避免结构进水,在面层结构正式施工前,根据设计标准和技术规范开展透层与下封层结构的施工。

2.1 透层

透层结构施工按照如下工序进行:生产沥青、运输到现场、洒布沥青、撒布碎石、碾压、养生、开放交通。该工程项目选择的沥青材料为SBS 改性乳化沥青,材料性能见表1。在透层结构施工前,必须对每一车沥青材料进行自检,并留取样品用于后续检查;之后监理人员按每5 车抽检1 车的原则对材料进行抽检,抽检项目与自检相同,主要是检查黏度、蒸发残留量、残留物针入度、软化点、延度等指标。此外,要准备充足的施工机械设备,为现场施工顺利进行奠定基础。

表1 透层施工用沥青材料指标参数

根据我国目前的国家标准,透层施工需按照下述工艺要求进行:

第一,为了更好地保证透层施工效果,需要在水稳碎石基层结构施工后的12h 内完成透层油洒布施工,从而使透层油达到标准的渗透深度。

第二,在透层施工正式实施前,需要将基层表面的灰尘清理干净,防止透层油持续下渗对后续施工产生不利影响,保证下封层与基层结构的黏结效果合格。如果在基层结构施工完成后立即开展透层油铺设施工,能够节约清扫环节。因此,在施工过程中,可通过合理统筹,实现基层结构与透层结构施工的有效衔接,简化工序,提高施工效率。

第三,在透层油洒布施工环节,应用专业洒布车均匀喷洒透层油,根据现场试验路段的情况确定洒布量,并保证现场洒布施工达到均匀性标准,还要预防油膜问题,以免对透层油下渗产生不利影响,确保下渗深度达到工程建设标准[2]。

第四,根据之前确定的用量展开透层油洒布施工,并采用塑料薄膜进行覆盖处理,确保透层油可以顺利下渗,保证现场施工质量合格。

第五,加强对施工现场各个工序的管控力度,切实保证施工质量。透层油洒布的时机极为重要,需要在基层碾压结束后,稍微干燥的条件下洒布;开始洒布前,需要保证路面洁净度达到标准,并且要对路面上的各个结构物进行覆盖处理,防止洒布施工中发生污染问题;采用智能洒布车辆进行洒布作业,并将表面覆盖层厚度控制在5mm 以上;需要保证透层油喷洒均匀,若出现花白的情况,需及时采取人工方式补洒施工,如果喷洒量超出标准,要及时撒布碎石进行处理,并在合适时机碾压施工;必须确保透层油洒布结束后,表面无油皮现象;如果洒布施工后,透层油的渗透深度未能达到相应要求,应及时更换透层油品种或调整其稠度。

在透层结构施工环节,除了要遵循上述工艺要求外,还要注意如下要点:

第一,透层油的渗透深度是透层结构施工的重要指标,该深度不仅受到透层油材料特点的影响,还与各基层结构表面密度有直接关系。比如,基层结构施工结束后,强度性能基本形成,表面密实度会提高,这会使透层油下渗受限,所以需要在基层结构强度达标前进行透层油施工,一般应在基层结构施工后12h 内完成透层油洒布。

第二,在透层油洒布施工前,要进行油嘴预热、疏通处理,保证油嘴通畅,从而使透层油洒布达到均匀性标准。如果油嘴温度较低,或者油嘴内部存在异物被堵塞,将极大程度地影响洒布均匀性。因此,在透层油洒布施工前必须做好对油嘴的检查工作,处理存在的问题,提高施工效率和质量。

第三,如果透层油洒布环节如果出现遗漏问题,要及时补洒处理。

第四,洒布施工开始前,应加强对构造物的保护处理,避免洒布施工过程中污染结构物。

第五,在透层油洒布施工环节,应严格按照试验路段的参数调节和控制洒布量,现场作业人员不能随意更改任何技术参数,以确保洒布量符合要求,以免影响透层油的渗透的深度。

第六,透层油洒布施工前,需要对天气状况进行准确的预测和分析,以免施工过程中天气变化,影响施工效果[3]。如果遇到大风或者降雨天气,禁止开展透层油洒布施工,并且要应用塑料薄膜对施工现场进行覆盖处理,待天气转好及时开展洒布施工。另外,应在洒布作业之前对基层表面进行清理,将基层表面的浮浆、灰尘等杂质清理干净,避免给后续的施工带来不利影响。

2.2 下封层

下封层施工工艺如下:

第一,透层油洒布施工全部完成之后,对现场进行检查,若不存在油膜现象,可去掉塑料薄膜,之后交由现场监理工程师检查确认,经检查合格才能继续开展下封层结构的施工。

第二,在下封层结构施工环节,需提前检查沥青材料的各项指标,确保其针入度、延度、软化点、黏度等均能满足施工要求。如果检查过程中发现材料存在质量问题,则禁止将之投入使用,要及时作废处理,否则会严重影响工程质量。

第三,在下封层结构在施工环节,对集料的选择也很重要。该工程选用的是S12 石灰岩碎石材料,粒径在4.75~9.5mm 之间,通过水洗法筛分处理,采用连续级配的方式配制,并进行相应的检测控制,从而保证沥青混合料的性能合格。

第四,在封层结构施工中,沥青洒布量要结合现场的试验结论来确定,并由专业人员进行现场管理和控制。试验及正式施工环节,都需要应用专业的沥青洒布车。一般情况下,在下封层结构施工中,沥青材料的用量为0.6kg/m2左右,其间可根据现场的实际情况进行合理调整,以确保沥青洒布量达到工程标准。

第五,下封层沥青洒布施工结束后,应采用撒布车均匀撒布性能合格的矿料,通常要覆盖总面积的70%左右,撒布量要根据现场的试验结论来确定,一般每1000m2面积撒布4~7m3的石料,对于撒布车无法撒布到的部位,要通过人工撒布的方式,对于撒布重叠的石料,要进行扫开处理,以达到表面矿料均匀分布的效果。

第六,下封层洒布施工结束后,应进行全面的质量检查,经检查达到均匀性标准,要立即开展碾压施工,一般选用轮胎压路机。在碾压施工环节,要按照相应标准与规范展开作业,以切实保证下封层与上基层结构有效黏结,达到相应的工程技术标准。

第七,下封层施工全部完成后,应根据下述要求展开质量检测工作:其一,每日进行沥青用量检测,根据施工面积进行计算分析,以确保沥青用量在设计用量的±0.2kg/m2范围内。其二,每日进行一次集料检测,根据现场施工面积以及集料总量展开检测,以确保集料用量符合工程设计标准。其三,渗水试验。采用符合要求的渗水仪,按照每处2 点的方式进行检测,渗水量在5mL/min 以内为合格。其四,刹车试验。在现场让车辆在50km/h 的行驶速度下进行刹车制动,检查表面是否出现开裂问题。其五,外观质量检查。用硬物将下封层表面刮开,检查其与基层的黏结效果,若无起皮、外露、油包等问题,即判定为合格[4]。

在下封层结构施工中,除了要按照上述工艺展开施工之外,还要注意以下几点:

第一,在下封层结构施工开始前,应及时进行清洁处理,将油膜、残留的塑料薄膜等全部清理掉,如果存在灰尘,应借助相关设备进行吹扫处理,也可以用清水冲洗,保证表面没有杂质,且必须裸露出表面的集料,以达到正常施工的要求,确保下封层与基层结构有效黏结。

第二,必须保证沥青洒布均匀、洒布量达到技术标准。

第三,必须保证集料洒布均匀、洒布量达到技术标准,确保基层与面层结构有效黏结。同时,要避免下封层结构厚度超标,否则极易导致泛油问题,会影响工程整体效果。

第四,下封层混合料在开始摊铺施工前,应做好下部的清理,保证下封层不存在松散料以及浮动情况,以免影响工程的施工。同时,在下封层现场施工中,需要做好结构层厚度控制,防止在下封层施工中因为车辆碾压而造成结构的损坏。最后,需要做好现场交通封闭管理,避免压路机等施工机械以外的任何车辆、设备进入现场。

第五,在下封层结构防水施工环节,倘若基层表面结构的平整度不合格,或者基层表面出现坑槽的情况,下封层结构的防水功能会下降,很容易出现雨水渗透到结构引起基层松软的情况。因此,在施工阶段需要加强对下封层的压实,利用钢轮压路机进行反复碾压提升下封层结构密实性[5]。

3 结语

综上所述,在公路透层施工以及下封层施工环节,需要从材料、工艺等方面进行控制提升施工效果。在上文分析中对透层施工工艺与下封层防水技术要点进行探讨,提出相应的技术措施,为公路工程建设奠定基础。未来,还要结合公路项目特点,通过引进先进施工技术、采用性能好的材料,同时加强现场施工管理控制,为公路建设奠定基础。

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