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沥青路面环氧抗滑封层施工技术研究

作者:未知

  摘 要:伴随公路建设里程的不断增多,道路工作重点已逐步从“大规模建设”转变为“建养同步”的方向。预防性养护技术的应用,不仅能够改善路面性能,还能增加工程使用寿命,是实现公路建设经济效益的重要手段。本文结合某公路工程,探讨了环氧抗滑封层施工工艺,并在试验路四个阶段,即施工前、铣琢后、工后、半年使用期后检测了抗滑封层的路用性能,得出结论为环氧抗滑封层的应用可有效提高路面抗滑能力,并可封闭道路空隙、裂缝,耐久性能良好。
  关键词:沥青路面;环氧抗滑封层;作用机理
  中图分类号:U418.6 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)08-0132-02
  在国家公路网不断完善的今天,全国公路养护里程越来越多,截止2016年已达到456.6万公里以上,在公路通车总里程内比例高达96.1%。为此,必须重视道路养护施工。为防治路面病害,提高道路行车的舒适性及安全性,应合理采用恢复路面功能的预防性养护技术。所谓路面功能性损坏,主要包含抗滑性能下降、渗水能力差及路表贫油等。据不完全数据统计,全世界每年死于车祸的人数高达120万人,因车祸致残受伤的人数达到500万人。经研究发现,路面湿滑是造成车祸事故及重大车祸的主要原因。为此,增强路面抗滑能力,不仅与行车舒适度息息相关,更关系到道路交通安全。在傳统雾封层技术的基础上,以增强路面抗滑、防渗能力为目的,本文深入分析了环氧抗滑封层技术在沥青路面养护施工中的应用,从而有效提升路面质量,确保行车安全。
  1 环氧抗滑封层结构与作用机理
  与传统雾封层养护技术相比,环氧抗滑封层粘结性、渗透性更强。其作用机理如下:
  1.1 粘结机理
  环氧树脂内存有大量极性基团,如羟基等,还存有环氧基(活性大),此类材料能够和表面活性较大的基团相互粘结。固化后,环氧树脂刚度较大,因此具有较高粘合强度。与此同时,环氧树脂固化并不会出现低分子挥发物,将大大减小粘合剂层的体积收缩率与环氧固体的线性膨胀系数、蠕变系数,从而稳定胶层尺寸。
  1.2 渗透机理
  将具有极性或活性的基团引入树脂分子结构,有利于与石料表面基团相互融合,同时,通过其自身的自乳化作用,能够减少和乳化沥青混合后的体系粘度、乳化粒径,这对增强原路面材料渗透性极为关键。
  2 工程概况
  某公路工程为双向六车道,试验段起止桩号为K17+800~K18+100,长度为500m。通过现场调查发现,本路段贯穿性裂缝较多,共79道,裂缝全长达到342延米,并伴有4㎡网裂,及轻度裂缝、块状裂缝等。如处理不及时,将进一步加重路面病害情况,对道路运行安全造成严重影响。为此,决定对此路段进行预养护施工。
  3 路面结构状况评价分析
  按照养护技术规范规定对试验段路面情况进行详细调查分析,对路面病害的类型、位置及破损程度进行了准确记录,本路段破损率如表1所示,由此可见,路面整体状况良好,适用于环氧抗滑封层处理。
  环氧抗滑封层能显著提升路面结构性能,但当路面结构状况过差时,将严重环氧抗滑封层的应用效果,减少使用寿命。本文通过钻芯取样法共设12个测点进行分析,这样不仅能准确掌握原路面结构情况,还能对路面结构力学性能进行综合评价。针对结构性能较差路面,可通过重铺加固法进行处理。
  4 施工要点
  (1)调试车辆设备。施工前,需先将封层车启动,排除封层车水罐内的水,并对管路、喷头等进行冲洗,在喷水时必须对所有喷头喷水情况进行详细检查,如出现堵塞现象,需及时找出问题所在,采取科学有效的措施予以处理。随后进行铣琢车调试,保证设备运行正常。
  (2)封闭交通。根据施工现场实际情况,施工前需将施工段进行封闭,严禁车辆通行,且设置明显标识。
  (3)铣琢。针对路表选取专用铣琢车进行快速一体化处理,如铣琢、清扫及吸尘等。
  (4)封层车装料。将所需材料均匀搅拌,要求合理控制拌和时间。随后通过泵送法向封层车内送料,并灌入乳化沥青材料。待完成胶结料泵送施工后,即可向集料仓内装入适量细集料。
  (5)封层车洒布。因封层车料仓贮料量有限,必须按照工程量实际情况,对施工流程、洒布遍数进行合理确定。要求完成洒布后,路表干燥,不会出现粘轮情况。当原路具有较大空隙问题,必须按照具体情况,增加液体材料洒布量。通常情况下,需在6~8km/h之间合理控制封层车施工速度。
  (6)开放交通。完成上述施工作业后,当路表干燥度达到设计要求,便可开放交通。
  5 工后测试分析
  为保证施工质量,本文在环氧抗滑封层四个阶段进行了性能测试,测试项目包括抗滑能力、构造深度、平整性及渗水性能,具体测试情况如下:
  5.1 摆值
  在道路工程抗滑性能检测中可选用TRRL研发的摆式仪,本工程选用BM-II型摆式仪,相邻两测点间隔100m布设,施工前,本路段摆值的均值集中于50~55BPN区间,可满足车辆日常行驶对摩擦的要求。在抗滑封层施工前期,原路面需选用铣琢车做打毛施工,处理后路表铣琢痕迹较为明显,从而增加了路面表层的粗糙程度。经分析可见,路面通过铣琢之后,摆值有所提升,增至85BPN以上。环氧封层喷洒之后,表面纹理将被环氧乳化沥青封闭,相对铣琢后路面,此时的路面抗滑能力将有所降低。因金刚砂抗滑效果良好,施工后本路段摩擦值也有75BPN左右,相比原路面,工后路面抗滑性能可提升30%~55%。
  通车半年后,经检测抗滑封层摩擦性有所降低,约下降了8BPN左右,也就是说,整体路面摩擦大概有67BPN左右。也就是说,通过跟踪检测,显示针对原路面摩擦值,封层后可摩擦值可有效提高,且能够增加路面的耐久性。
  5.2 构造深度   针对路面构造深度,可选用铺砂法检测。经检测可见,构造深度变化情况基本类似于抗滑性能变化趋势。路面铣琢后,其构造深度将大幅增加,此时也会增加其摩擦值。施工后路表空隙被环氧乳化沥青填充,致使构造深度有所下降,此时摩擦值也会随之降低。但在通车半年后,经检测,构造深度下降了2%,但抗滑性能降低幅度较大,则表明金刚砂在整个构造中承担了耐磨作用,产生了相应的磨耗,此类磨耗基本不会影响构造深度,但摩擦值下降则较为明显。
  5.3 平整度
  通过3m直尺在施工前、后分别检测路表平整度。经检测可见,原路面平整度基本在3mm以内,则表明路面结构性病害,如拥包等基本不存在。由此说明,因环氧抗滑封层厚度不大,向路面喷洒后,部分会向路面结构内渗入,致使此工艺并不能有效提升路面平整度。
  5.4 渗水性能
  本工程选用HHDS-II型路面渗水仪做渗水试验,因本路段通车运行时间较长,大量路表通水空隙处于封闭状态,因此,在施工前测试中发现,测点大量路面渗水为0。经环氧抗滑封层施工之后,整个路段无渗水问题,同时在通车半年后,防渗水效果仍十分良好。具体如表2所示。
  6 结语
  综上所述,伴随经济社會的迅速发展,我国公路建设规模越来越大,已逐步形成较为完善的公路网。在道路运营阶段,因气候、环境及交通荷载等原因,沥青路面往往会产生不同程度的病害。在公路养护施工中通过环氧抗滑封层的应用,可得出如下结论:
  (1)环氧抗滑封层施工后,将有效提升原路面抗滑能力,可提高到75BPN左右,提高幅度为30%~55%。通车半年后,将大大降低抗滑封层的摩擦性能,下降了8BPN,整体路面摩擦大约为67BPN。
  (2)铣琢施工后,相比工前,路表构造深度有所增加;通车半年后,构造深度下降率仅为2%,与摩擦下降幅度相比,较小。
  (3)通过检测施工前、后平整度情况,可得出在路表平整度方面,环氧抗滑封层作用不大。
  (4)环氧抗滑封层具有显著的抗渗水能力,在施工后与通车半年内,均未出现路面渗水情况。
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