路面稀浆封层施工技术

闫继锋,沈 锋

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

1 概 述

随着我省沥青混凝土路面设计、施工技术的前进与发展,黑龙江省内的沥青混凝土路面的基层、封层、路面用材料等的施工,也随着先进的设计理念而不断前行着。由于水泥稳定碎石基层以其使用较少的水泥粘结材料却具有良好的强度、耐久性及较少的收缩裂缝等优良特性逐渐在省内高等级公路中替代高水泥用量的水泥稳定砂砾基层。但由于水泥稳定碎石基层的耐磨性能较差,重载运输车辆在其上行车极易将基层跑松散、形成坑槽,从而降低基层的强度。根据弯沉试验检测:达到养生期的水泥稳定级配碎石基层的平均弯沉值为 7.8(0.01mm),未进行稀浆封层施工的路段行车10～15 d后平均弯沉值则提高到 15.5(0.01mm),并在离析位置部分出现坑槽;而已进行稀浆封层施工的段落经过一个冬季备料期的运输车辆磨损,弯沉指标未见明显变化。而我国现行的施工工艺及工期布置必然要求施工车辆在已铺筑、养生完成的基层上通行,因此必然要求在沥青混凝土面层施工前,采用一种可以增强基层与面层衔接并具有较高耐磨性的材料作为下封层,国内比较通常采用的是采用稀浆封层或同步碎石封层作为下封层,而稀浆封层具有较高的抗磨性能、较大的摩擦系数在其他省份的下封层施工占有较高的使用比率。

随着黑龙江省内的高等级公路水稳级配碎石基层的逐步使用,改性乳化沥青稀浆封层这种以前只有在国外或国内先进省份施工的工艺也逐渐在我省高等级公路施工中使用。下面就对改性乳化沥青稀浆封层这种封层结构的特点、施工工艺、以及现阶段在我省、我国的发展情况作以简要介绍。

2 改性乳化沥青稀浆封层技术的产生与发展

稀浆封层技术大约于1930年德国发明,二十世纪 60年代在欧洲得到推广而发展起来。20年前我国开始接触稀浆封层技术。根据＂阳离子乳化沥青及其路用性能＂国家重点课题组对德国技术的解释与命名,稀浆封层这四个字就成了乳化沥青沥青为粘结料、在常温条件下、现场拌和现场摊铺薄层罩面施工技术的专用名词。“稀浆封层”把混和料的性状、作用和铺层的结构特点都概括在里,非常直观和容易理解。20世纪 70年代改性沥青技术取得了重大进步,随之改性沥青的乳化技术也取得了重大突破,改性沥青及改性乳化沥青是传统的石油沥青在性能上有了很大的提高。因此现阶段我们使用的稀浆封层技术均为改性乳化沥青稀浆封层。

3 改性乳化沥青稀浆封层施工工艺

3.1 稀浆封层施工前准备工作

(1)人员配备及分工:稀浆封层施工质量的好坏,有赖于一支高素质的施工队伍,取决于他们的知识、经验和技巧。施工队的人员基本组成,应包括队长一名、操作手一名、驾驶员四名(稀浆封层、装载机、油罐车和水罐车驾驶员各一名)、工人若干。

(2)交通管制与控制:刚摊铺的稀浆封层,必须有一段养护成型期。在养护成型期内,应严禁车辆和行人进入。

(3)施工应具备的条件:施工前的准备工作,包括材料、机械设备、原路面补强与清扫、交通管制等都已按要求完成。施工队伍人员配备整齐,对道路上的各种附属设施都已采取保护措施。

(4)稀浆封层施工程序:路面基层检测→修补路面基层松散、坑槽等病害→封闭管制交通→清扫路面→洒布透层油→摊铺→修补修边→早期养护→开放交通。

4 稀浆封层施工

4.1 放样画线

根据所需摊铺的路幅全宽,调整摊铺箱宽度,使施工车程次数为整数。

4.2 装料

将符合要求的矿料、乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺机的相应料箱,一般应全部装满,并应保证矿料的湿度均匀一致。

4.3 摊铺

(1)将装好料的摊铺机开至施工起点,对准走向控制线,并调整摊铺箱厚度与拱度,使摊铺箱周边与路面基层贴紧;

(2)操作手再次确认各料门的高度或开度;

(3)开动发动机,接合拌和缸离合器,使搅拌轴正常运转,并开启摊铺箱螺旋分料器;

(4)打开各料门控制开关,使矿料、填料、水几乎同时进入拌和缸,并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时,乳液喷出;

(5)调节稀浆在分向器上的流向,使稀浆能均匀地流向摊铺箱左右;

(6)调节水量,使稀浆稠度适中;

(7)当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时,操作手就可以通知驾驶员启动底盘,并缓慢前进,一般前进速度为1.5～3.0 km/h,混合料摊铺后,应立即进行人工找平,找平的重点是:起点,终点,纵向接缝,过厚,过薄或不平处,尤其对超大粒径矿料产生的纵向刮痕,应尽快清除并填平;

(8)当摊铺机上任何一种材料用完时,应立即关闭所有材料输送的控制开关,让搅拌缸中的混合料搅拌均匀,并送入摊铺箱摊铺完后,即通知驾驶员停止前进;

(9)将摊铺箱提起,然后把摊铺机连同摊铺箱开至路外,清洁搅拌缸和摊铺箱;

(10)查对材料剩余量。

5 施工过程中对常见问题的发现与处理

5.1 接缝

横向接缝过多过密总是会影响外观和平整的,因此应尽可能减少横缝的数量,提高接缝的施工水平。首先是在起点处,当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时,就可以低速缓慢前移,这样可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象,并对起点进行人工找平。一般情况下,摊铺终点的外观影响不大,因为下一车将在该终点处,倒回一段距离。从上一车终点倒回 3～5m的距离开始下一车的摊铺,是一个可采纳的办法;驾驶员应该使机械的运行线形,与上一车相吻合。当该路段进行最后一车施工时,其终点的处理应该采取人工整平,并做出一条直线。施工中下一道封层必需在前一道封层上摊铺 3～5m,确保横向接缝处封层材料摊铺饱满,横缝、纵缝两段搭接处的封层材料必需在摊铺后立即清理出摊铺现场,因为稀浆封层破乳后将十分坚硬,接缝处无法清除,会严重影响路面的外观和平整度。

5.2 加水量的控制

某一种石料和乳化沥青,当外加水量为某一范围时,可以成为稳定的稀浆。机械作业时的外加水量,可以采取允许范围的中值。成功的稀浆封层应建立在稀浆中沥青分布均匀的基础上,因此必须以合适的水量加到稀浆混合料中,因为加水量的多少关系到施工的和易性、与原路面的粘接强度、封层表面的泛油及混合料的沥青分布等,对施工质量影响极大。

5.3 成型养护

乳化沥青的任何一种施工方法,施工后都有一个破乳成型过程,稀浆封层也不例外。养护的时间,视稀浆混合料中水的去除及粘结力的大小而变化,通常认为,当粘结力达到1.2 N◦m时,稀浆混合料已初凝,当粘结力达到 2.0 N◦m时,稀浆混合料已凝固到可以开放交通的状态。刚摊铺的稀浆封层,在养护成型期内,应严禁车辆和行人进入,否则将带来不良的外观。如交叉口等确需立即开放交通,必须进行撒砂保护。

5.4 避免超大粒径集料混进封层集料中

超大粒径集料如果混入封层集料中,会将封层车的摊铺熨平板垫起,造成稀浆封层拥包严重影响外观和平整度;或因封层车的摊铺熨平板带动超大粒径集料一同行走,造成封层拖拽致使基层表面不能覆盖(或覆盖厚度不足)上要求厚度的封层,容易造成路面基层因行车磨损而破坏。在可能的情况下应尽量要求施工单位将集料放置在平整坚实的硬化场地上,并在封层施工前用高频振动筛重新将集料筛分一次,确保集料中无超大粒径。

6 施工的质量控制

(1)施工前必须由施工单位提供材料的试验报告,在经过监理办试验检测工程师确认符合要求后,方可使用。

(2)施工前必须由施工单位提供混合料试验报告,在经过监理办试验检测工程师确认材料没有发生变化和符合要求后,方可施工。

(3)施工中应对稀浆混合料性能进行抽样检测。

(4)稀浆封层施工外观质量应符合下列要求:

①表面平整,密实,无松散,无轮迹;

②纵、横缝衔接平顺,外观色泽均匀一致;

③与其它构造物衔接平顺,无污染;

④摊铺范围以外无流出的稀浆混合料;

⑤表面粗糙,无光滑现象。

7 结束语

由于稀浆封层流动性好,可以很好地渗入基层材料的空隙中去,与基层材料牢固地结合,用于上封层时使路面更加密实,具有良好的防水和耐磨性能,可有效降低沥青混凝土施工前车辆对基层的磨损与破坏。由于稀浆封层表面粗糙也可增加下封层与基层、下封层与面层的粘结能力,更好的保证基层与面层的衔接,确保了路面结构的整体性。综上所述,改性乳化沥青稀浆封层必将越来越广泛的应用于我省高等级路面的下封层施工上。