崔泽英
随着交通事业的发展、公路交通量的增多,特别是车辆载重量加大,要求公路路面具有高强、稳定、耐久的使用性能,日益繁忙的交通使路面上裂缝、坑槽、车辙、水损害等不断发生和表面功能衰减。为了减少这些病害,必须提高结合沥青的耐久性、韧性、耐磨抗滑性及耐酸性材料的粘结力。
乳化沥青稀浆封层是在常温条件下用乳化沥青、矿料、水、填料和添加剂等按一定的配合比制成稀浆混合料,类似于细粒式沥青混凝土,并用稀浆封层摊铺机及时均匀地摊铺在路面上,厚3 mm~11 mm的一层封层,具有防水、防滑、耐磨耗、填充、平整及恢复路面使用功能的作用,施工速度快、效率高、用料少、造价相对低、节省能源、减少环境污染的特点。
乳化沥青稀浆封层既可以作为新改建路面的表面磨耗层,又可作为维修、养护旧路面病害的加铺层,如表面坑槽、网裂、光滑等,也可加铺在路面基层作为下封层,是近年来发展很快的一种路面施工方法。作为下封层时乳化沥青稀浆封层由于具有良好的防水性,从而防止水侵入到基层中而引起路面出现早期损坏现象,并能增强沥青面层与半刚性基层之间的层间结合,使面层与基层形成一个良好的整体结构,从而延长路面的使用寿命。我市多条道路采用乳化沥青稀浆封层作下封层,并取得了良好的使用效果。本文以太原市晋源区西仁线改线1号路工程为背景,阐述了乳化沥青稀浆封层作为路面下封层的施工工艺和质量控制。
太原市晋源区西仁线改线1号路工程位于太原市晋源区东院村。设计起点位于晋白线,终点为西仁线,全长1 070 m,道路行车道宽度为12 m,两侧人行道宽度各2.5 m,绿化带宽度13 m。
路面结构形式为上面层4 cm厚SBS细粒式沥青混凝土(混合级配采用AC-13,石料选用抗滑、耐磨石料,改性乳化沥青粘层油),下面层8 cm厚粗粒式沥青混凝土(混合级配采用AC-25,乳化沥青透层油),1 cm乳化沥青稀浆封层(不计入结构层厚度),基层为20 cm厚水泥稳定碎石基层水泥含量5%+20 cm厚水泥稳定碎石基层水泥含量3.5%。
路面采用我国常用的水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面结构,在基层上铺筑ES-3型乳化沥青稀浆封层作下封层,设计厚度10 mm,矿料级配范围见表1。
表1 乳化沥青稀浆封层矿料级配范围及筛分试验
通过稠度试验、粘结力试验、湿轮磨耗试验和负荷车轮试验,确定ES-3型乳化沥青稀浆封层混合料设计配合比:矿料∶乳化沥青∶水 =100%∶13.3%∶6.5%;混合料最佳用油量为 7.5%(沥青占矿料的百分含量),最佳乳化沥青用量为13.3%(乳化沥青固含量为 56.3%)。
1)人员配备及分工:乳化沥青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(稀浆封层车、装载机、油罐车和水罐车驾驶员各一名)、工人若干。2)材料:矿料进场应符合设计和试验配合比要求,堆放场地应硬化并保持清洁,以防止装料时使矿料污染,雨季应做好苫盖、防水设施。机械设备:应提前做好施工用封层车,装料铲车和压实机具的维修和保养工作,确保施工时可连续不间断施工,以保证施工质量。3)基层准备:水泥稳定碎石基层应符合规范要求,验收合格并清扫干净,提前24 h均匀铺洒透层油以使乳化沥青充分破乳。4)天气过于干燥气温又很高时,对原路面进行预洒水,有利于稀浆与原路面的牢固粘结,量的控制以路面无积水为宜,洒水后可立即摊铺。5)交通管制与控制:铺洒乳化沥青后必须封闭交通,严禁车辆和行人进入。
1)放样画线。根据路幅全宽,调整摊铺箱宽度,使施工车程次数为整数,本工程路宽11.4 m,分三幅摊铺,每幅3.8 m。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。3)摊铺。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,使摊铺箱周边与原路面贴紧,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,调节水量,使稀浆稠度适中,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 km/h~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。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,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。本工程使用两台美国进口VSS-MP12B型稀浆摊铺车,一次装料12 m3,乳化沥青8 t,可摊铺315 m,合计1 200 m2,摊铺时可用此参数和现场实测摊铺厚度双控施工质量。4)成型和养护。刚摊铺的乳化沥青稀浆封层,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。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。由于稀浆混合料在破乳成型后,都会有若干空隙。为了消除空隙,提高封层的密实度与强度,并消除纵缝与横缝的不平,对于乳化沥青稀浆封层可以采用胶轮碾压数遍,碾压时机应在稀浆混合料刚破乳时,此时接近液态,碾压效果最佳。
1)原材料进场后要进行取样试验,在确认符合要求后,方可使用。施工中应对稀浆混合料性能进行抽样检测,应符合设计要求的施工配合比。
2)乳化沥青稀浆封层施工外观质量应符合:a.表面平整,密实,无松散,无轮迹;b.纵、横缝衔接平顺,外观色泽均匀一致;c.与其他构造物衔接平顺,无污染;d.摊铺范围以外无流出的稀浆混合料;e.表面粗糙,无光滑现象。
3)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。封层车摊铺完一车后,下一车应该从上一车的摊铺终点倒回3 m~5 m的距离开始下一车的摊铺,驾驶员应该使机械的运行线形与上一车相吻合。当全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。
4)加水量的控制。含水量的大小也会影响乳化沥青稀浆封层的厚度。水由三部分组成:骨料中的水、乳液中的水和外加水。一般外加水的用量为干骨料重量的6%~11%,而混合料总的含水量为干骨料重量的12%~20%。含水量太小,除混合料太稠不易摊铺外,还影响稀浆与原路面的渗透和结合,不利于裂缝修补;含水量太大,混合料太稀,乳液易流淌路外,降低油石比,同时在摊铺时易发生离析。施工中含水量应适当小些,有利于提高封层厚度,这就要求现场技术员要根据现场试验结果,结合路面状况和气候变化因素及丰富的施工经验调整加水量。
乳化沥青稀浆封层主要起防水、防滑、耐磨和改善路表外观的作用,在加铺到路面基层作为下封层时,具有良好的防水性,从而防止水侵入到基层中而引起路面出现早期损坏现象,并能增强沥青面层与半刚性基层之间的层间结合,使面层与基层形成一个良好的整体结构,从而延长路面的使用寿命。只要我们正确选择合格的原材料,配备性能优良的稀浆封层摊铺机,拥有技术熟练、训练有素的工人以及实行严格的质量检查制度,就能成功的施工乳化沥青稀浆封层,达到预期设计效果。
[1] 刘 娜.浅谈稀浆封层及施工质量控制[J].山西建筑,2010,36(36):297-298.