超薄环氧抗滑层在水泥混凝土路面养护中的应用

2020-01-26 05:47李宏伟
西部交通科技 2020年12期
关键词:水泥混凝土路面

李宏伟

摘要:水泥混凝土路面由于疲劳荷载使用、自然风化作用,经常出现抗滑力下降的病害问题。文章结合广西三柳高速公路水泥混凝土桥面施工实例,以研究桥梁荷载不变、经济合理、方便施工为出发点,介绍了一种通过加铺超薄环氧抗滑层快速提高水泥混凝土路面抗滑性能的处理措施,以期为类似水泥混凝土路面病害处置提供参考借鉴。

关键词:超薄;环氧抗滑层;水泥混凝土路面;抗滑性能

0 引言

水泥混凝土路面结构耐久性好,并且具有较高的抗滑性以及平整性,但是随着使用年限的延长,会逐渐出现裂缝、抗滑性降低等问题。与水泥混凝土路面相比,“水泥混凝土+沥青复合路面”的抗滑性能比较高,且平整度好。在水泥混凝土路面结构养护中,应用超薄环氧抗滑层技术,不仅改善路面抗滑性,而且防水效果好,可有效延长公路使用年限。因此,对水泥混凝土路面养护中超薄环氧抗滑层的应用要点进行深入研究意义重大。

1 超薄环氧抗滑层概述

公路工程路面抗滑性能指的是在汽车行驶过程中,当轮胎制动时,沿表面滑移所产生的力。抗滑性是对路面特性进行评价的重要依据,影响抗滑性能的因素较多,包括路面表面特性、潮湿程度以及行车速度等。路面粗构造指的是集料表面粗糙度,随着公路工程使用年限的增加,路面受到车轮反复磨耗,可采用磨光值表征。当行车速度在30~50 km/h之间时,粗构造会对路面抗滑性产生决定作用。在超薄环氧抗滑层施工中,采用硬度较高的石料均匀撒布在树脂粘结层表面,可以大大提高路面耐磨性,抗滑形式如图1所示。在道路工程养护施工中,如果路面损坏程度适中,局部有裂缝,缝隙宽度在10 mm以内,而路基结构没有损坏,则可应用超薄环氧抗滑层进行养护施工。

在公路工程路面养护施工中,在应用超薄环氧抗滑层铺装施工技术时:(1)需清除水泥混凝土路面杂质,可在路面表层涂抹防水粘结剂,提升抗滑薄层施工质量;(2)拌制环氧混合料,将施工材料混合均匀,根据工程项目建设要求加入一定量的添加剂并充分搅拌,一般要求持续搅拌6 min左右,确保环氧砂浆稠度适中;(3)根据路面养护施工要求,将环氧砂浆铺设在路面表层,进而形成环氧抗滑薄层,随后均匀洒布耐磨碎石,提升抗滑薄层耐磨性以及防滑性。当抗滑薄层固化后,即可清除多余碎石,保障超薄环氧抗滑层的完整性以及美观度。

3 工程概况

三柳高速公路是广西规划高速公路网“4纵6横”中的一纵起始路段,于2017-01-18通车运行。该高速公路的通车紧密联通了广西精品旅游线路“广西少数民族风情游”高速公路环线,对当地旅游的大发展起到巨大的推动作用。

该高速公路由于规划设计时间较早,仍然采用水泥混凝土路面。通车运营已近三年,水泥路面局部已出现早期病害,包括水泥混凝土路面抗滑力不足、桥梁存在安全隐患以及桥头存在跳车现象,如果不及时开展预防性养护,可能导致路面病害快速扩展,从而影响路面使用寿命。

考虑全寿命周期及投资情况,拟采用“精铣刨基层处理+加铺薄层环氧抗滑层”方案。该方案最大的优点是路面标高基本维持不变,不需要改造护栏,造价将大大降低,而且施工速度快,交通干扰小,能快速提高路面的抗滑性能。

4 超薄环氧抗滑层在水泥混凝土路面养护中的应用4.1 抗滑材料准备

超薄抗滑层采用4~6 mm的CRM环氧胶结材料,铺装方式为满铺,相比以往5~8 mm的环氧抗滑层更薄,质量更轻,造价更低。CRM铺装结构组成由上到下为:原混凝土路面、防水粘结层、抗滑层材料、2~3.5 mm耐磨碎石。

CRM抗滑层胶结材料采用专用环氧类材料,该环氧类材料是由A、B两组分所组成的。其中,A为环氧树脂,B为环氧固化剂,用量在3.0~3.2 kg/m3之间。混合后形成高强度、高延展性、结合稳定、抗疲劳性良好的胶结材料。由于超薄抗滑层材料是一种流体砂浆,流动性好,可以达到无须机械设备碾压、确保铺装表面平整度的要求。

对于抗滑骨料,无须与A、B组分直接混合,在A、B组分混合均匀并刮涂在混凝土基层后将其均匀撒布在抗滑路面表面,靠其自重嵌入混合物中,待抗滑路面材料固化后,作为抗滑表面。这种骨料的粒径为2~3.5 mm。

4.2 施工测量

在路面养护施工前,首先需根据施工现场实际情况,对环氧抗滑薄层施工范围进行测量,明确施工范围,为后续施工安排奠定基础。

4.3 温度要求

为了保证环氧抗滑薄层施工质量,应在环境温度达10 ℃以上时组织施工,如果遇雨季,应停工并重新选择施工时间,避免对沥青施工质量造成不良影响。

4.4 原基面处理

抗滑磨耗层的使用质量与原基面质量状况关系密切,水泥混凝土路面处理前须处理好原基面。对于原水泥混凝土基面,首先采用自动喷砂机进行喷砂处理,去除基层表面的浮浆以及污染物。在路面基面处理完成后,还需对路面结构强度进行检查,判断是否满足抗拔要求。通过有限元分析结果并结合实际工程中的检测结果,水泥混凝土基面25 ℃拉拔强度应>1.0 MPa。

4.5 搅拌充分、均匀

对于胶结材料,可选用两种不同组分的材料进行拌和,要求对混合料持续搅拌1~2 min。搅拌时间过短,容易出现黏性过低的问题,会造成施工困难,所以现场必须有专业人员指挥,检查合格后方可进行胶结材料的施工。

4.6 均匀摊铺

在摊铺施工前,采用滚刷沿着路面横向方向,由底向高直线滚涂,注意粘结层不宜过厚,一般控制在2 mm。虽然施工材料具有一定的流动性,但是在实际摊铺施工中,依然应组织具有丰富经验的施工人员,将材料均匀涂布在基面上。

4.7 满撒石料

胶结材料施工完成后,须马上撒上骨料,而且要盖住下层的胶结材料,无须碾压即可进行耐磨石料铺撒。施工人员应根据路面养护实际需要,将碎石均匀撒布在路面各个位置,注意保证撒布均匀性,避免出现路面泛油的问题。

4.8 骨料的回收

待骨料固化反应后,认真清扫抗滑层,将未粘结的骨料回收。回收的骨料剔除杂质后,可在下次施工中使用。

4.9 养护

在路面养护施工完成后,应组织施工人员对施工现场持续看护24 h,并封闭交通,避免行人以及车辆对养护施工路段造成碾压破坏。

4.10 路面的清洁

在路面养护施工完成后,对路面进行检查。可能有少量嵌深不足或者未嵌入的石料,在车辆行驶过程中可能会发生石料脱落。对此,施工人员应对路面进行多次清洁,保障路面环氧抗滑薄层的完整性。

5 结语

本文主要结合实例,对超薄环氧抗滑层在水泥混凝土路面养护中的应用要点进行了详细探究。高强超薄罩面铺装技术不仅能够提供平整舒适的路面,而且密实度高,封水性能好,抗滑耐磨,使用寿命长,养护成本方面也具有明显的优势。尤其在多雨潮湿天气的南方,抗滑性能衰减小,大大提高了车辆安全行驶性能。在本次研究中,通过对试验路段应用高强超薄罩面铺装技术,施工工艺简单,无须摊铺碾压,且不用拆除护栏,施工工期短。完工后对路面基层进行自检,粘结拉拔强度约为5.6 MPa,路面完工后的平均平整度IRI為1.7 m/km,横向力系数SFC60达到75,均满足规范要求。且路面重新开通以来行车舒适度大大提高,没有出现任何交通事故。在路面养护中,超薄环氧抗滑层应用优势明显,可推广到路基路面工程、隧道工程和服务区内,应用前景广阔。

参考文献:

[1]来 永.薄层环氧抗滑层路面在广西六河高速公路关西隧道的应用[J].西部交通科技,2017,2(9):56-57.

[2]李 强,王永维,李桂琴,等.彩色树脂抗滑薄层罩面技术在青海省道S103的应用研究[J].中外公路,2018,2(3):39-43.

[3]王宏飞.超薄磨耗层在隧道路面抗滑处治工程中的应用[J].山西交通科技,2016,3(4):28-31.

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