方建强
(信阳市平桥区公路管理局,河南 信阳 464000)
预防性养护是延长路面使用寿命最有效的措施。当路面开始出现早期病害时,由于路面行车质量良好,是进行路面预防性养护的最佳时机。我国绝大多数高速路面早期病害出现时,路面综合质量指数在良及以上,路面状况指数PCI为80~95,对正常行车影响不大,此时应开展路面预防性养护,对路面病害采取针对性处治措施,使早期病害扩展速度得到延缓,避免路面使用性能继续恶化。沥青路面精表处技术可在常温下施工,对交通影响小,操作便捷,质量易于控制,且施工成本低,具有良好的应用效果,因此,开展沥青路面精表处施工技术要点具有重要意义和价值。
精表处是通过精表处专用车将不同类型的高性能胶结料和集料分单次或多次铺撒到原路面,通过碾压快速形成抗滑薄层的施工技术。该技术的核心在于最底层材料选用的是一种多组分反应型环氧沥青胶结料,对路面有较好的渗透及黏结性,解决了传统热沥青、乳化沥青固有的黏结力不足的问题。精表处技术在我国公路养护中已成功应用多年,是公路养护最为有效及潜力巨大的预养护技术之一。精表处在公路预防养护应用中相对于雾封层、微表处等技术有明显优势。其优点如下:第一,以多层复合工艺,并通过胶轮压实使集料嵌挤更密实,比微表处结构更稳固;与原路面接触的最底层选择了多组分反应型环氧沥青胶结料,该材料配方中引入具有强大黏结力的环氧树脂,通过化学键加强了新铺薄层与原路面的黏结强度,极大缓解了新铺层脱皮的问题。第二,改善路面构造深度,提高行车安全性。增加了路面构造深度,且提高了路面排水性能,同时降低了车辆高速行驶的安全风险。通过胶轮碾压使路面集料分布更均匀,能改善和优化路面构造,降低行车噪音6~10分贝,提升行车舒适性。
某公路工程全长14.3km,为双向4车道,经勘查可见,本路段整体状况良好,未见明显结构型病害,但部分路段存有轻微早期病害,如微裂缝、渗水、松散等,针对微裂缝目前已完成灌缝预处理施工。为解决其他病害,决定采用精表处进行处理。在大面积施工前,为保证施工各项参数准确,决定采取其中具有代表性的1000m作为试验段进行施工。
1)施工准备。施工前,需做好各项准备工作,精表处施工对天气气候条件有一定要求,一般需在10℃以上施工,而路面温度则需超过15℃,且施工阶段无雨雪。在材料进场前,要保证材料具体出厂合格证等,保证施工质量,并按照材料规格、类型分类堆放。并做好道路标线设置与保护,避免施工过程中,有液体养护剂飞溅,对标线造成损害。此外,在施工期间,应做好交通管制工作,避免车辆、行人进入施工现场,产生安全隐患。
2)施工流程。第一,按照配合比设计依次将原材料放入拌合设备内,并做均匀搅拌,随后向专用洒布车内灌入,此时可续在喷砂装置内装入金刚砂材料;第二,在洒布施工前,需先将专用洒布车储存罐搅拌器打开进行30min均匀搅拌;第三,在洒布量确定后,需结合施工现场具体情况,先做试喷施工,在此阶段应保证专用洒布车管道无堵塞现象,根据施工具体情况,合理调整喷砂量,确定在每平方米1kg左右,要求在专用车后紧跟喷砂设备,保证能够同时施工;第四,待完成试喷,且质量检验合格的情况下,即可进行大面积正式施工,若出现问题,需及时停机进行处理,保证施工质量。第五,结束上述施工之后,可进行养护施工。一般养护后路面温度达到常温、空气湿度满足规范要求时,即可开放交通。
1)现场试验对比评价分析。按照相关规范要求,在与精表处预养护技术功能特点相结合的基础上,决定试验对比评价指标定为路面渗水系数、抗滑性能与材料渗透深度。根据相关设计规定,要求普通沥青路面渗水系数需控制在120ml/min以内,沥青路面渗水系数需控制在80ml/min以内。同时,利用摆式摩擦系数测定仪对抗滑性能进行测量,评价指标为摩擦系数抗滑摆值Fb,按照规定,摆值Fb≥42BPN。通过钻芯取样法对养护剂渗透深度进行准确测定。(1)渗水试验。按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)要求,沥青路面渗水系数测试点间距为200m,本工程试验段长度为1000m,为降低数据变异,此次测试间距可降为150m,测试时间为养护完成到通车前,要求将所有测点定在轮迹带部位,通过两次平行试验进行测试值的确定。按照《评定标准》要求,每分钟公路路面渗水系数需控制在20ml以内。通过试验可见,施工前,本路段存在局部断面渗水系数过大的现象,因此其具有较大数据变异性,远远大于规范要求,如处理不当,将加速此断面沥青膜脱落速度,加重渗水情况,从而导致面层病害产生。精表处施工之后,路面渗水系数逐渐下降,且趋于0,由此表明施工后具有良好的封水效果,能够有效提升路表面施工质量,增强外界雨水侵蚀的抵抗能力。(2)摩擦系数抗滑摆值测试试验。与渗水系数试验相同,在完成试验段养护作业后,按照每150m设一处测点,各断面需3个测点,此测点位置的摆值取三个测试点的平均值。按照《公路沥青路面养护技术规范》等相关要求,必须在42BPN以内控制公路沥青路面摩擦系数抗滑摆值。经试验可见,在精表处施工应用前后,路面抗滑摆值都与规范要求相符。但相比施工前,施工后路面摩擦系数抗滑摆值显著提升,提高了7.92%左右。主要原因在于施工前,在行车荷载长期作用下,与新铺沥青路面相比,原路面抗滑性能较低;精表处施工处理后,其选用的专用材料-金刚砂,可增强路面抗滑性能,从而提升路面摩擦系数,这对保证行车安全极为有利。(3)钻芯取样试验。同上选取钻芯取样位置,但需在通车后3月后进行钻芯取样试验。沥青路面经精表处施工技术处理后,待3个月后,养护剂渗透深度可达到5~7mm的范围。精表处专用养护剂的渗入,能够对老化沥青起到激活作用,最大限度地恢复沥青各项性能指标,如针入度、延度等,确保达到新铺沥青路面状态。
2)直观目测表面评价分析。施工前,本路段表面呈泛白灰色,难见黑色沥青路面,路表集料颗粒松散,粗集料凸出问题严重,微小裂缝众多,且表面光滑。在驾驶过程中,因路面泛白极易影响行车视觉,如在阳光照射下路面标线极不显著,不利于行车安全。
施工后,目测可见,原路表微裂缝已被封闭,路面集料松散问题已解决,旧沥青路面性能得以恢复,路面颜色呈黑色,这样标线就更加醒目了,同时还可美化路面。
综上所述,沥青路面是公路建设的主要路面形式,在沥青路面表面病害处理中,预养护技术的应用可有效提升工程质量,改善路面外观,提高路面行车安全。精表处作为一种新型预养护处理技术,相比其他预养护技术,在微裂缝处理中更具优势,且具有良好的社会经济效益。