张雯婧 黄超凡
(河南中宇交通科技发展有限责任公司,河南 郑州 450000)
经济发展带来了交通量的迅猛增长,重载、超载现象愈加严重,加之自然因素的影响,大量公路工程在修建1~3年之间都出现了不同程度的早期病害,如车辙、开裂、坑槽等,这些病害必定会对行车舒适性、安全性造成不利影响。为恢复路面使用性能,延长路面使用寿命,亟待解决路面养护问题。精表处是一种路面预防性养护技术,相比传统养护工艺,其优点更多,处理效果更佳,因此,在轻微病害处治中得到了大力推广。
在沥青路面早期病害防治中,传统沥青路面预防性养护技术发挥了至关重要的作用,很大程度上延缓了路面病害的发展趋势,但与此同时也存有大量缺陷。如传统雾封层技术,采用乳化沥青或改性乳化沥青作为原材料,此类材料使用中与旧沥青路面之间粘结性不足,在行车荷载反复作用下,极易出现“掉皮”等情况,将对路面使用的耐久性造成严重影响。此外,据相关研究发现,路面经雾封层施工之后,一定程度上将降低路面构造深度与摩擦系数,大幅减小路面抗滑性能,这些问题的普遍存在,最终将会对路面行车安全造成不利影响。
精表处作为一种新型的养护技术,是在传统雾封层技术的基础上发展而言,由养护剂原材料着手,重点克服“掉皮”等缺陷,并能提升路面抗滑性能。其主要功能包括:预防水损坏、封闭微裂缝、固结松散集料等。此外,精表处也具备再生老化沥青及改善路面外观的特点。但精表处施工无法改变原路面的结构强度及承载力等,仅适用于综合质量指数在良以上的路面,也就是说,精表处仅能处理路面早期病害。
某公路工程为双向4车道,试验段长度为1000m,经现场勘查可见,本路段整体路面良好,无显著结构型病害,但局部存有早期病害,如微裂缝、轻微渗水、局部集料松散等,目前已对路面微裂缝实施灌缝预处理。
1)施工准备。精表处施工前,需关注施工天气情况,要求施工期间气温高于10℃,路面温度超过15℃,且无降雨状况。同时,应保证沥青路面干燥、清洁,不得存在散落砂石、泥土等。每批材料施工前,必须保证原材料具有出厂合格证,质量符合设计要求。同时,要做好交通管制工作。
2)病害预处理。在详细调查路面病害后,需及时做好修补工作。如裂缝宽度在3mm以上,需做预处理。可按照相关施工技术规范要求,选用高含量乳化沥青和细集料均匀搅拌制成的砂浆作为填缝料,一般可选用高标号沥青材料,或强渗透性的沥青材料,所使用的填缝料严禁和养护剂发生任何反应。此外,针对路面车辙病害,需及时做铣刨、拉毛处理,或将新沥青混合料铺筑其上,待完成上述作业后即可进行精表处施工。
3)表面清理。针对施工段路表面,可通过人工方式做好清理工作,要求彻底清理干净路面杂草、松散集料、泥块等。如路面冲水,则在施工前必须保证路面干燥。同时选用定制胶布封堵路面标志线,防止施工后对标志标线造成污染。
4)喷洒。按照设计配合比备好水性环氧乳化沥青养护剂,待均匀拌和后,向专用洒布车储存罐内灌入,同时将金刚砂置于喷砂装置内。在洒布车施工前,需先将储存罐开启,进行30min均匀搅拌,随后将搅拌器关闭,按照路面宽度进行洒布宽度的确定,且确定施工方向,做好车位调整工作。在现场试验的基础上,根据最佳洒布量适当调节养护剂用量,同时对各项施工技术指标进行准确确定,如行驶速度、喷洒压力等。为避免出现堵管问题,可先将喷砂量控制在每平方米1kg左右,同时要求紧跟专用车后同步完成喷洒作业。喷洒过程中,需做好观察,避免出现洒布不均匀现象。完成喷洒施工后,需立即将洒布车储存罐内的剩余料清理出去,避免出现材料堵管问题,增加后期清管难度。
5)养护。完成精表处施工后,可根据当天气温条件确定养护时间。养护期一般在7d以上,完成养护后,需及时将标志标线上的胶带去除,随后开放交通。
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。