张卫华
(保利长大工程有限公司,广东广州 510075)
薄层摊铺施工工艺是以铣刨加铺为基础,经技术改造而形成的新型施工工艺形式,其具有减小铣刨深度和摊铺厚度的应用优势,通常以ECA-10 沥青混合料为原材料,配置摊铺机等相关设备共同参与建设工作。
在市政道路工程建设中,薄层摊铺施工工艺主要包含铣刨和摊铺两个环节,铣刨指的是按特定的深度标准处理路面,使经过铺筑后的新面层与原状保持一致,提高路面的完整性;摊铺主要采用喷洒型摊铺机,按要求沿特定的路径匀速行驶,完成摊铺作业。
薄层摊铺施工工艺流程如图1 所示。
图1 施工工艺流程
从施工工艺的角度来看,薄层罩面施工主要有三种形式,即冷薄层罩面、热薄层罩面和温薄层罩面[1]。
冷薄层罩面施工可在常温条件下完成,省去了加热材料的繁琐环节,有助于精简作业流程、减少能源投入;热薄层罩面的显著特点在于增加了材料加热环节,按级配类型分类,主要包含间断级配、密集配及开级配三类,若根据施工材料的类型划分,则有SMA 罩面、SAC 罩面等,应用优势在于病害处理效果较佳,局限之处在于成本投入偏高,不利于项目经济效益的提升;温薄层罩面的施工温度介于前两种形式之间,实际应用效果与热拌沥青混合料接近。
冷薄层罩面施工用材料以乳化沥青(或者改性沥青)、砂石居多,可以在常温下完成拌和工作,将制得的混合料用于摊铺,再压实成型。
冷薄层罩面技术的应用优势主要有:①得益于常温拌制的方式可减少能源投入;②对施工温度的要求较低,对施工环境的适应性较强,即便在雨季和冬季也能正常施工;③阳离子乳化沥青与石料的混合效果较佳,具有足够的粘附性,可减少沥青用量;④环保效益显著,施工期间无明显的烟尘污染问题。但也需意识到,冷薄层罩面的应用存在局限之处,即混合料的质量欠佳,在高等级公路面层罩面施工中缺乏适应性。
热薄层罩面是典型的预防性养护技术[2],从面层厚度的角度来看可形成3 个厚度梯度,即25~30 mm、20~25 mm 以及更小的厚度(通常可减小至12 mm)。纵观沥青路面修补技术体系,热薄层罩面技术极具代表性,是沥青路面预防性养护工作中的关键支撑技术。
(1)热薄层罩面的应用优势:耐久性、稳定性(可承受重载交通)、平整性、灵活性(根据纵坡度和横坡度的实际情况,适当调整面层的厚度)、美观性(经施工后路面的总体观感较佳)。
(2)材料要求。目前,热薄层罩面技术中主要是热拌密实型沥青混合料AC 加铺层,沥青玛蹄脂碎石结合料SMA、多碎石沥青混凝土SAC、橡胶沥青混合料罩面等。为全面保证薄层罩面的施工质量,需加强对沥青混合料的质量控制,要求其具有良好的热稳定性和不透水性。在粘结剂的选择中,较为适宜的是改性沥青材料,其综合应用效果明显优于普通沥青;石材的选择则以混合料的类型为参考,若为SMA 混合料,较为适宜的是玄武岩,其他类型的混合料则可以选择优质石灰岩。
(3)设计要求。从施工的可行性、效率性、环保性等多个角度展开对比分析,确定合适的级配,保证形成的施工方案兼顾高温稳定、抗水损害、抗滑等多方面的要求。
热拌沥青混合料的施工效果较好,在现代公路工程建设领域取得广泛的应用,但其局限性较强,即存在较明显的环境污染问题,且加热期间的温度控制难度较大,易由于温度控制不到位而影响混合料的性能,进而导致施工成型的路面难以完全满足质量要求。与之相对应的是,冷拌沥青混合料的环保效果较佳,但路用性能远达不到热沥青材料的水平,导致其实际应用效果也难以满足施工要求[3]。
为了寻找具备更高性能、低能耗的施工工艺,经过长期的理论探索和工程实践后,提出温拌沥青混合料罩面技术,其能够将沥青混合料的温度控制在合理的区间内,在保证沥青混合料工程性能的同时具有较佳的环保效益。工程经验表明,在温拌沥青混合料制备和施工过程中仅存在较小的能耗,较热拌沥青混合料可减少约30%的能耗,且不会对施工人员的身体健康造成过大的威胁,最为关键的是能够提升利用路面使用寿命,值得加大范围推广使用。
按流程有序完成薄层罩面的各项施工作业,除了旧路面的处治外,需兼顾喷洒、碾压、养护等多层面的要求,若某各环节乃至某道工序的施工质量不达标,均会对薄层罩面的施工质量带来影响。
准确认识旧路面病害,在此基础上采取针对性的处治措施。薄层罩面是一种预防性的养护方法,若路面病害处治工作未落实到位或质量控制力度不足,均会影响薄层罩面的施工质量。因此,需要严格遵循技术规范,深入现场,以先进的技术为驱动,做好检测工作。对裂缝、龟裂等路面病害的类型、影响范围做出准确的判断,再探讨相适应的处治技术,制定完善的施工方案,经过论证后,若具有可行性则由具有资质的施工人员将工作落实到位。
(1)密切关注施工现场天气,提前采取调度措施,低温≤10 ℃时不宜施工,遇降雨天气时也应暂停施工。
(2)加强交通组织规划,在指定位置设置安全标志以及交通疏导标志,告知过程车辆,此举对保证施工顺利进行和交通安全畅通运行有重要作用。
(3)准确规划施工区域,在摊铺前将路面垃圾清理干净,确保在摊铺新的沥青混合料后该部分能够与旧路面稳定粘结。需注意的是,摊铺起点和终点两处的旧路面处理施工质量至关重要,需要加大对该处的铣刨力度和冲洗力度,切实提高接头罩面层的平整性,以免后续车辆通行过程中发生颠簸。
(4)根据施工要求配备机械设备,形成联合作业的模式,创造更可观的生产力。
施工期间的技术要点主要有:
(1)以设计配比为准,选择适量质量达标的材料,给予足够时间的搅拌,使混合料具有均匀性,不可出现花白、结块、离析现象。混合料出厂后利用自卸车及时转运至施工现场,为避免停机等料现象,要求摊铺机前等待的运料车应达到2 辆或适当增多。粘结层试喷洒施工前需检测温度,在温度合理的条件下方可开展此项工作,根据路表粗糙度控制喷洒量。若喷洒施工期间存在混合料花白的情况应适当调整喷头。
(2)摊铺机施工前应预热,温度应达到100 ℃或根据施工需求适当提高。遵循匀速摊铺的原则,尽可能避免忽然提速或急刹车的情况。摊铺施工期间加强检测,确保摊铺的厚度满足要求,对于局部缺料的情况应由施工人员及时填补。混合料摊铺工作落实到位后随即用压路机碾压,适当缩短各段的碾压长度,既要保证沥青混合料具有足够的压实度,又要避免过度压实的情况,否则会导致粗集料受损,反而影响最终的施工质量。
综上所述,在城市道路的预防性养护工作中,通过薄层摊铺施工工艺的应用可满足质量、效率、安全等多层面的要求,成型后的路面具有良好的平整度和抗滑性,可延缓裂缝、车辙、拥包等轻微病害的发展,提高道路的通行服务水平,有利于城市的发展。