王金柱 汲治鹏 李冷雪 高颖
(1.中建路桥集团有限公司,河北 石家庄 050000;2.河北工程大学,河北 邯郸 056000)
半柔性灌入式沥青路面是由大空隙母体沥青混合料灌入高性能浆体材料形成的高强度复合抗车辙结构,具有刚柔并济的特点。水泥灌浆材料约占半柔性复合材料的20%~26%,对半柔性灌入式沥青路面结构的力学强度和路用性能影响较大,国内外众多学者通过灌浆材料的性能优化来提高半柔性路面使用寿命,但良好的灌浆施工技术更是保证其使用寿命的关键。
当前,学者仅探讨了半柔性路面施工中的重点施工工艺,很少提出专门有效的施工设备和施工技术指导,严重制约了半柔性路面的发展。本文针对灌浆施工工艺,重点分析灌浆材料的制备、灌注和抹面等施工工艺,优选出适合半柔性灌入式沥青路面施工的搅拌设备、灌浆设备、抹面设备,提升了施工质量,提高了施工效率。
半柔性灌入式沥青路面可应用于旧路养护或新建道路工程,施工工艺如图1所示。
图1 半柔性灌入式沥青路面施工工艺
原有道路养护时需掌握好铣刨深度,采用垂直平接缝处治横向接缝,铣刨后应仔细清洁,通过设置抗裂贴来处理下卧层。对于新建道路工程,只需清洁下卧层再开展后续施工。
对于新建道路工程,大空隙母体沥青混合料铺筑前,按照公路施工规范在下卧层上洒布透层油;对于原有道路养护工程,基层、面层各层间应洒布乳化沥青黏层油。
大空隙母体沥青路面施工包括:拌和、运输、摊铺和压实成型。可按照透水沥青路面(OGFC)施工的要求开展大空隙母体沥青混合料的拌和、运输、摊铺,混合料松铺系数应控制在1.1~1.18。
半柔性路面碾压施工应严格按照规范要求,可使用重12t的钢轮压路机重复碾压2次~3次,确保新旧路面之间紧密粘接,其他地方应采用同样方法重复碾压7次~9次,注意钢轮压路机碾压宽度不少于搭接处宽度的1/2。为保证母体混合料设计空隙率,碾压施工须采取光轮压路机,不得采用振动压路机。
灌浆施工中,为防止灌浆材料污染相邻道路或路缘石,促进灌浆,封边工作极为重要。灌浆施工工作准备过程中,应先仔细清扫道路四周,加速路面降温,并开展周密的封边处理。
在灌浆施工之前,通过取芯法来检测母体沥青混合料空隙率,相应确定灌浆用量等参数,同时保证灌注浆体流动性,灌浆时使用半自动化振动装置,以保证灌浆施工顺利。
完成浆体灌注施工后,多采用人工毛刷抹面刮浆,使母体沥青混合料纹理面显现,保证路面抗滑性能良好。普通灌浆材料需要对半柔性路面养生。施工气温在30℃以下时,常温养护2d~3d;施工气温在30℃以上时,需覆盖养生。早强型灌浆材料则可在养护数小时浆体硬化后开放交通。
由于浆体颜色不同,浆体灌注施工时,路缘石和相邻道路极易受污染,转弯超高和坡度较大处则污染更为严重,如不做封边处理,人为使用抹面工具围堵,不仅效果不佳,还会浪费大量人力物力。为防止灌注浆体污染,灌浆前的封边处理施工技术必须持续改进。传统半柔性路面灌浆施工时,采用自粘封边技术,该方法采用封边材料配合刷胶使用,与路面粘接性能好,且封堵效果较好,但每次需再次刷胶才可保证封边质量,不利于大规模高效高质量施工。
改进后,魏璐[3]采用组合封边技术,在大空隙母体沥青混合料降温过程中,采用吹扫工具全面清洁路面,并加速降温,然后在道路两侧粘贴双面胶,压紧双面胶并去除隔离纸,压紧轻质发泡条贴到双面胶中间位置,用薄膜覆盖发泡条,并用薄膜两边粘接在双面胶露出位置。组合封边处理,可有效杜绝浆体外渗,不会污染旁边路面、路缘石,且利于浆体灌注,但其未明确规定发泡胶条高度,当路面坡度较大时,该组合封边技术围堵效果不佳。普通双面胶也难以与路面达到理想的粘接强度。
改进组合封边技术采用泡沫胶加角钢,角钢高度不低于5cm,为方便运输,长度以4m和8m组合,路面吹扫后组合封边时,泡沫胶涂抹宽度应略大于角钢宽度,再使用薄膜将角钢盖住,并粘接在多余的泡沫胶上。
图2 改进组合封边技术示意图
半柔性路面所需灌注浆体需要高流动性和不泌水性,其搅拌和运输设备需要较高的拌和能力和效率。传统移动式砂浆搅拌机单次制浆仅为100L~200L,且不能自动精确计量,不满足大面积、高效率施工要求,不能保证灌注浆体的质量。
砂浆搅拌车由汽车牵引,单次制浆量可达500L,仪器可自动精确计量,吊车供料省去了大量人力,可满足大面积施工需求,但由于牵引车自重大,移动作业过程中,车轮对母体沥青混合料的外观会造成不可忽视的伤害。
项目采用厂拌法,选择较近的砂浆厂制浆,罐车不停搅拌运输,浆体抵达现场后,将浆体定量倒入固定浆池泵送施工。该方法不仅可满足大面积施工需求,还可保证路面美观,提升施工灵活性。
抹面施工的质量与最终路面的美观、构造深度等密切相关。传统半柔性路面施工采用普通木耙、软皮木耙、橡皮钢耙、毛刷耙等人工抹面,经过大量的工程验证毛刷耙能够使得半柔性路面色泽均一、纹理清晰、构造深度大。但仅仅依靠人工刮浆,很难满足大面积施工需要。为提升施工效率,项目提出使用半自动化刮浆抹面设备,该设备由汽油机发动,振动频率可控,操作轻松方便,在抹面时可实现轻松前进。相比于人工刮浆,半自动化刮浆相对灵活,其效果受工人技术水平影响相对较小。人工刮浆协同半自动化刮浆设备施工,可实现半柔性路面基本无浮浆,构造深度达标,抗滑性能优越。
浆体灌注施工是半柔性路面施工中的关键,泡沫胶-角钢改进组合封边技术能达到较好的封边效果;厂拌法制备浆体,现场泵送灌浆可满足大面积施工需求,提高施工灵活性;半自动化刮浆机协同人工刮浆可提高抹面施工效率,保证半柔性路面外观达标。