公路工程微表处养护施工技术的应用分析

2023-12-01 23:23张建军
运输经理世界 2023年21期
关键词:微表摊铺公路工程

张建军

(贵州省遵义公路管路南段,贵州 遵义 563000)

0 引言

当前阶段,各地现代化经济建设水平不断提升,各行业对所处道路交通系统的运行稳定需求越来越大。然而,在实际建设过程中,公路工程建设年限问题、年久失修问题以及早期设计工作不到位等因素,严重影响工程建设使用的安全可靠性。为优化所处道路交通运输系统建设的可持续性效果,相关建设者应采用微表处养护施工技术,对出现的车辙、坑洞以及老化裂缝等病害进行处理。具体是指,在明确原路面作用状态与产生原因的情况下,对微表处养护施工质量进行控制,进而达到预期养护维修的目标。此目标的达成将大幅度提升公路工程所处道路交通系统运行的可靠性,是使其服务于地区经济高质量发展的重要课题,应将现有科技成果充分利用起来,以不断更新和完善公路工程微表处养护施工技术。

1 公路工程微表处养护施工技术的应用现状

作为一种预防性养护技术,微表处养护施工主要用于未正式投入运行的公路,或是已经运行但存在病害影响的公路。应用该技术能够有效强化公路工程建设使用耐久性,但很难提升公路工程路面结构的强度与承重效果。现阶段,微表处养护施工技术多应用在高速公路与机场跑道等环境[1]。施工过程中需要将优化松散公路路面、规避水分下渗、提升路面抗滑性能、防止路面严重受损以及耐久性下降作为施工技术应用控制重点。首先,采用乳化方式对特定聚合物进行处理。其次,按照既定配合比例对沥青、水等原材料进行混合作业。最后,将混合料铺设于公路路面上,以形成保护层。具体应用施工技术前,应对原路面进行清理,以充分发挥微表处养护施工技术的应用效果。经与公路工程其他类型的养护施工技术应用情况进行对比分析,发现其在养护处理效果、施工速度以及成本控制方面存在优势。特别是施工速度,能够有效缩短公路工程的养护作业时间。在提升封水性的同时,还对路面坑槽进行了填补处理。此施工技术应用背景下,公路工程养护技术,得到了多方认可。

2 微表处养护施工技术在公路工程中的应用要点

2.1 明确原材料施工要求

一是集料,在微表处养护施工技术过程,主要起到提升公路工程路面光滑度的作用。选用集料时,应尽可能保证其耐磨性、强度以及硬度。此外,还要选用低泥沙量的集料。如要采用泥沙量较高的集料进行微表处施工,可通过掺入沥青来强化微表处施工稳固效果。

二是填料,多数情况下,公路工程微表处养护施工技术采用硅酸盐水泥作为填料,其不仅能够有效改善公路工程建设级配,还能有效保证混合料稳定性,在提升乳化破乳速度的同时,强化封层的结构效果。

三是水与乳化沥青的选择,原材料的施工控制工作,需将混合料搅拌作为优化控制重点。此前,可优先选用饮用水来强化微表处施工技术应用集料与沥青的化学性能。此外,微表处施工技术人员还要结合公路工程的养护条件选择乳化沥青材料,以使其黏结性能质量满足养护处理需求,进而提升公路维修工程建设的整体性[2]。

2.2 优化微表处应用条件

应用公路工程微表处施工技术前,应充分掌握施工现场的作业条件。若施工场地温度超过10℃,或遇到降雨天气,不适合微表处养护施工作业。如果公路工程路面存在积水或湿度过大的情况,应先做好排水、除湿处理,再开展施工作业内容,以保证微表处养护效果不受影响。此外,当公路养护原路面存在裂缝病害时,应处理好裂缝后,再进行养护,具体情况如下:一是裂缝超出6mm,可采用灌缝、填充以及混合料铺设路面方式来提高路面结构稳定性。二是原路面结构受损,则要进行结构修复,而后进行微表处养护施工。三是坑槽问题,同样需要通过修补,再进行养护作业。四是当车辙病害影响在15mm 以下时,可通过超微表施工技术进行填补处治。五是原路面的泛油问题,应对其作用程度与影响进行分析,以确定预处理方式。如泛油程度为中级和高级,应通过填补处理来达到施工效果。六是原路面出现渗水、麻面等小型病害,可直接开展微表处养护作业来修复公路工程病害影响。

2.3 规范养护施工处理流程

2.3.1 混合料组成试验

为保证公路工程微表处养护施工顺利进行,要先在施工前对混合料配比情况进行科学合理的设计。在确定混合料配比过程中,可通过拌和试验以及其他性能测试方法来保证施工混合料的作用稳定性[3]。具体性能测试内容包括混合料融合时间、初凝时间和开放交通时间等。对于乳化沥青的用量,可采用负荷轮与湿轮磨耗方式来确定。为强化混合料融合效果,需严格按照规范要求对搅拌时间进行控制,并采用特定化学添加剂来提高搅拌作业质量。

2.3.2 做好施工设备准备

公路工程微表处养护施工过程中,应做好各种设备的准备工作,并保证其运行稳定性,为后续施工奠定坚实基础。施工主要有微表摊铺车、摊铺箱、车辙摊铺箱、水箱以及各种混合料性能质量的检验设备仪器等。

2.3.3 注重施工准备工作

首先,对公路工程养护施工状态进行分析,以明确摊铺车标定与料门高度。同时绘制标准曲线,为养护施工技术人员创造良好的施工作业环境。标定施工所需的各种填料与添加剂,可通过绘制标准曲线来提高性能质量控制的科学合理性。

2.3.4 摊铺施工技术质控

作为公路工程微表处养护施工技术应用的最重要环节之一,需做好以下控制工作:

其一,先将混合料运输放置到摊铺机设备,而后,驾驶摊铺机到施工场地,并做好施工现场控制线的对准处理,对摊铺箱厚度与弯曲度进行调整确定。

其二,调控混合料流向,以使其能够在摊铺箱中以均匀状态流淌。此外,还要对水量进行合理控制,以保证混合料黏稠度不受影响[4]。

其三,当摊铺箱以均匀状态分布时,驾驶员应启动底板,以缓慢且均匀的速度行驶。为保证摊铺量的一致性,需将行车速度设置为1km/h。

其四,摊铺施工完毕后,施工技术人员应对作业质量进行检查,以确认是否达到预期的摊铺目标。检验工作过程中,需将起点、终点、接缝部位以及不平整部位作为重点,如发现粒径偏大的矿料,应通过清除与填平处理来提高摊铺质量。

3 公路工程微表处养护施工技术的应用实例分析

贵州地区某公路工程自通车以来,随着交通运输压力增加,路面结构逐渐出现不同类型、不同程度的病害。特别是受重载货车等问题影响,出现较为严重的车辙病害。经调查,车辙凹陷深度集中在3~4cm,个别路段甚至达到8cm。除了车辆荷载问题,还与工程早期路面设计不合理有关,出现坑洞、泛油和老化病害。为改善这一现状,车辙深度超出3cm 路段,采用铣刨+加罩SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)处理方式。车辙深度未超过3cm 的路段,采用微表处摊铺施工技术进行处理。以下为具体施工技术应用过程。

3.1 配合比设计

其一,原材料方面,根据养护施工要求选用改性乳化沥青材料作为微表处施工材料,以提升施工技术应用效果。一是集料选择,出于对经济因素的考量,选用当地集料,性能质量要求为清洁、干燥。二是配合比设计过程,结合公路工程路面病害现状、气候条件以及交通量,综合级配、抗压碎能力来确定骨料,为混合料施工使用的密实度性能效果控制奠定基础。三是沥青用量,采用湿轮磨耗试验与负荷车轮试验,以确定沥青用量最小值与油石比[5]。具体过程就是将沥青材料浸水1h 后,对其湿轮磨耗值进行分析,以确定混合料磨耗水平以及沥青与集料的附着能力。四是沥青用量最大值,应采用负荷车轮试验来确定,进而避免因沥青用量过大出现泛油现象。经试验,最终确定油石比范围在6.5%~8.5%之间,最佳油石比为5.7%。

其二,最佳用水量,为规避含水量过高而出现离析现象,应采用试验方法将总含水量控制在12%~20%。乳化沥青去除水分后,外加水量控制在65%~10%。拌和试验过程中,需将配比设计重点放在拌和时间的控制。结合试验分析结果,每100g 集料,乳化沥青用量为11.1g,水用量为8g,水泥用量为2.0g,拌和时间为120s 以上。对于初凝与交通开放时间,应借助黏聚力试验来检测。当初凝时间为30min,需保证黏聚力超出1.2N·m;交通开放时间为60min,黏聚力超出2.0N·m。

经上述原材料使用与试验结果分析后,配合比设计确定为骨料∶水∶改性乳化沥青∶水泥=100.0∶9.0∶11.1∶2.0。

3.2 微表处施工工艺技术

第一,封闭交通。微表处施工作业前,为保证公路工程养护作业质量,先要封闭交通,以优化操作内容开展的交通运行环境。

第二,清理原路面。先要采用冲洗工作内容来对路面杂物进行清理。此过程,应避免路面积水。若原路面空隙率较大,则不能用水进行过分清理。如原路面存在较大面积油污问题,则应在清理工作完毕后,再进行微表处摊铺施工作业,以强化微表处与原路面之间的黏结效果[6]。

第三,摊铺机就位。沿着公路工程路面标线确定设备运行路线。具体操作过程中,需要根据施工图纸要求,当摊铺机设备载满混合料后行驶至施工场地,到达场地后,需要调整摊铺宽度与厚度等指标参数,并按照梯形开展作业。此过程需要根据实际施工情况,将微表处厚度控制在8~10mm。为保证施工质量,需将摊铺机厚度设置为10mm,将摊铺宽度设置为4m。

第四,拌和混合料。结合室内试验结果,确定施工现场材料的配合比要求。微表处养护施工中,应筛除粒径较大的混合料,还要按照既定规范要求合理设置搅拌站,即将搅拌站与施工场地之间预留出安全距离,避免运输混合料过程出现离析现象。搅拌站还应设置排水设施,避免造成积水。当混合料搅拌作业达到均匀效果后,即沥青混合料全部处在矿料颗粒裹覆的情况下,才能停止搅拌作业。一般来讲,搅拌时间应控制在60s 左右。

第五,摊铺与碾压施工。摊铺机就位后,并对准行驶标线后,应结合场地环境对摊铺箱厚度与拱度进行调节,使摊铺箱与路面处于紧贴状态。当各个料门高度与开度满足施工条件后,可着手摊铺施工[7]。此过程,应保证喷出乳液具备均匀性效果。摊铺时,需将行驶速度控制在1km/h,使摊铺量与拌和能力达到匹配目标。摊铺施工过程中应由专业人员对路面摊铺厚度与平整度进行实时检查,以保证摊铺质量效果。对于发现的不平整问题,应采用人工方式进行找平处理。如存在粒径材料超大现象,且有明显划痕,需做好及时清理,并保证回填处理达到整体摊铺施工效果控制目标。摊铺施工后,必须碾压微表处填充车辙带,待碾压施工后,才能进行上层罩面施工。一般可根据车辙带具体位置,合理确定碾压遍数,如边缘位置设4~6 遍,中间位置设1~2 遍。此外,还需做好碾压速度控制工作,一般为1.5~3.0km/h。值得注意的是,碾压施工到位,应达到不留死角的控制效果。

第六,接缝处理。在对公路工程路面进行微表处养护施工过程中,混合料摊铺作业完毕后,需要对养护层进行接缝处理。摊铺施工设置接缝为横向接缝类型,因此,为保证此部位的施工质量与美观效果,需在接缝部位末端覆盖1m 长度的油毡。此过程需要保证油毡前端与接缝末端部位呈对称状态,当重新施工时再撤除油毡。这样不仅不会给接缝施工质量造成影响,还能保证混合料接缝部位的美观性。对于纵向接缝的施工处理,应采用搭接处理方式。具体为在施工处理后一幅公路养护时,与上一幅施工完毕的路面形成搭接。这里的搭接宽度应控制在30~60cm,搭接高度应控制在6mm 以下,从而保证接缝处理施工的整体性。

第七,养护验收。上述公路工程路面微表处施工完毕后,为避免对施工质量造成影响,应做好验收测定工作。具体内容为采用黏聚力试验方式来保证微表处施工效果。当测定时长为60min 时,需将黏结力控制在2.0N·m 以上;养护验收完毕2h 以上才能开放交通。施工过程中,需要对机动车车辆限速提出明确要求,以对公路工程微表处路面施工成果进行保护,进而提高工程建设使用的安全可靠性。

4 结语

综上所述,在明确公路工程原路面作用失稳状态后,应采用试验手段,对微表处养护施工指标参数进行确定,以提高混合料配比设计的科学合理性。事实证明,只有这样才能为后续摊铺、碾压以及接缝处理等施工环节提供性能质量过关的施工材料。这是提高公路工程微表处养护施工效果的重要手段,需要更多地应用于不同建设要求与病害养护需求的工程项目,以达到优化道路交通系统的预设控制目标。

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