段小龙
(抚州市城市建设集团有限公司,江西抚州 344000)
随着交通运输发展和交通量增加,对道路基层的保护越来越重要。道路基层透层油技术作为一种有效的道路基层处理方法,在道路工程中得到了广泛应用。合理应用道路基层透层油技术,能够提高路面的抗冲击能力、延长路面的使用寿命,减少道路维修频率,从而降低维护成本,实现道路的可持续发展。
道路基层透层油技术是通过在道路基层表面施加一层透明的油膜,以改善路面的性能和延长其使用寿命。透层油通常采用特殊的沥青乳液,具有渗透性和黏结性,能够渗透到基层内部,与路面材料良好地结合,提高路面的强度和稳定性。
水分是路面老化和破损的主要原因之一,特别是在寒冷地区,水分在路面内部的冻融循环过程会导致路面龟裂和剥离。而透层油能够形成一层保护层,阻止水分渗透到基层材料中,从而减少水因素引起的路面损害,可提高路面的抗水性能。
此外,道路基层透层油技术还能改善路面的抗老化性能和抗冲刷性能。透层油中的沥青成分可以填充基层内部的微小裂缝和孔隙,形成一个密封层,防止空气、紫外线和污染物侵入,从而减缓路面的老化速度[1]。
在道路基层透层油技术应用中,透层油混合料的制备是关键的一步,其成分和配比对于道路基层透层油施工质量有重要影响。在透层油混合料的制备过程中,需要选择适当的基质沥青、胶粉热解沥青和渗透剂,并严格控制各种材料的添加比例,将之充分混合得到合格的透层油混合料。
首先,90#基质沥青具有良好的黏度和黏附性能,能够有效填充基层的微小裂缝和孔隙。将130℃的胶粉热解沥青加入基质沥青进行混合,胶粉热解沥青在高温下能够迅速溶解,并形成较好的柔性和黏结性能,进而增强透层油的黏结强度和柔性[2]。
其次,在混合料中加入一定量的渗透剂,能够改善透层油的渗透性,使其更好地渗透到基层材料中,进而提高路面的稳定性和耐久性。渗透剂的加入量需要严格控制,以确保透层油的渗透性能和黏结强度达到设计要求。
再次,制备透层油的过程中,可采用乳化剂和热水混合的方式。乳化剂与65℃的热水按照一定的比例混合,能使沥青与水融合并形成乳液状,从而提高透层油的稳定性和流动性。
最后,通过研磨的方式对混合料进行处理,可使透层油的颗粒更加细小、均匀,提高透层油的渗透性和润湿性,同时可提高透层油的黏结性[3]。
首先,进行级配设计时,需要通过筛分试验,将集料按照不同粒径进行分类。
其次,根据透层油的设计要求和使用环境,选择合适的级配曲线。常见的级配曲线有Fuller 曲线、斯特克曼曲线等。这些曲线基于统计学和经验数据,能够帮助设计人员确定不同粒径颗粒的理想含量,以实现最佳的填充效果和稳定性。
再次,根据所选的级配曲线,计算出每个粒径级别的理论含量。需要根据不同粒径的比例系数和总质量确定每个粒径级别的质量,将计算后的数据以级配表格的形式呈现,展示不同粒径颗粒的配比情况。
最后,在级配设计过程中,需要保证合适的配合比例,避免出现过多的细颗粒或粗颗粒。过多的细颗粒可能导致混合料稠度不足,而过多的粗颗粒可能影响混合料的稳定性和耐久性[4]。
基层结构的表面状态关系到透层油的破乳速度,影响后续施工效果,所以在洒布透层油之前应对基层结构进行相应的处理。如果基层结构表面有灰尘,透层油会与之混合,会在基层与面层之间形成片状浆体材料,会影响透层油渗透效果。因此,应加强基层结构表面清扫处理工作。之后经过试验检测,确定最佳洒布量,并加强透层油渗透效果控制,24h 渗透深度达到100mm 视为合格[5]。
3.1.1 组建高水平的施工团队
施工人员的素质和能力直接影响施工效果。因此,在施工前,应明确各级人员任务,并对施工人员进行必要的教育培训,确保其掌握施工技术和设计方案,确保每项工作顺利完成。
3.1.2 准备合适的施工机械
在透层结构施工前,应根据工程标准选择最佳的施工机械,并在施工前进行设备检测,若设备存在问题,应及时进行维修,以保证设备处于最佳运行状态。
3.1.3 准备合格的施工材料
进行透层结构施工前,必须对材料进行全面的材料检测,以确保材料符合现场施工要求方可投入使用。能够充分渗透到基层内部、确保表面无残留的透层材料视为合格。同时,透层材料应具备良好的挥发性,如果挥发性较差,会影响黏结效果。
在透层材料的选择过程中,沥青的稳定性也是一个重要因素,必须确保其具有良好的稳定性,以满足抗老化要求,从而延长路面的使用寿命要求。同时,要注重材料的环保性,以防止对人体健康和环境造成危害[6]。
在透层油技术应用中,渗透深度是一个重要的指标,直接关系到基层与面层的黏结效果。如果渗透深度不符合要求,即在5mm 以内,会导致车辙、拥堵等病害问题。因此,需要采用钻芯法进行取样,检测透层沥青的渗透深度是否合格。根据规定的取样点和数量,使用专业的钻芯设备在透层油区域取样,取样点要具有代表性,应涵盖不同路段和不同条件下的情况(见图1)。取样完成后,对取得的样品进行相应的处理。
图1 渗透深度检测取样
第一,对芯样进行清洁,确保其表面没有污染物和杂质。
第二,使用光学显微镜检测渗透深度,如果结果显示钻芯取样的渗透深度在6~8mm 之间,说明透层油的渗透效果超过了规定的5mm 标准,达到了最佳状态,意味着透层油能够有效地渗透到基层材料中,能够保证基层与面层的黏结效果[7]。
在透层油施工中,需要有效控制乳化沥青材料的洒布量。应进行现场试验洒布试验,验证各项技术参数,经试验合格才能正式投入工程施工。对基层结构表面进行湿润处理,在试验路面表面达到略干的状态后,将喷壶中1kg 含量的乳化沥青洒布在路面上,并采取必要的保护措施,避免其他因素干扰,1d 后观察现场施工情况,结合实际情况确定单位面积最佳洒布量,洒布透层油施工现场如图2 所示。
图2 洒布透层油
根据技术标准和规范,加强透层油洒布量控制极为重要,是保证结构性能和质量的关键。对于封闭的半刚性基层结构,透层油洒布量应大于0.6L/m2,小于1.5L/m2,同时要确保各个结构部位的洒布量达到均匀性标准,以满足透层油结构施工要求。沥青透层油结构施工结束后,立即开展现场质量检查,技术人员需要采用合理的检测方法,分析是否存在质量问题,以便采取合理有效的返修处理措施,确保透层油的质量性能合格,以免给道路工程的运行造成负面影响[8-9]。
试件制作成型后,经过3d 养护后进行透层油洒布施工,洒布量一般在0.6~1.5kg/m2之间,每次间隔0.1kg/m。洒布作业完成后,需要将试件静置24h,然后进行剪切和拉拔试验,以确定其性能参数。进行剪切试验之后,使用劈裂试验仪器测定透层油的渗透深度。
随着透层油洒布量的逐渐增大,性能参数如渗透深度、最大剪切力和最大拉力会表现出先增大后减小的趋势。洒布量为1.3kg/m2时,性能参数达到最大值,超过最佳洒布量后,各项参数的变化并不明显[10]。
因此,在实际施工中,需要结合室内外试验结果,明确最佳的透层油洒布量,在提高透层油黏结性能的同时,保障透层结构的其他性能和质量。
试件制作完成后,经过3d 养护处理,将其分别置于0℃、1℃、20℃和40℃的温度环境中进行洒布测试。施工2h 后观察透层油残留情况。
在0℃条件下,透层渗透水平逐渐增加,表面残留的透层油没有明显变化。24h 后,试件的渗透深度为4mm,前2h 变化不大,之后也没有显著变化。在10℃条件下存放,渗透水平不断提高,前4h 渗透深度有较大变化,24h 后达到9mm。在20℃条件下存放,温度较高,材料的流动性提高,表面光泽变暗,渗透速度加快,24h 后达到10~15mm。经综合比较,在洒布施工中环境温度在10℃以上为宜。
道路基层透层油技术作为一种重要的路面保护和维护方法,对于延长路面的使用寿命、提高路面的耐久性和稳定性具有显著的效果。通过洒布透层油,可以有效防止水分渗入基层,减少路面的老化和损坏,提高路面的抗冲刷能力。在施工过程中,应严格控制透层油的洒布量和洒布的均匀性,确保透层油充分渗透和覆盖基层表面。此外,透层油的选择和使用也需要根据路面的具体情况和要求进行合理调配。