土工合成材料在常发性浸水公路路堤养护中的应用

刘烨

（甘肃省嘉峪关公路事业发展中心，甘肃 嘉峪关 735100）

0 引言

土工合成材料具有优秀的物理和化学性质，能够有效提高路堤的稳定性和抗浸水性能，在经常发生浸水的公路路堤维护中有较大的应用价值。文章基于具体的项目实践，介绍了水性环氧树脂乳化沥青材料在经常发生浸水的公路路堤维护中的应用，并对其应用效果进行评价，希望为公路工程领域的相关研究和实践提供一定的参考和借鉴。

1 常发性浸水对公路路堤造成的危害

路堤是公路的基础和支撑，然而在常发性浸水路段，在雨季或者暴雨天气，路堤经常被淹没在水中，这种情况会对公路路堤造成很大的危害，会影响路基路面的质量安全。

1.1 威胁路堤的稳定性

路堤被淹没在水中时，水会渗透到路堤内部，导致路堤的稳定性受到严重影响。常发性浸水会导致路堤内部土壤饱和，进而影响路堤的承载能力。土壤饱和会使路堤的质量增加，从而增加路堤的压力，导致路堤沉降和变形。当路堤沉降和变形超过一定限度时，会导致滑坡、崩塌和决口等现象，直接影响公路通行和安全，甚至可能引发灾害性事件[1]。

另外，当水渗透到路堤内部时，会将路堤内部的土层冲刷掉，导致路堤内部的土层变得比较松软，使路堤的承载能力降低，从而增加路堤变形和沉降风险，影响路堤稳定性和安全性。

1.2 加剧路堤土壤的侵蚀程度

在雨水冲刷和侵蚀作用下，路堤土壤中的养分和植物会被带走，导致路堤上的植被减少，甚至消失，这会导致土壤的稳定性变差，进一步加速路堤侵蚀和破坏，随着侵蚀的加剧，土壤质量不断下降，会影响路堤的稳定性和安全性[2]。

2 水性环氧树脂乳化沥青材料在常发性浸水公路路堤养护中的应用

2.1 项目概况

某高速公路K73+210—K73+680 路段地处常发性浸水地带，长时间浸泡和侵蚀已经严重影响了路堤、路基和路面的稳定性和安全性。由于长期受到浸水的影响，路堤、路基土壤已经变得非常松软，路堤的抗滑性和承载能力已经大大降低，路面裂缝、坑洼、龟裂等现象严重，这不仅会影响公路通行的安全性和使用寿命，还会增加公路维护和修复成本，加重财政负担。

2.2 水性环氧树脂乳化沥青材料在常发性浸水公路路堤养护中的应用要点

2.2.1 施工准备

（1）材料准备

水性环氧树脂改性乳化沥青是一种新型的路面养护材料，由水性环氧树脂、固化剂、乳化沥青和水等材料组成，该材料常温下为可流动的液体，固化破乳后水性环氧树脂与沥青共同形成具有空间网状结构的高强度固化物。该材料具有乳化沥青与水性环氧树脂各自的优点，能有效改善路面的水稳定性、抗滑性能、抗磨耗性能等。

该工程采用的乳化沥青为阳离子慢裂快凝型乳化沥青，具有良好的稳定性和黏度控制性能，能够在常温下迅速凝结，并形成稳定的乳液[3]。在施工过程中，乳化沥青可以有效提高路面的黏结力和抗水性能，从而延长路面的使用寿命。乳化沥青主要技术指标如表1 所示。

表1 乳化沥青主要技术指标

第二，矿料。该工程采用的矿料为玄武岩粗集料、石灰岩细集料及普通硅酸盐水泥PO42.5。粗细集料的主要技术指标如表2、表3 所示。

表2 玄武岩粗集料主要技术指标

表3 石灰岩细集料主要技术指标

（2）基础准备

施工前需要进行一系列施工准备工作，以保证施工质量。

第一，清理路堤表面的杂物和积水。进行水性环氧树脂乳化沥青微表处施工前1d，对路堤表面进行再次清洗和处理，以确保表面干净平整，从而提高水性环氧树脂乳化沥青材料的黏结效果。使用高压水枪清洗旧路面，可以有效去除路堤表面的油污、尘土、松散颗粒等杂质，之后还要使用高压空气对路面表面进行处理，以确保路面表面完全清洁。高压空气可以将路面表面的杂质吹走，达到彻底清洁效果[4]。

第二，基础处理。进行路堤养护施工之前，需要进行基础处理，包括填补坑洞、加固路基等，以有效提高路堤的稳定性，避免材料在施工过程中出现松动、裂缝等问题。

第三，材料切割和拼接。进行水性环氧树脂乳化沥青施工前，需要对防水膜、增强网格及其他辅助材料进行切割、拼接等处理，确保其尺寸、形状符合施工要求，从而提高施工效率和质量。

第四，确定施工时间和气温。施工前，需要根据实际情况，确定施工时间。一般来说，气温在5℃以上，相对湿度在60%以上时可以进行施工，以保证施工质量。

2.2.2 施工过程

第一，在水性环氧树脂乳化沥青铺设施工时，要根据施工区域的面积和施工车辆的摊铺宽度，合理进行分块施工。分块施工可以帮助施工人员更好地掌握施工进度和质量，也可以减少施工浪费。一般来说，分块面积应该适中，既能够容纳施工车辆的摊铺宽度，又能够保证施工效率和质量。确定分块的位置和边界时，要结合施工的实际情况和要求，考虑道路曲线、坡度和交叉口等因素，分块施工后，还要对每个分块进行标记和记录，可以使用标志杆、喷漆等方式进行标记，采用平面图、施工日志等方式进行记录[5]。

第二，使用胶带覆盖路缘石、护栏等旧路设施，以有效避免施工过程中产生的灰尘、碎石和沥青等污染物对路缘石、护栏等旧路设施造成污染、损害。

第三，将水性环氧树脂乳化沥青材料铺设在公路路堤表面，之后进行加固和压实等工作，以确保材料紧密贴合、保证材料的稳定性。对于较宽的道路，可以使用压路机压实，以达到更好的加固效果。

第四，施工完成后，需要进行质量检验，包括外观检查、厚度测量、平整度检查、附着力测试等，并根据施工规范和验收标准进行验收，确保施工质量符合要求。

2.2.3 后期维护

水性环氧树脂乳化沥青施工完成后，需要进行后期维护，包括定期巡查、清理杂物、检查水性环氧树脂乳化沥青状况等。通过定期维护可以及时发现并处理质量问题，从而延长水性环氧树脂乳化沥青材料的使用寿命。后期维护包括以下几个方面：

第一，定期巡查。定期巡查可以发现路堤裂缝、破损、变形等问题，及时进行维修，避免问题进一步扩大，确保道路平稳和安全。

第二，清理杂物。巡查时需要清理路堤表面的杂物，如落叶、石块、砂石等，以保持路堤清洁，延长水性环氧树脂乳化沥青材料的使用寿命。

第三，检查水性环氧树脂乳化沥青材料的状况，包括颜色、光泽度、硬度等。如果发现水性环氧树脂乳化沥青材料出现了变化，需及时进行处理，避免问题进一步扩大。

3 实际应用效果评价

为了评价水性环氧树脂乳化沥青材料在实际工程中的应用效果，选取3 个桩号范围，对养护前和养护后的弯沉、摆值和渗水系数进行检测，检测结果如表4 所示。

表4 施工路段路堤性能对比检测结果表

由表4 可知，水性环氧树脂乳化沥青材料的实际应用效果良好。养护施工完成后，弯沉下降率分别为19.3%、28.6%、36.7%；摆值提高率分别为57.9%、62.4%、51.5%，渗水系数降低率分别为87.0%、94.2%、98.7%。表明水性环氧树脂乳化沥青材料能够有效恢复沥青路面的抗滑性能和抗渗性能，在一定程度上提高路面的结构强度，从而提高路面的使用性能和行车的安全性，减少养护维修成本。具体来说，水性环氧树脂乳化沥青材料具有以下几个优点：

首先，水性环氧树脂乳化沥青材料具有优良的黏附性和耐久性。施工完成后，水性环氧树脂乳化沥青材料能够紧密地黏附在路堤表面，形成一层坚固耐久的保护层，有效防止路堤损坏和老化。

其次，水性环氧树脂乳化沥青材料能够填补路堤微裂缝和细孔，从而提高路堤的抗滑性和抗渗性，减少路堤水损害。

最后，水性环氧树脂乳化沥青微表处可以采用喷涂、刷涂等方式进行施工，施工时间短，施工成本低，也不会产生有害物质，对环境友好。

然而，水性环氧树脂乳化沥青微表处也存在一些需要注意的问题。

其一，水性环氧树脂乳化沥青微表处施工需要考虑路堤基础条件，不适合在沉降较大、基础不稳定的路段进行施工。

其二，水性环氧树脂乳化沥青材料适用于低速公路、城市次干道等低强度道路，对高速公路的适用性还需要进一步研究和验证。

4 结语

综上所述，土工合成材料在常发性浸水公路路堤养护中有广阔的应用前景和较大的推广价值。在实际应用中，应根据路堤的具体情况和要求，合理选用土工合成材料，并严格按照操作规范和技术要求进行施工，避免材料选择不当或施工不规范等原因，导致路堤稳定性下降或材料老化失效等问题。文章主要对水性环氧树脂乳化沥青材料的应用进行了研究，在今后的工程实践中，需要进一步研究其他土工合成材料在常发性浸水公路路堤养护中的应用，并不断完善施工技术和工艺流程，以更好地提高养护效果、延长路堤使用寿命。