1 前言
社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,城市與城市、地區(qū)與地區(qū)之間的聯(lián)系將會(huì)變得更加緊密,交流與貿(mào)易也會(huì)變的更加頻繁和密切,新的、更高級(jí)的公路形式會(huì)隨著人們無(wú)止境的探索和研究不斷出現(xiàn)和發(fā)展,這也就會(huì)使各種路面修筑的新工藝憑借自己本身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)成為公路修筑的主要形式,得到普遍推廣,對(duì)這些新工藝的認(rèn)識(shí)和了解就顯得刻不容緩了。瀝青路面作為現(xiàn)在道路修筑的最常見(jiàn)的路面形式,對(duì)其施工過(guò)程的認(rèn)識(shí)和施工質(zhì)量的管理就更應(yīng)該加強(qiáng)控制意識(shí),路面施工的進(jìn)度一般都會(huì)很快,若稍有忽視,其后果也許會(huì)不堪設(shè)想。
2 稀漿下封層試驗(yàn)路基本情況
某試驗(yàn)路段全長(zhǎng)1000 m,在已完成的水泥穩(wěn)定基層表面用稀漿封層車進(jìn)行ES-2 型稀漿下封層的攤鋪,設(shè)計(jì)厚度為6 mm,再在其上鋪筑瀝青面層。試驗(yàn)路稀漿混合料采用慢裂慢凝型乳化瀝青,經(jīng)試驗(yàn),乳化瀝青各技術(shù)指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004) 的具體要求;礦料為常用石灰?guī)r,其技術(shù)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。石灰?guī)r的篩分結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 石灰?guī)r礦料篩分結(jié)果
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篩孔尺寸/mm |
9.5 |
4.75 |
2.36 |
1.18 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
0.075 |
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實(shí)驗(yàn)值/% |
100 |
96.4 |
71.5 |
50.1 |
42.2 |
22.6 |
13.8 |
7.9 |
從篩分結(jié)果可知,該試驗(yàn)路所用石灰?guī)r礦料的級(jí)配符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004) 中稀漿封層ES-2 礦料級(jí)配的范圍要求。試驗(yàn)路鋪筑所用稀漿混合料的各材料用量見(jiàn)表2,其中瀝青用量和水泥用量分別指瀝青、水泥各占礦料的質(zhì)量分?jǐn)?shù),混合料采用普通硅酸鹽水泥P.O 32.5作為填料。外加水量指的是水分占干礦料的質(zhì)量分?jǐn)?shù);另外,外加水量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)調(diào)整。
表2 試驗(yàn)段稀漿下封層材料用量檢測(cè)結(jié)果
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養(yǎng)生后厚度/mm |
礦料用量/(kg·m-2) |
(瀝青用量)/% |
(水泥用量)/% |
(外加水量)/% |
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6 |
11.7 |
9.4 |
1.2 |
10~12 |
3 質(zhì)量問(wèn)題及原因分析
3.1 防水性能不足
乳化瀝青稀漿封層成型后所形成的殼體是密實(shí)的,可以防止水分因表面層的破損而滲透到基層,使基層松散,影響路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;同時(shí)也可以防止地下水向上滲透到路面表層,從而使表面出現(xiàn)裂縫、瀝青剝落。通過(guò)滲水系數(shù)測(cè)定可知,試驗(yàn)路段稀漿下封層的防水性能并不理想。
試驗(yàn)路段稀漿下封層采用的級(jí)配符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004) 的級(jí)配要求,但每檔料的粒徑均在推薦范圍的中值偏上位置,且4.75 檔料接近推薦粒徑范圍的最大值,這是造成試驗(yàn)路段防水性能不好、表觀不均勻的重要原因。通過(guò)礦料的合成級(jí)配也可以看出,礦料中的粗集料過(guò)多,而集料偏粗時(shí)往往容易出現(xiàn)有骨料外露、離析等現(xiàn)象,從而影響整個(gè)稀漿封層的防水性能。應(yīng)盡量使各檔料接近推薦范圍的中值。
3.2 表面出現(xiàn)劃痕
在稀漿下封層攤鋪過(guò)程中,當(dāng)有大顆粒粗集料卡在攤鋪槽的邊緣時(shí),會(huì)使稀漿封層機(jī)在長(zhǎng)距離攤鋪過(guò)程中產(chǎn)生拖拉而在攤鋪表面產(chǎn)生拉槽現(xiàn)象。對(duì)于該試驗(yàn)路段施工中出現(xiàn)的表面劃痕現(xiàn)象,筆者經(jīng)過(guò)檢查攤鋪槽發(fā)現(xiàn),由于上次施工后攤鋪槽后緣的橡膠板刮板沒(méi)有清理干凈,硬化的殘留稀漿混合料使攤鋪層表面產(chǎn)生了淺的縱向劃痕。另外,當(dāng)稀漿封層車行駛速度過(guò)快時(shí)會(huì)造成攤鋪箱的振動(dòng)或跳動(dòng),從而在稀漿下封層表面留下橫向的劃痕(見(jiàn)圖1) 。
3.3 攤鋪厚度不均勻
ES-2 型稀漿封層養(yǎng)生后的厚度應(yīng)為4~7mm,試驗(yàn)路段下封層設(shè)計(jì)厚度為6 mm,攤鋪完成后部分路段出現(xiàn)明顯厚度偏差,結(jié)合以往的工程經(jīng)驗(yàn),可能的原因如下:
在確定好攤鋪厚度的情況下,施工人員在施工過(guò)程中未能隨時(shí)根據(jù)基層表面狀況和實(shí)際攤鋪效果對(duì)下封層攤鋪高度進(jìn)行調(diào)節(jié),以保證攤鋪厚度一致。另外,在稀漿封層機(jī)的攤鋪過(guò)程中,操作人員沒(méi)有不斷變化螺旋布料器的方向和拌和器出
料口的方向,導(dǎo)致混合料產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象。如果不小心受潮,細(xì)集料會(huì)在干燥后黏結(jié)成塊,進(jìn)入攤鋪箱后的影響與超粒徑石料一樣,一旦攤鋪箱從積聚的大顆粒上越過(guò),攤鋪箱隨之抬高,引起該處封層厚度的增加。另外,礦料有大量結(jié)團(tuán),也會(huì)導(dǎo)致攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)大量的團(tuán)包,團(tuán)包處封層會(huì)變厚,從而影響攤鋪厚度的均勻。
3.4 縱向接縫不直
若施工過(guò)程中稀漿混合料的稠度過(guò)稀或者拱度調(diào)整不好出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象,容易造成稀漿下封層縱向邊界不順直,如圖3 所示。當(dāng)稀漿封層車的攤鋪速度太快,不能保證攤鋪槽中的混合料供應(yīng)時(shí),也會(huì)使縱向邊界出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷,不符合原承載面縱向邊界線型。另外,由于進(jìn)行攤鋪時(shí)相鄰兩幅一般要保證8 cm 以內(nèi)的縱向搭接寬度,因此搭接的部分相對(duì)其他部分要厚,這就導(dǎo)致了道路兩幅的縱向搭接處厚度容易過(guò)大。
4 確保稀漿下封層施工質(zhì)量的關(guān)鍵措施
4.1 控制乳化瀝青的質(zhì)量
乳化瀝青質(zhì)量是影響稀漿下封層施工質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素,在稀漿下封層準(zhǔn)備和施工過(guò)程中要確保瀝青滿足規(guī)范各指標(biāo)的具體要求。為了控制好乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物含量,施工人員應(yīng)對(duì)乳化瀝青逐車進(jìn)行含量檢測(cè),并在施工過(guò)程中及
時(shí)調(diào)整稀漿混合料的供料比例,保證混合料質(zhì)量。改性乳化瀝青稀漿下封層的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、層間粘結(jié)性和耐久性等都明顯優(yōu)于普通乳化瀝青稀漿下封層,因此可以通過(guò)采用改性瀝青的形式提高稀漿下封層的路面性能。乳化瀝青和改性乳化瀝青的具體技術(shù)指標(biāo)必須滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004) 的相關(guān)要求。
4.2 調(diào)整好礦料級(jí)配
在道路施工前應(yīng)進(jìn)行路面調(diào)查、交通狀況調(diào)查和氣候條件調(diào)查等,決定是否進(jìn)行稀漿下封層的施工以及選擇何種類型的稀漿下封層,否則施工后稀漿下封層不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。礦料級(jí)配應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004) 中稀漿封層的相關(guān)規(guī)定,根據(jù)具體的工程情況選擇合適的級(jí)配類型。在稀漿下封層施工過(guò)程中應(yīng)盡量從同一個(gè)石料生產(chǎn)場(chǎng)進(jìn)料,保證工程所用集料的粒徑均勻穩(wěn)定,利于在工地料場(chǎng)摻配出級(jí)配合格的礦料;所有裝入攤鋪箱中的礦料都必須過(guò)篩,保證堆放地的清潔,不能與其他材料混淆;要避免集料中出現(xiàn)超大顆粒,以防止稀漿下封層表面出現(xiàn)拉槽現(xiàn)象。
4.3 控制好油石比和稠度
當(dāng)油石比處于《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》推薦范圍時(shí),稀漿下封層的整體強(qiáng)度、密實(shí)性、防水性能均能處于良好的狀態(tài),因此必須嚴(yán)格按照指南中的具體指標(biāo)要求進(jìn)行混合料配比設(shè)計(jì),防止泛油、發(fā)軟等現(xiàn)象出現(xiàn),并通過(guò)三控檢驗(yàn)法對(duì)稀漿下封層混合料進(jìn)行油石比檢驗(yàn)。另外,在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要對(duì)用水量作一定的調(diào)整,以保證稀漿混合料有合適的施工稠度。
該試驗(yàn)路段采用的ES-2 型稀漿下封層的推薦油石比為7%~12%,實(shí)際混合料施工油石比檢測(cè)值為9.4%,符合規(guī)范要求,用水量也隨時(shí)調(diào)整,施工后未出現(xiàn)泛油現(xiàn)象。
4.4 處理好接縫
為避免接縫處出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,應(yīng)盡可能地減少縱向接縫和橫向接縫。在先鋪筑的接縫處應(yīng)進(jìn)行預(yù)濕水處理。施工經(jīng)驗(yàn)證明,用橡膠刮耙處理接縫處的突出部分非常有效。在高速公路上應(yīng)盡量減少縱向接縫的搭接寬度,并盡可能將重疊位置安排在標(biāo)線的附近。
橫向接縫要橫向切齊,并精心修平。在攤鋪起點(diǎn)處,必須確保攤鋪箱中有足夠的稠度適當(dāng)、分布均勻的稀漿混合料,封層機(jī)才能啟動(dòng)、勻速前進(jìn)。為保證攤鋪起點(diǎn)的平整,施工前可在攤鋪箱下鋪一塊油氈,當(dāng)攤鋪機(jī)前進(jìn)后,將油毛氈連同上面的混合料一起清走。
一般情況下,攤鋪終點(diǎn)的稀漿混合料會(huì)不均勻,因此攤鋪到終點(diǎn)時(shí)應(yīng)往回鏟除1~2 m 的長(zhǎng)度;下一車的攤鋪應(yīng)從上一車的終點(diǎn)倒回30 ~50 cm的距離,鋪好油毛氈后再開(kāi)始攤鋪;當(dāng)進(jìn)行最后一車稀漿混合料的攤鋪時(shí),攤鋪層終點(diǎn)的處
理應(yīng)采取人工整平,并保證成一條直線。
4.5 正確使用稀漿封層機(jī)
稀漿下封層施工必須配備專門(mén)的施工機(jī)械。通過(guò)施工前試驗(yàn)段的鋪筑,操作人員要完成對(duì)稀漿封層機(jī)的檢查和調(diào)試、標(biāo)定好攤鋪厚度、確定攤鋪車施工過(guò)程中的行進(jìn)速度。在攤鋪前劃出供攤鋪車司機(jī)控制行走線用的縱向?qū)Ь€,司機(jī)應(yīng)進(jìn)行規(guī)范操作。每攤鋪完一車料后都要及時(shí)進(jìn)行清理、檢修攤鋪槽,防止跑漿和攤鋪層不平整。
4.6 配備專業(yè)施工人員
稀漿下封層的施工應(yīng)由專業(yè)的施工隊(duì)伍來(lái)進(jìn)行。施工人員應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的分工、密切合作,同時(shí)必須具有一定的理論知識(shí)、豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技能。稀漿混合料的拌和操作非常關(guān)鍵,拌和操作員應(yīng)時(shí)刻注視機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,保證
稀漿混合料的拌和及攤鋪質(zhì)量,在施工過(guò)程中出現(xiàn)異常時(shí)要及時(shí)調(diào)整供料的比例、改變供料速度或者停止供料的拌和。拌和操作員應(yīng)指揮其他的施工人員進(jìn)行協(xié)同工作。
5 結(jié) 論
(1) 在稀漿下封層施工過(guò)程中關(guān)鍵是要注重原材料的選擇和級(jí)配控制、配備專業(yè)的施工人員、正確掌握施工工序、嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行稀漿封層機(jī)的操作等,以確保稀漿下封層的施工質(zhì)量和良好的使用性能。
(2) 目前,關(guān)于稀漿封層的應(yīng)用較多的還是作為上封層進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù),現(xiàn)行國(guó)內(nèi)規(guī)范中并沒(méi)有專門(mén)的分別針對(duì)上封層和下封層的設(shè)計(jì)及施工的規(guī)范或指南,只能籠統(tǒng)的根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004) 中稀漿封層的相關(guān)規(guī)定和交通部公路科學(xué)研究院主編的《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和施工。因此,各地區(qū)可以按自己的工程特點(diǎn)分別研究制定適于區(qū)稀漿下封層施工的指導(dǎo)性資料,使稀漿下封層在各地公路工程上的應(yīng)用取得更好的效果。
參考文獻(xiàn)
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