稀漿封層在高速公路下封層中的控制要點

鐘傳強

從世界范圍講,稀漿封層技術(shù)經(jīng)歷了由陰離子向陽離子、由手工作業(yè)向機械作業(yè)、由慢凝慢開放交通到快凝快開放交通、由普通稀漿封層到改性稀漿封層的發(fā)展歷程。隨著乳化瀝青技術(shù)的不斷進步與公路養(yǎng)護需求的不斷發(fā)展變化,稀漿封層和改性稀漿封層技術(shù)也在不斷的提高和完善。

ES-2型改性稀漿罩面下封層主要作用是防止雨水、雪水滲透到底基層,因此在福建省浦南高速公路稀漿封層施工中有針對性的采取了預(yù)防措施,重點從原材料、混合料級配、現(xiàn)場施工與壓實三個方面進行施工過程質(zhì)量控制,取得了良好的效果。

福建省浦(城)南(平)高速公路是天津—汕尾國家重點公路福建境內(nèi)的重要組成部分,是交通部確定的十二條“公路勘測設(shè)計典型示范工程”之一。工程地處福建西北部山區(qū),屬亞熱帶季風(fēng)氣候,溫和多雨,其路面結(jié)構(gòu)為:32 cm厚3%水穩(wěn)級配碎石底基層+1 cm厚改性乳化瀝青稀漿封層+15 cm厚級配碎石基層+26 cm厚瀝青層(見圖1)。

1 原材料

1.1 改性乳化瀝青

基質(zhì)瀝青全部采用廣東“高富”牌A級70號道路石油瀝青,采用自行生產(chǎn)改性乳化瀝青的方式進行生產(chǎn),檢測結(jié)果見表1。

表1 改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)及要求

1.2 礦料

采用葫蘆丘出口碎石場產(chǎn)0 mm～4.75 mm石屑,顆粒組成符合ES-2型中封層級配要求,骨料在封層中起著支撐作用,骨料表面應(yīng)干凈、粗糙、無風(fēng)化、雜質(zhì)并與瀝青能夠良好粘結(jié),其中5 mm以下細(xì)礦料砂當(dāng)量不低于60%。

表2 稀漿混合料設(shè)計配合比

1.3 配合比設(shè)計

稀漿封層配合比設(shè)計委托福建省公路工程試驗檢測中心進行,試驗結(jié)果見表2。

2 稀漿封層的施工

2.1 施工準(zhǔn)備工作

稀漿封層攤鋪車是一種具備儲料、計量控制、送料拌和、攤鋪等功能,在行駛過程中可自動進料、自動拌和、自動布料攤鋪的機械。為使混合料各項指標(biāo)達到配合比設(shè)計要求,首先對排量門開度位置進行標(biāo)定,考慮到骨料含水量的影響,將骨料排量以容積計算。以骨料排量標(biāo)定為基礎(chǔ),通過計算各種材料施工配合比下的排料門開度位置,再進行試拌試鋪,檢查各項指標(biāo)是否符合設(shè)計要求,不合格繼續(xù)進行微調(diào)直到合格。

2.2 稀漿封層下封層施工

2.2.1 礦料的選擇

1)級配:稀漿封層一定的顆粒級配組成,使其形成密實而又穩(wěn)定的瀝青混合料,在集料中要有一定數(shù)量的粗粒料起骨架作用,其最大粒徑?jīng)Q定防水連接層厚度。為保持瀝青稀漿的密實性、耐久性與稀漿拌和攤鋪時的和易性,集料中要有一定數(shù)量的細(xì)粒料,如太少,稀漿混合料施工拌和攤鋪時會離析分散,大顆粒沉淀不易攤鋪。礦料中如含有粒徑超過封層厚度的大顆粒太多,在稀漿混合料攤鋪時,由于受稀漿封層攤鋪機橡膠刮板的阻擋,將大顆粒積聚在攤鋪箱橡膠刮板的前方,這樣大顆粒隨攤鋪箱前進時,就會將鋪好的防水連接層混合料劃成縱向條痕。同時,一旦攤鋪箱從積聚的大顆粒上越過,則由于抬高了攤鋪箱,就會增加該處的封層厚度。因此,必須徹底清除集料中超規(guī)格粒徑的大顆粒。

2)材質(zhì)要求:由于稀漿封層施工完成后將擔(dān)當(dāng)起臨時交通的作用,所以礦料應(yīng)堅硬、耐磨、表面粗糙而干凈。堅硬、耐磨的集料在各種工程機械通過時能更好保護封層不被破壞,表面粗糙可以提高稀漿封層抗滑及抗磨耗性能,瀝青也不容易剝落。集料干凈,不應(yīng)有泥土雜質(zhì),土含量過高時,純?yōu)r青需要量增加,而無任何相對利益;養(yǎng)護時發(fā)生過分的收縮;抵抗磨耗的能力降低;對慢裂快凝稀漿封層而言,將會產(chǎn)生極為不利的影響,有可能在拌和時就破乳,而形成不了一個相對穩(wěn)定的稀漿。

3)礦料的砂當(dāng)量技術(shù)指標(biāo):砂當(dāng)量應(yīng)不小于60%。

2.2.2 乳化瀝青

作為用于稀漿封層的乳化瀝青,應(yīng)滿足稀漿封層級配礦料的拌和要求,也就是乳液和礦料在拌和、攤鋪過程中,稀漿混合料必須均勻、不破乳、不離析、處于良好流動狀態(tài)。陽離子乳化瀝青對酸、堿性礦料都均有良好的粘附性。

2.2.3 水的選擇

1)礦料中的水:一般礦料的含水量相當(dāng)于礦料質(zhì)量的3%～5%。礦料中的含水量對于混合料中的用水量是次要的。礦料含水量過大主要影響礦料的容重,而且容易在礦料斗里產(chǎn)生架橋現(xiàn)象,影響礦料的傳送,因此礦料輸出量應(yīng)隨其含水量不同而作相應(yīng)調(diào)整。礦料的含水量還將影響封層的成型,含水量飽和的礦料,其成型開放交通時間需要更長。為使礦料中的含水量保持穩(wěn)定應(yīng)采用大棚覆蓋和做好地面排水設(shè)施。

2)乳液中的水:瀝青乳液中含有35%～45%的水。

3)拌和時的外加水:典型的外加水質(zhì)量比范圍是干礦料質(zhì)量的6%～11%。外加水量低于6%的稀漿混合料太稠太干,不便于攤鋪;而外加水量高于11%時,稀漿混合料太稀,發(fā)生離析、流淌,變得不穩(wěn)定,而且可能產(chǎn)生集料下沉瀝青上浮現(xiàn)象,成型后表面一層油膜而下面都是花白的松散集料,與基層粘結(jié)不牢,容易成片起皮脫落,因此慎重控制總外加水量對于保證防水連接層質(zhì)量至關(guān)重要。對于機械攤鋪,9%的外加水量是值得推薦的,但要根據(jù)機械的情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,外加水量超過11%的機械操作應(yīng)該避免。因此總含水量(包括外加水、乳液中含水和礦料中含水)應(yīng)控制在礦料質(zhì)量的12%～20%。

2.2.4 稀漿封層的施工氣溫

稀漿封層的施工氣溫不得低于10℃。

2.3 施工程序

1)清潔基層表面,用路面吹風(fēng)機將表面塵土吹凈,個別污染嚴(yán)重的地方要用水沖洗。2)放樣劃線,根據(jù)路面設(shè)計寬度提前將攤鋪線路劃出。3)攤鋪機就位,根據(jù)攤鋪的順序,將滿載材料的封層車開到施工的起點,并調(diào)整好攤鋪的寬度和厚度。4)調(diào)整好各檔料的排量門開度,并觀察混合料的稠度,符合規(guī)定要求后以10 m/min～30 m/min的速度勻速進行攤鋪。5)混合料攤鋪后,對攤鋪不到位的兩側(cè)或局部需由人工找平;過厚或不平處應(yīng)用橡膠耙找平;縱、橫向接縫處應(yīng)進行修整,保持搭接平順。超大粒徑的粒料必須清除出場。6)稀漿封層破乳成型后,都會有若干空隙,因此必須采用輪重為4.5 t,輪胎壓力約3個大氣壓,并做5個往返進行碾壓。碾壓從路中開始向外側(cè)擴碾,碾壓速度為5 km/h～8 km/h。7)交通管制,碾壓完后要封閉道路,設(shè)專人進行看管子,禁止一切車輛通行,當(dāng)混合料由褐色變成黑色固化成型后方可開放交通。

3 結(jié)語

1)ES-2型稀漿封層下封層在浦南高速公路工程中起到了良好的防滲水效果。2)成型后的稀漿封層不僅繼續(xù)對水穩(wěn)底基層起到養(yǎng)護作用,大大減少水穩(wěn)底基層的干縮裂紋,而且可作為一種臨時“薄層瀝青路面”來使用,給施工帶來了極大的方便。3)稀漿封層施工方便快捷,工程造價低廉,在施工期間可保護底基層不受行駛車輛的磨損,已在我國越來越多的高速公路上得到了應(yīng)用。

[1] 胡潤雨.改性乳化瀝青稀漿封層在路面養(yǎng)護中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(1):306-307.