土工合成材料在常發(fā)性浸水公路路堤養(yǎng)護中的應(yīng)用

劉燁

（甘肅省嘉峪關(guān)公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

土工合成材料具有優(yōu)秀的物理和化學(xué)性質(zhì)，能夠有效提高路堤的穩(wěn)定性和抗浸水性能，在經(jīng)常發(fā)生浸水的公路路堤維護中有較大的應(yīng)用價值。文章基于具體的項目實踐，介紹了水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料在經(jīng)常發(fā)生浸水的公路路堤維護中的應(yīng)用，并對其應(yīng)用效果進行評價，希望為公路工程領(lǐng)域的相關(guān)研究和實踐提供一定的參考和借鑒。

1 常發(fā)性浸水對公路路堤造成的危害

路堤是公路的基礎(chǔ)和支撐，然而在常發(fā)性浸水路段，在雨季或者暴雨天氣，路堤經(jīng)常被淹沒在水中，這種情況會對公路路堤造成很大的危害，會影響路基路面的質(zhì)量安全。

1.1 威脅路堤的穩(wěn)定性

路堤被淹沒在水中時，水會滲透到路堤內(nèi)部，導(dǎo)致路堤的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響。常發(fā)性浸水會導(dǎo)致路堤內(nèi)部土壤飽和，進而影響路堤的承載能力。土壤飽和會使路堤的質(zhì)量增加，從而增加路堤的壓力，導(dǎo)致路堤沉降和變形。當(dāng)路堤沉降和變形超過一定限度時，會導(dǎo)致滑坡、崩塌和決口等現(xiàn)象，直接影響公路通行和安全，甚至可能引發(fā)災(zāi)害性事件[1]。

另外，當(dāng)水滲透到路堤內(nèi)部時，會將路堤內(nèi)部的土層沖刷掉，導(dǎo)致路堤內(nèi)部的土層變得比較松軟，使路堤的承載能力降低，從而增加路堤變形和沉降風(fēng)險，影響路堤穩(wěn)定性和安全性。

1.2 加劇路堤土壤的侵蝕程度

在雨水沖刷和侵蝕作用下，路堤土壤中的養(yǎng)分和植物會被帶走，導(dǎo)致路堤上的植被減少，甚至消失，這會導(dǎo)致土壤的穩(wěn)定性變差，進一步加速路堤侵蝕和破壞，隨著侵蝕的加劇，土壤質(zhì)量不斷下降，會影響路堤的穩(wěn)定性和安全性[2]。

2 水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料在常發(fā)性浸水公路路堤養(yǎng)護中的應(yīng)用

2.1 項目概況

某高速公路K73+210—K73+680 路段地處常發(fā)性浸水地帶，長時間浸泡和侵蝕已經(jīng)嚴(yán)重影響了路堤、路基和路面的穩(wěn)定性和安全性。由于長期受到浸水的影響，路堤、路基土壤已經(jīng)變得非常松軟，路堤的抗滑性和承載能力已經(jīng)大大降低，路面裂縫、坑洼、龜裂等現(xiàn)象嚴(yán)重，這不僅會影響公路通行的安全性和使用壽命，還會增加公路維護和修復(fù)成本，加重財政負(fù)擔(dān)。

2.2 水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料在常發(fā)性浸水公路路堤養(yǎng)護中的應(yīng)用要點

2.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）材料準(zhǔn)備

水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青是一種新型的路面養(yǎng)護材料，由水性環(huán)氧樹脂、固化劑、乳化瀝青和水等材料組成，該材料常溫下為可流動的液體，固化破乳后水性環(huán)氧樹脂與瀝青共同形成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高強度固化物。該材料具有乳化瀝青與水性環(huán)氧樹脂各自的優(yōu)點，能有效改善路面的水穩(wěn)定性、抗滑性能、抗磨耗性能等。

該工程采用的乳化瀝青為陽離子慢裂快凝型乳化瀝青，具有良好的穩(wěn)定性和黏度控制性能，能夠在常溫下迅速凝結(jié)，并形成穩(wěn)定的乳液[3]。在施工過程中，乳化瀝青可以有效提高路面的黏結(jié)力和抗水性能，從而延長路面的使用壽命。乳化瀝青主要技術(shù)指標(biāo)如表1 所示。

表1 乳化瀝青主要技術(shù)指標(biāo)

第二，礦料。該工程采用的礦料為玄武巖粗集料、石灰?guī)r細(xì)集料及普通硅酸鹽水泥PO42.5。粗細(xì)集料的主要技術(shù)指標(biāo)如表2、表3 所示。

表2 玄武巖粗集料主要技術(shù)指標(biāo)

表3 石灰?guī)r細(xì)集料主要技術(shù)指標(biāo)

（2）基礎(chǔ)準(zhǔn)備

施工前需要進行一系列施工準(zhǔn)備工作，以保證施工質(zhì)量。

第一，清理路堤表面的雜物和積水。進行水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青微表處施工前1d，對路堤表面進行再次清洗和處理，以確保表面干凈平整，從而提高水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料的黏結(jié)效果。使用高壓水槍清洗舊路面，可以有效去除路堤表面的油污、塵土、松散顆粒等雜質(zhì)，之后還要使用高壓空氣對路面表面進行處理，以確保路面表面完全清潔。高壓空氣可以將路面表面的雜質(zhì)吹走，達到徹底清潔效果[4]。

第二，基礎(chǔ)處理。進行路堤養(yǎng)護施工之前，需要進行基礎(chǔ)處理，包括填補坑洞、加固路基等，以有效提高路堤的穩(wěn)定性，避免材料在施工過程中出現(xiàn)松動、裂縫等問題。

第三，材料切割和拼接。進行水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青施工前，需要對防水膜、增強網(wǎng)格及其他輔助材料進行切割、拼接等處理，確保其尺寸、形狀符合施工要求，從而提高施工效率和質(zhì)量。

第四，確定施工時間和氣溫。施工前，需要根據(jù)實際情況，確定施工時間。一般來說，氣溫在5℃以上，相對濕度在60%以上時可以進行施工，以保證施工質(zhì)量。

2.2.2 施工過程

第一，在水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青鋪設(shè)施工時，要根據(jù)施工區(qū)域的面積和施工車輛的攤鋪寬度，合理進行分塊施工。分塊施工可以幫助施工人員更好地掌握施工進度和質(zhì)量，也可以減少施工浪費。一般來說，分塊面積應(yīng)該適中，既能夠容納施工車輛的攤鋪寬度，又能夠保證施工效率和質(zhì)量。確定分塊的位置和邊界時，要結(jié)合施工的實際情況和要求，考慮道路曲線、坡度和交叉口等因素，分塊施工后，還要對每個分塊進行標(biāo)記和記錄，可以使用標(biāo)志桿、噴漆等方式進行標(biāo)記，采用平面圖、施工日志等方式進行記錄[5]。

第二，使用膠帶覆蓋路緣石、護欄等舊路設(shè)施，以有效避免施工過程中產(chǎn)生的灰塵、碎石和瀝青等污染物對路緣石、護欄等舊路設(shè)施造成污染、損害。

第三，將水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料鋪設(shè)在公路路堤表面，之后進行加固和壓實等工作，以確保材料緊密貼合、保證材料的穩(wěn)定性。對于較寬的道路，可以使用壓路機壓實，以達到更好的加固效果。

第四，施工完成后，需要進行質(zhì)量檢驗，包括外觀檢查、厚度測量、平整度檢查、附著力測試等，并根據(jù)施工規(guī)范和驗收標(biāo)準(zhǔn)進行驗收，確保施工質(zhì)量符合要求。

2.2.3 后期維護

水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青施工完成后，需要進行后期維護，包括定期巡查、清理雜物、檢查水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青狀況等。通過定期維護可以及時發(fā)現(xiàn)并處理質(zhì)量問題，從而延長水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料的使用壽命。后期維護包括以下幾個方面：

第一，定期巡查。定期巡查可以發(fā)現(xiàn)路堤裂縫、破損、變形等問題，及時進行維修，避免問題進一步擴大，確保道路平穩(wěn)和安全。

第二，清理雜物。巡查時需要清理路堤表面的雜物，如落葉、石塊、砂石等，以保持路堤清潔，延長水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料的使用壽命。

第三，檢查水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料的狀況，包括顏色、光澤度、硬度等。如果發(fā)現(xiàn)水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料出現(xiàn)了變化，需及時進行處理，避免問題進一步擴大。

3 實際應(yīng)用效果評價

為了評價水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料在實際工程中的應(yīng)用效果，選取3 個樁號范圍，對養(yǎng)護前和養(yǎng)護后的彎沉、擺值和滲水系數(shù)進行檢測，檢測結(jié)果如表4 所示。

表4 施工路段路堤性能對比檢測結(jié)果表

由表4 可知，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料的實際應(yīng)用效果良好。養(yǎng)護施工完成后，彎沉下降率分別為19.3%、28.6%、36.7%；擺值提高率分別為57.9%、62.4%、51.5%，滲水系數(shù)降低率分別為87.0%、94.2%、98.7%。表明水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料能夠有效恢復(fù)瀝青路面的抗滑性能和抗?jié)B性能，在一定程度上提高路面的結(jié)構(gòu)強度，從而提高路面的使用性能和行車的安全性，減少養(yǎng)護維修成本。具體來說，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料具有以下幾個優(yōu)點：

首先，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料具有優(yōu)良的黏附性和耐久性。施工完成后，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料能夠緊密地黏附在路堤表面，形成一層堅固耐久的保護層，有效防止路堤損壞和老化。

其次，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料能夠填補路堤微裂縫和細(xì)孔，從而提高路堤的抗滑性和抗?jié)B性，減少路堤水損害。

最后，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青微表處可以采用噴涂、刷涂等方式進行施工，施工時間短，施工成本低，也不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(huán)境友好。

然而，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青微表處也存在一些需要注意的問題。

其一，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青微表處施工需要考慮路堤基礎(chǔ)條件，不適合在沉降較大、基礎(chǔ)不穩(wěn)定的路段進行施工。

其二，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料適用于低速公路、城市次干道等低強度道路，對高速公路的適用性還需要進一步研究和驗證。

4 結(jié)語

綜上所述，土工合成材料在常發(fā)性浸水公路路堤養(yǎng)護中有廣闊的應(yīng)用前景和較大的推廣價值。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)路堤的具體情況和要求，合理選用土工合成材料，并嚴(yán)格按照操作規(guī)范和技術(shù)要求進行施工，避免材料選擇不當(dāng)或施工不規(guī)范等原因，導(dǎo)致路堤穩(wěn)定性下降或材料老化失效等問題。文章主要對水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青材料的應(yīng)用進行了研究，在今后的工程實踐中，需要進一步研究其他土工合成材料在常發(fā)性浸水公路路堤養(yǎng)護中的應(yīng)用，并不斷完善施工技術(shù)和工藝流程，以更好地提高養(yǎng)護效果、延長路堤使用壽命。