農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中薄層罩面技術(shù)的應(yīng)用與性能分析

摘要 為提升農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)效果，以貴定縣Y010線盤(pán)江至沿山公路工程為例，研究薄層罩面技術(shù)在該路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用性能。文章結(jié)合該工程的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了薄層罩面結(jié)構(gòu)，并選擇瀝青混合料、玄武巖集料和石灰?guī)r礦粉等材料，按照配合比計(jì)算結(jié)果，使用拌和瀝青混合料，完成了農(nóng)村公路薄層罩面的施工。施工檢測(cè)結(jié)果表明，該施工技術(shù)的應(yīng)用性較好，滲水系數(shù)、壓實(shí)度、平整度最大間隙及路面表面構(gòu)造深度值均滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)；薄層罩面技術(shù)；應(yīng)用性能

中圖分類號(hào) U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）22-0078-03

0 引言

農(nóng)村公路多處于自然環(huán)境復(fù)雜、交通流量較小的地區(qū)，因其技術(shù)等級(jí)低、長(zhǎng)期受到自然因素和車輛碾壓的影響，容易出現(xiàn)路面破損、平整度降低等問(wèn)題[1]。因此，針對(duì)農(nóng)村公路的養(yǎng)護(hù)工作，需要采用一種既經(jīng)濟(jì)又高效的技術(shù)手段。薄層罩面技術(shù)作為一種先進(jìn)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，能夠?qū)崿F(xiàn)輕微病害的矯正，該技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性好、抗滑耐磨等優(yōu)點(diǎn)[2]，利用攤鋪機(jī)即可同步完成改性瀝青的攤鋪。該技術(shù)通過(guò)在原有路面上加鋪一層薄的瀝青混合料罩面，提高路面的平整度、耐久性和抗滑性能，從而延長(zhǎng)公路的使用壽命。同時(shí)，薄層罩面技術(shù)還能有效修復(fù)路面病害，減少養(yǎng)護(hù)成本，提高公路的通行能力[3]。

綜上所述，該文為提升農(nóng)村公路的養(yǎng)護(hù)效果，以實(shí)際工程為例，研究薄層罩面技術(shù)在農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用與性能，為農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)施工提供可靠依據(jù)。

1 農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中薄層罩面技術(shù)

1.1 工程概況

為研究薄層罩面技術(shù)在農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用與性能，以貴定縣Y010線盤(pán)江至沿山項(xiàng)目為例。項(xiàng)目起點(diǎn)位于貴定縣盤(pán)江鎮(zhèn)音寨景區(qū)路口處，起點(diǎn)樁號(hào)為K0+000，順延老路，終點(diǎn)止于沿山鎮(zhèn)同城化路口處，終點(diǎn)樁號(hào)為K12+960，其K5+600～K7+460段為完全利用段，實(shí)際施工里程為11.430 km。路基寬度為5.5～11.5 m，全線按原有路基寬度實(shí)施，其中K0+000～K5+600、K7+460～K9+400、K10+800～K12+080路段的路面采用2.5 cm的薄層罩面；而K9+400～K10+800、K12+080～K12+960路段的路面則采用微表處。

該文在研究過(guò)程中，僅以其中的K0+000～K5+600路段為例進(jìn)行相關(guān)研究。該公路在建設(shè)完成后，經(jīng)過(guò)多年使用，路面性能已顯著下降，影響路面行車的舒適性和安全性（如圖1所示）。

因此，農(nóng)村公路管理部門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析后，采用薄層罩面技術(shù)進(jìn)行該公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，避免該公路發(fā)生更大的病害，其主要是在原有的路面上，加鋪厚度為2 cm的薄層瀝青混凝土罩面，并且為保證罩面的應(yīng)用效果，在選擇混凝土粒徑時(shí)，嚴(yán)格控制粒徑大小，該文結(jié)合工程情況選擇石灰?guī)r石料，其石質(zhì)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近似立方體顆粒的碎石，采用堅(jiān)硬、潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)并有適當(dāng)級(jí)配的人工軋制的機(jī)制砂，石質(zhì)宜與粗集料相同，不使用山場(chǎng)的下腳料。最大限度地保證薄層罩面混凝土的均勻性，提升罩面層的耐久性。

該文針對(duì)工程的養(yǎng)護(hù)需求，進(jìn)行薄層罩面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要目的是提前防治和恢復(fù)路面功能。在養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)，其核心施工任務(wù)是進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)工作，并施加恢復(fù)功能型的罩面，罩面厚度調(diào)整為25 mm，可有效修復(fù)路面的局部損傷，提升其承載能力，從而恢復(fù)公路的平整度和舒適度[4]。該養(yǎng)護(hù)方法既考慮了路面的實(shí)際狀況，也兼顧了養(yǎng)護(hù)成本的控制。通過(guò)這一階段的養(yǎng)護(hù)工作，可進(jìn)一步鞏固路面的使用性能，確保公路在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)良的運(yùn)行狀態(tài)[5]。

通過(guò)實(shí)施薄層罩面，能夠有效改善路面的抗滑性能和平整度。此外，薄層罩面還能增加瀝青路面結(jié)構(gòu)層的厚度和總體強(qiáng)度，進(jìn)而延長(zhǎng)路面的使用壽命，并有效延緩反射裂縫的產(chǎn)生。這種養(yǎng)護(hù)方式在提升公路性能的同時(shí)，也能極大程度地提升路面的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與使用壽命。

1.2 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

1.2.1 瀝青混合材料設(shè)計(jì)

該文選擇瀝青混合料、玄武巖集料和石灰?guī)r礦粉進(jìn)行瀝青混合料的制備。瀝青混合料的性能指標(biāo)如表1所示：

玄武巖集料和石灰?guī)r礦粉均滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中集料的質(zhì)地均勻、堅(jiān)硬，且不含雜質(zhì)，嚴(yán)格按照反擊式破碎的加工工藝進(jìn)行生產(chǎn)，確保顆粒形狀棱角豐富，而礦粉則保證不存在結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，且含水量不可過(guò)高，親水系數(shù)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 級(jí)配設(shè)計(jì)

在完成材料選擇后進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，為保證級(jí)配設(shè)計(jì)的合理性，確保薄層瀝青混凝土的質(zhì)量和性能，該文采用主骨料空隙填充法，以精細(xì)進(jìn)行骨架級(jí)配設(shè)計(jì)和體積設(shè)計(jì)。該方法充分考慮瀝青混凝土內(nèi)部的高溫抗變形能力，以及路表抗滑顆粒與車輪間的接觸特性[6]，不僅優(yōu)化了瀝青混凝土的組成結(jié)構(gòu)，還提升了其整體強(qiáng)度和使用壽命。通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)和施工，能夠確保薄層瀝青混凝土具有良好的抗滑性能和抗變形能力，為公路的安全、舒適和持久使用提供了有力保障。配合比計(jì)算公式如下：

qc+qs+qz=100 （1）

qc " " " " " 100γo （Vd?Vs）=qs "γs +qz "γz +qa "γa （2）

式中，qc、qs、qz——粗集料、細(xì)集料及礦粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Vd、Vs——主骨架、瀝青混凝土的空隙率；γo、γs、γz、γa——粗集料相對(duì)緊裝密度、細(xì)集料與礦粉的表觀相對(duì)密度、瀝青的相對(duì)密度。

依據(jù)上述公式，最終確定的混凝土目標(biāo)空隙率為4.5%，粉膠比為1.3；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所確定的油石比為6.0%，據(jù)此可確定7.8%的礦粉用量，粗集料、細(xì)集料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為73.8%和18.4%，確定的最佳油石比為5.8%。依據(jù)確定的級(jí)配結(jié)果及石油比，使用間歇式瀝青拌和設(shè)備進(jìn)行瀝青混合料的制備，在制備過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和溫度，詳細(xì)指標(biāo)如表2所示：

瀝青混合料拌和后，將其置于罐內(nèi)存儲(chǔ)，并對(duì)其繼續(xù)攪拌0.5 h，避免瀝青混合料發(fā)生離析現(xiàn)象，制備完成后的混合料運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)。

1.3 薄層罩面施工

在進(jìn)行薄層罩面施工前，應(yīng)先對(duì)原始路面的各類病害進(jìn)行處理，確保路面基層穩(wěn)定，路面清潔無(wú)雜物，從而保障罩面層和原路面之間的有效黏結(jié)。同時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)的銑刨面積和深度，逐道進(jìn)行精確的銑刨作業(yè)，確保銑刨后的邊線平整順直。此外，路槽的徹底清理也至關(guān)重要，以確保施工質(zhì)量和道路使用性能。通過(guò)這一系列精心準(zhǔn)備和細(xì)致操作，可為薄層罩面的施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提升道路的安全性和舒適性[7]。

若原始路面病害程度較為嚴(yán)重，例如出現(xiàn)5 mm以上的裂縫、深度超過(guò)10 mm的車轍等，必須提前進(jìn)行相關(guān)處理，從而針對(duì)不同的病害類別，選擇針對(duì)性的處理措施，并徹底清除處理區(qū)域的瀝青路面殘留物。清理工作完成后，即可開(kāi)始同步薄層罩面施工（如圖2所示）。

在施工前應(yīng)對(duì)改性瀝青混合料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保其各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合薄層罩面施工的技術(shù)要求，從而保障施工質(zhì)量和路面使用性能。

在上述步驟的基礎(chǔ)上，進(jìn)行薄層罩面的攤鋪施工。為了確保施工質(zhì)量，應(yīng)先將混合料攤鋪機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，在溫度超過(guò)100℃后方可進(jìn)行攤鋪施工。通過(guò)攤鋪機(jī)推動(dòng)卸料車穩(wěn)步前進(jìn)，同步進(jìn)行高黏改性瀝青混合料的噴灑與攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。在攤鋪過(guò)程中，必須嚴(yán)格避免隨意中斷、剎車等情況，控制攤鋪機(jī)的移動(dòng)速度，使其控制在13 m/min，以確保瀝青混合料的均勻性和平整性。若攤鋪時(shí)局部區(qū)域出現(xiàn)缺料，應(yīng)通過(guò)人工及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)料，并控制攤鋪過(guò)程中的溫度在150～170℃范圍內(nèi)，從而確保瀝青路面的施工質(zhì)量和性能。

攤鋪完成后立即進(jìn)行碾壓施工，碾壓方案的詳細(xì)情況如表3所示：

依據(jù)上述內(nèi)容完成碾壓施工后，對(duì)薄層罩面路面拼接縫位置進(jìn)行處理，該處理的主要目的是提升接縫處質(zhì)量，保證立面整體的平整度。在選擇接縫處理方式時(shí)，需依據(jù)混合料攤鋪模式進(jìn)行確定，如果混凝土攤鋪時(shí)選擇單幅攤鋪，則采用縱向結(jié)構(gòu)形式完成接縫處理。如果混凝土攤鋪后，其溫度沒(méi)有下降至常溫，應(yīng)對(duì)該部分進(jìn)行預(yù)留處理，以便后續(xù)的加鋪施工。該文在進(jìn)行混凝土攤鋪時(shí)，采用雙幅攤鋪的方式完成，因此為保證接縫處理效果，應(yīng)選擇搭接處理方式進(jìn)行接縫處理，并控制搭接長(zhǎng)度不超過(guò)10 m。在搭接處理后，應(yīng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接縫平整度進(jìn)行精細(xì)處理，通過(guò)上述措施提升路面的整體質(zhì)量和使用性能，確保行車的安全性和舒適性。

施工完成后應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間的交通管制，并對(duì)路面溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度下降至50℃以下時(shí)，方可開(kāi)放交通，至此完成農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中的薄層罩面施工。

2 結(jié)果分析

依據(jù)上述方法完成施工后，對(duì)試驗(yàn)段的施工結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)。該文主要是對(duì)薄層罩面施工后的抗滑性能、壓實(shí)度、排水性能進(jìn)行檢測(cè)，判斷施工后的路面是否滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，主要檢測(cè)不同時(shí)間下的滲水系數(shù)、壓實(shí)度、平整度最大間隙及路面表面構(gòu)造深度，檢測(cè)結(jié)果如表4所示：

對(duì)表4的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析可知，隨著時(shí)間的逐漸增加，薄層罩面施工后的滲水系數(shù)、壓實(shí)度、平整度最大間隙及路面表面構(gòu)造深度值均滿足工程的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，4個(gè)指標(biāo)的最大值分別1 205 mL·min?1、90.2%、1.65 mm及1.33 mm。因此，薄層罩面技術(shù)具備較好的施工效果，在農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中的表現(xiàn)優(yōu)異，整體性能穩(wěn)定，路用效果尤為突出。運(yùn)用薄層罩面技術(shù)后，舊瀝青路面的使用性能得到顯著提升，既有的病害問(wèn)題得到有效抑制，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的養(yǎng)護(hù)目標(biāo)，展現(xiàn)出顯著的養(yǎng)護(hù)效果。

3 結(jié)論

為研究農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中薄層罩面技術(shù)的應(yīng)用性能，該文以實(shí)際工程為例，從施工材料選擇及施工工藝確定為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)薄層罩面施工技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行薄層罩面施工。對(duì)施工后的結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)分析后，確定該技術(shù)能夠滿足公路養(yǎng)護(hù)需求，可有效提高農(nóng)村公路的行駛安全性和舒適性，提高路面的使用壽命。

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