渗固磨耗层技术在高速公路养护中的应用

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

王康

安徽省界阜蚌高速公路管理有限责任公司 安徽亳州 233523

摘要

为进一步提高高速公路路面养护工作的质量,本文以一个具体的道路工程为背景,探讨了渗固型抗磨层法在此基础上的具体实施要点。本文提出了以渗固磨耗层技术为主要内容的路面养护问题的处理技术,而渗固磨耗层技术是一项技术,可以将其应用到路面病害处理工程中,从而可以满足高速公路养护工程的需要,有利于提高项目质量。


关键词

高速公路;养护工程;渗固磨耗层;技术应用

正文


1引言

因此,在施工过程中,如何选择合适的施工方法是非常重要的,既要保证施工现场周围的环境,又要保证施工人员的劳动安全。利用冷态施工法,对渗固磨耗层进行施工,不仅可以减少能耗,而且还可以避免由于施工维护而引起的安全、交通事故,还会对周围环境造成污染,造成资源的浪费。另外,这种方法可以使施工完成后的公路维持一层耐用的磨耗层,大大提高了其性能,并且可以高效、合理地进行后续的长期养护工作。可以看出,在今后的道路养护中,利用冷态方法进行渗透固化,是一种值得推广的方法。

2磨耗层配合比设计

2.1原材料

2.1.1乳化沥青

本研究以90#基础石油沥青为研究对象,选择了一种具有缓裂性和快凝性的阳离子乳化剂。本项目所用的改性乳化沥青,其挥发性残渣的软化点和延度(5℃均为90厘米以上,而BCR挥发性残渣的软化点均为57℃以上

2.1.2粗细集料

本项目拟采用玄武岩作为粗集料,同时采用玄武岩作为细集料,以磨耗层厚度作为骨料的最大尺寸,通过测试获得骨料的各项性能指标。

2.1.3改性剂

本实验所用的丁苯胶乳液改良剂对沥青路面进行了改良,可提高沥青路面的沥青路面养护效果[1],并进行了沥青路面养护试验。同时,该改性剂对沥青混合料的高温稳定和低温抗裂性能有明显的提高,并对微观表层沥青混合料的横向粘结能力有明显的提高,进而提高纵向粘结能力,使集料间的结合更加紧密。

2.1.4添加剂

本次试试验路段采用水泥添加剂,由于水泥具有和易性、吸水性,其在凝结固化时仍然具有一定的强度,是一种刚性材料,与沥青结合可以提高路面强度。并且,水泥发生水化反应时的生成物可以阻隔沥青混合料内部的空隙,形成密实结构。

2.1.5

这一次实验所用的水是自来水,这是因为微表所用的水,不应该含有任何会引起化学反应的杂质,比如工业残渣和金属化合物。虽然自来水中含微量的矿物,但由于其对沥青性能的影响不大,而且费用低廉,故仍可选用其作试验用。

2.2可拌和时间试验

在最优配合比下,如果温度高于50℃,则可搅拌时间可能达不到标准,而当温度为40~50℃,可搅拌时间缩短显著,也就是搅拌水的蒸发更快。在本次试验路段使用的混合料中,水泥和水都是添加剂,水泥是一种刚性材料,可以提高路面的抗压强度。同时,由于胶凝材料本身也是一种可加工的材料,其性能对胶凝材料的性能也有很大的影响。为此,有必要对水灰比与水灰比的关系进行研究。

3渗固磨耗层的工程应用

3.1工程概况

本项目以K2+300-K2+800为试验段,为我省南北贯通、与外省接壤的主干道。现在,在这个试验路段上,对路面进行了改进,使用了渗固磨耗层技术来提高其路用性能,其施工过程是这样的:封闭交通清洁路面病害处理喷洒渗固剂摊铺磨耗层接缝收边初期养护开放交通。

3.2病害处理

沥青路面的设计年限通常约为10a,但由于施工、气候和交通荷载等因素的影响,路面在2~3a内就会出现不同程度的破坏。面层和基层受到损害,需要根据病害情况和轮廓挖除并修补路面。发现沥青路面有不小于4mm的裂缝时,应该采用灌缝处理,剔除缝内杂物并灌入沥青。对于发生沉陷的严重裂缝,应将基层和面层开挖后回填混凝土,最后摊铺沥青混合料。对于深度不小于2cm的车辙,将面层刨铣干净后,再摊铺沥青混合料。

3.3施工方法

3.3.1封闭交通

与高速公路交警大队及路政大队沟通,确定合理的交通管制方案,分段铺设。

3.3.2清洁路面

采用洒水车冲洗路面有泥土的区域,同时采用大功率的吹风机清扫路面,并沿途保护路面上的雨水井盖、检查井盖、路缘石等设施。在施工之前,要保证路面处于干燥状态且路表温度在15℃以上。

3.3.3喷洒渗固剂

在路面病害预处理之后,需要事先测算的渗固剂洒布量,再利用洒布车进行喷洒渗固剂的工作。为了确定洒布车的喷洒速度和喷洒量,需要进行渗固剂的试喷。天气因素对乳化沥青破乳速率有着显著的影响,因此,选择在晴天进行喷洒工作。渗固剂作为一种再生材料需要在喷洒后养护一段时间,且为了减少对交通运行的影响,应避免一次性完成喷洒工作,可以分段施工。

3.3.4摊铺微表处

在目测沥青全部破乳发黑后,施工设备选用美国生产的M210型车轮摊铺机。通过路面车道宽度和滑道高度调整参数,按配合比拌和好的混合料倒入料斗内,并保持摊铺车按1.2km/h的速度匀速前进以保证摊铺速度和摊铺量一致。摊铺作业时,需要现场技术人员站在摊铺槽两端,使用铁锹进行收边。摊铺完一段,摊铺车开走后对摊铺槽进行人工清洁。

3.3.5初期养护

混合料摊铺后等待水分蒸发以保证路面具备一定强度后即可开放交通。路面温度控制在约16℃。施工时如若时晴天,3h后即可开放交通。在车辆碾压后,集料会更为紧实。

3.4 固化检测

为了确保固化检测的数据真实可靠,检测工作应在施工完成后12个月进行。这是因为在摊铺工作完成后,磨耗层仍处于不稳定状态,路面上的粗颗粒集料可能会飞散,沥青层也会因车辆行驶而受到磨损。只有当磨耗层的固化状态稳定后,才能得到真实可靠的数据指标。检测的主要目的是评估路面的整体稳定性和耐久性,从而确定是否达到预期的施工质量标准。

固化检测应涵盖路面的各个部分,包括中央车道、行车道以及应急车道等不同区域,以确保全面评估路面的固化情况。在检测过程中,应记录下每个测点的具体数据,并与施工前的设计指标进行对比分析。若发现某些区域的固化程度不符合预期,应及时采取修补或加强措施,确保整个路面达到统一的质量标准。

此外,固化检测还应考虑季节和天气对检测结果的影响。例如,在夏季高温或冬季低温条件下,路面的固化状态可能会有所不同。因此,选择合适的检测时间和条件非常重要,以确保数据的准确性和代表性。通过严格的固化检测,可以为后续的维护和管理工作提供重要参考数据,确保路面的长期使用效果和安全性。

3.5 路面渗水系数检测

针对路面渗水系数的检测,该项目采用T0971方法,在相隔500米处选取12个测点,记录液面从100毫升下降到500毫升所需的时间。渗水系数检测的主要目的是评估路面在降雨或积水情况下的排水性能,从而确定其防水和排水效果是否符合设计要求。

在检测过程中,必须确保测点的选择具有代表性,涵盖路面的不同区域和路况。每个测点的检测结果都应详细记录,并进行对比分析,以确定路面整体的渗水性能。此外,检测中需要特别注意底座和内部的密封性,确保液体不会泄漏,从而保证测量数据的准确性。

渗水系数检测还应考虑实际的降雨强度和频率,以便更准确地评估路面的排水能力。例如,在多雨季节或极端天气条件下进行检测,可以更真实地反映路面的排水性能。通过系统的渗水系数检测,项目团队可以发现并解决潜在的排水问题,优化路面设计和施工质量,提高路面的耐用性和行车安全性。

此外,渗水系数检测的数据还可以用于制定路面的维护和保养计划。例如,对于渗水系数较高的区域,可以增加排水设施或采取防水处理,确保路面在长期使用中不易受到水侵蚀,延长路面的使用寿命。

3.6 路面摩擦系数检测

针对试验路段的摩擦系数检测,在路段上选择了12处代表点,将其分为相距35米的3个单点,并计算这12处代表点的3个单元平均值。摩擦系数检测的主要目的是评估路面的防滑性能,从而确保在不同天气条件下的行车安全。

首先,需要将路面打湿,以模拟雨天车辆行驶的情况。然后,使用摆式摩擦仪进行检测。首先将摆式摩擦仪调平归零,接着调整滑动长度,确保检测的精度和一致性。在测点处洒水后,进行3次摩擦系数测量,并取平均值作为该单点的代表值。整个检测过程中,需要注意数值的取整和温度的修正,以确保数据的准确性和可靠性。

摩擦系数检测不仅要考虑路面的湿滑情况,还应结合不同季节和温度条件下的摩擦性能变化。例如,在冬季低温条件下,路面的摩擦系数可能会有所降低,增加车辆打滑的风险。因此,检测结果应综合考虑这些因素,以提供全面的路面防滑性能评估。

通过系统的摩擦系数检测,可以及时发现并解决路面防滑性能不足的问题。对于摩擦系数较低的区域,可以采取增加防滑处理或调整路面材料等措施,提高路面的整体防滑性能。此外,摩擦系数检测的数据还可以用于制定路面的日常维护和保养计划,确保路面在长期使用中保持良好的防滑效果,保障行车安全。

3.7效益分析

3.7.1经济效益

随着目前沥青路面养护技术的发展,综合公路养护的实操经验,将各个预防性养护技术包括渗固磨耗层、就地热再生、雾封层、薄层罩面、微表处、和超粘磨耗层等进行比较。实践可知,对常规沥青路面每年至少一次的中小型的维修养护费用在5070元每平方米,而大型的维修在200元每平方米以上。但使用渗固磨耗层技术维护的沥青路面能够保持23年维修一次,将维修费用下降至3年内每年2030元每平方米,与前者相比在3年维修的费用上每平方米可以降低至少60元。

3.7.2社会效益

在此次研究中通过分析可知,各方面的节能减排效果均得到提升。并且通过对材料性能以及使用指标评价分析,能够明确该材料性能的优势。作为能耗和碳排放的主体,是原材料以及施工环节。而热拌混合料的能耗和碳排放普遍高于冷拌混合料,其中雾封层、渗固磨耗层的能耗和碳排放量最小,能耗和碳排放量最大的是SMA-10

4结语

在此基础上,以渗透性磨损层技术为基础,以一项试验性道路养护项目为背景,对新型渗透性磨损层技术的路用性能进行了全面的研究。试验结果表明,渗透--磨复合技术是一种集雾封与微表处优点于一体的组合养护技术,可促进新技术的推广。

【参考文献】

[1]李新海.公路养护中渗固磨耗层的应用研究[J].交通世界,2022(7):84-85.

[2]彭超,万巧.高速公路养护渗固磨耗层技术应用[J].运输经理世界,2021(24):122-124.

[3]代忠.渗固磨耗层技术在国省干线公路预防性养护中的应用[J].交通世界,2020(30):65-66.

[4]彭波.渗固磨耗层路用性能及施工工艺探讨[J].建筑机械,2019(9):47-50.


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