澜沧县农村公路管理段 云南省普洱市 650200
摘要:改性乳化沥青双层碎石封层是一种新型的养护施工技术,近几年广泛的运用在公路养护工程中,具有较好抗裂、降噪性能,经济性较好,施工工艺简捷、高效。本文结合云南省农村公路的特点,对改性乳化沥青双层碎石封层的运用方案、改性乳化沥青的制备及碎石封层的施工工艺进行了论述。
关键词:改性乳化沥青双层碎石封层、农村公路养护、碎石封层施工工艺
0、引言
云南省农村公路的特点主要为:道路较长、病害较多、资金紧缺,整体养护压力较大。在农村公路养护工程中的养护,传统的养护方案,如:加铺4~5cm单层沥青混凝土或用稀浆封层罩一层薄面等,造价较高,抗裂性能不好,施工组织难度大。因此,结合农村公路养护工程中的特点,采用改性乳化沥青碎石封层,是农村公路养护工程中性价比较高的方案。
1、改性乳化沥青碎石封层的运用方案
经调查发现,在农村公路养护工程中主要病害为:龟裂、块裂及松散、沉陷、纵横向裂缝、车辙等典型病害。结合上述病害特点,运用改性乳化沥青碎石封层,可拟定出结构性修复、功能性修复、预防性养护等三种养护方案。
结构性修复方案:针对沥青路面块裂、网裂,面层带有一定的沉陷病害路段采用结构性修复。修复方案:通过对病害段落的水稳基层进行就地再生,后加铺2.5cm双层改性乳化沥青碎石封层。
功能性修复方案:针对基层强度较好,因沥青路面自身性能不足,在行车荷载作用下,产生剪切推移、开裂、拥抱等病害路段采用功能性修复。修复方案:先采用热再生料对下承层沥青路面进行修补;然后再加铺2.5cm双层改性乳化沥青碎石封层;如下承层沥青路面完好,直接加铺2.5cm双层改性乳化沥青碎石封层。
预防性养护方案:针对沥青路面轻微纵向裂缝、横向裂缝及无沉陷的网裂等病害路段采用预防养护。修复方案:在原沥青路面上铺筑一层1cm改性乳化
沥青单层碎石封层。
2、改性乳化沥青的制备
本次改性乳化沥青的制备原材参配如下:70#A级道路石油沥青掺量为65%、胶乳掺量为:3.5%、乳化剂掺量为:4‰、水(皂液)掺量为:35%
皂液配置:首先在皂液罐中加入1/3的水加热至70℃,然后在皂液罐中加入乳化剂,启动搅拌设备,使乳化剂在高温皂液中充分溶解,再在皂液罐中加入2/3的水,使皂液温度控制在50~55℃,加入盐酸,搅拌40 min,接样进行pH检测,pH控制在1.8~2.5之间。
沥青温度的控制:沥青温度通常控制在100℃±5℃,使沥青去除水分后有流淌性。
添加胶乳控制:在添加胶乳时,根据掺量确定好添加量。胶乳通过螺旋泵供到皂液管道里,与皂液混合,进入胶体磨进行剪切使胶乳与皂液、沥青充分融合。
将改性乳化沥青存入储存罐,罐内需设置搅拌及控温装置,温度控制在50℃,定期对乳化沥青进行搅拌,减小乳化沥青的离析现象。
3、改性乳化沥青的性能指标
改性乳化沥青性能检测。检测结果如下:
表1 改性乳化沥青技术指标
试验项目 | 实测值 | 规定值 | 试验方法 | |
破乳速度 | 快裂 | 快裂或中裂 | T0658 | |
粒子电荷 | (+) | 阳粒子(+) | T0653 | |
筛上剩余量(1.18mm),不大于(%) | 0.02 | 0.1 | T0652 | |
与集料的粘附性,裹覆面积,不小于 | 2/3 | 2/3 | T0654 | |
粘度 | 恩格拉粘度E25 | 8 | 1~10 | T0622 |
道路标准粘度计C25,3(S) | 21 | 8~25 | T0621 | |
蒸发残留物 | 残留物含量,不小于(%) | 64.1 | 62 | T0651 |
针入度(100g,25℃,5s)(0.1mm) | 100 | 40~120 | T0604 | |
延度(15℃)不小于(cm) | 110 | 20 | T0605 | |
软化点,不小于(℃) | 66 | 60 | T0606 | |
贮存稳定性 | 1d,不大于(%) | 0.86 | 1 | T0655 |
5d,不大于(%) | 3.8 | 5 | T0655 |
从上表中得出,各项检测指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关技术要求。
4、碎石封层碎石设计要求
碎石封层应选择质地坚硬的石灰岩破碎而成。双层同步碎石封层应选择5~8mm、9~12mm接近单一粒径的集料。技术指标如下。
表2碎石封层碎石技术要求
试验项目 | 单位 | 技术要求 | 试验方法 |
石料压碎值不大于 | % | 26 | T 0316 |
洛杉矶磨耗损失不大于 | % | 28 | T 0317 |
表观相对密度不小于 | T/m3 | 2.60 | T 0304 |
吸水率不大于 | % | 2.0 | T 0304 |
坚固性不大于 | % | 12 | T 0314 |
针片状颗粒含量不大于 | % | 15 | T 0312 |
水洗法<0.075mm颗含量不大于 | % | 1 | T 0310 |
软石含量不大于 | % | 5 | T 0320 |
5、碎石封层施工工艺
(1)对原路面的处理
①原路面应具有足够的结构强度。原路面局部结构强度不足的,应根据具体情况补强后进行施工。
②车辙处理。对于10mm 以下的车辙可直接进行精细碎石表处处理,深度大于10mm 的车辙应在施工前进行相应处理。
③原裂缝处理。原路面上宽度在3mm 以下的裂缝可直接在其上进行罩面施工,宽度大于3mm 的裂缝应进行灌缝处理。
④破损处理。局部破损(如坑槽、松散、拥抱等)应进行挖补处理。
(2)施工工艺
①施工阶段交通封闭。在施工路段内设置施工标志,做好交通封闭,并设置专人疏导交通。
②路面清理。下层施工前采用专用清扫设备辅以人工的方式清扫原路面,确保路面无泥土、垃圾等杂物。在上层施工前,采用背负式吹风机进行再次清理,确保路面无灰尘、落叶等杂物。
③下层施工。采用精细碎石表处车进行改性乳化沥青和集料的撒(洒)布,集料采用7-12mm,覆盖率80%~90%。为保证洒布均匀性,起点处采用油毡或铁皮,避免喷洒过量或过少,并及时对起头和结尾进行处理。横向搭接处应调整好宽度,避免搭接处喷洒过多或漏洒现象,车速宜控制在3-4.5km/h。待改性乳化沥青初步破乳后采用30t 胶轮压路机碾压2~3 遍,碾压初始速度不宜超过2km/h,以后可适当增加。
④上层施工。待下层碾压结束后,可立即进行上层施工。同样采用专用设备洒铺SBR改性乳化沥青和单粒径较细集料,集料采用5~7mm,覆盖率95%~105%。施工后,立即采用30t 胶轮压路机进行碾压3~5 遍。通过一定时间的养生,待上层SBR 改性乳化沥青完全破乳后,采用集料回收车收集路面浮料。
⑤雾封稳固层施工。待上层施工并对浮料进行回收后即可进行稳固层施工,宜采用沥青洒布车洒布稳固材料。沥青洒布车必须均匀、以雾状形式连续洒布,不得随意变换速度或者中途停顿。
⑥严格控制改性乳化沥青、集料的洒布量,保证碎石厚度均匀、颗粒嵌挤密实。改性乳化沥青建议洒布量:下层改性乳化沥青洒布量1.0kg/㎡-1.4kg/㎡。上层改性乳化沥青洒布量1.2kg/㎡-1.6kg/㎡。雾封稳固层所用改性乳化沥青采用35%-40%含量,洒布量为0.2kg/㎡-0.4kg/㎡。
⑦分幅施工时,做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10 厘米宽度不撒骨料,第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。上层施工时,横缝搭接处应与下层横缝搭接处错开,横缝搭接处如有漏撒,需及时进行人工补撒和处理。
施工结束后即可开放交通,对来往的车辆进行限速,设立标志或派人把守,使过往车辆限速在20km/h 以下,对于一些散落在路边的集料采用回收车进行及时清理。
6、经济分析
传统农村公路养护工作中,对路面结构性、功能性修复,大多采用加铺4cm沥青面层的方案,不考虑基层的处治费用,仅面层费用基本在52元/m2,而且热拌沥青,运输距离还受限,有的地方无法实施。而采用混凝土路面,造价则为90元/m2,施工养生难度较大。采用改性乳化沥青双层碎石封层,造价为25元/m2,大大节约了养护成本,实施又较为方便,体现出来该技术较大的优势。
结束语:
改性乳化沥青双层碎石封层是一种新型的节能环保养护技术,在农村公路养护方案中有创新意义,在面对农村公路养护工程施工中面广、路多、病害严重、资金紧缺、保通压力大等特点的情况下,充分发挥处理高效简捷、节约养护资金等优势,在后续农村公路养护技术中具有很好的应用前景。同时,改性乳化沥青双层碎石封层,有着较好的舒适型,在提高路面抗滑性能和防水性能的同时,还有效延缓路面裂缝的发生和发展速度,使路面使用寿命延长。
参考文献:
1. 路永春.高固含量改性乳化沥青在同步碎石封层技术中的应用
2. 《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)