引言
瀝青混凝土鋪裝層正越來越多地應(yīng)用于中國(guó)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中。然而，在行車荷載、主梁振動(dòng)及紫外線、溫度、水等外界多因素反復(fù)影響下，瀝青混凝土鋪裝層早期破壞嚴(yán)重，極易出現(xiàn)疲勞裂縫、車轍、擁包、坑槽和瀝青面層剝落，加速鋪裝層的破壞，嚴(yán)重降低橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用壽命，并增加養(yǎng)護(hù)維修成本。同時(shí)，橋面鋪裝層的早期損壞及經(jīng)常性的修復(fù)工作嚴(yán)重影響了橋梁的正常運(yùn)營(yíng)，造成較大的社會(huì)負(fù)面影響。瀝青混凝土橋面預(yù)養(yǎng)護(hù)是延長(zhǎng)橋面使用壽命、降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用行之有效的方法。
在橋面瀝青混凝土鋪裝層未出現(xiàn)或已出現(xiàn)瀝青老化發(fā)白、微裂縫、細(xì)集料散失、滲水等現(xiàn)象時(shí)，采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理可有效保護(hù)橋面，并恢復(fù)瀝青混凝土性能。精表處是一種在原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠大、行車質(zhì)量較好的情況下，利用**機(jī)械設(shè)備將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑均勻噴涂到瀝青路面上，并同步撒布一層特制精砂，通過材料與舊路面的一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保護(hù)層的技術(shù)，是當(dāng)今*有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一。
該技術(shù)成果通過多年的推廣，已在重慶、四川、廣東等地進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，并取得了成功。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：采用環(huán)氧改性的瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑作為粘結(jié)主材，能對(duì)路面進(jìn)行滲透吸附，重新粘結(jié)松散集料，并彌合微裂縫，特別是環(huán)氧養(yǎng)護(hù)劑的引入賦予材料較強(qiáng)的粘附性和強(qiáng)度，配合特制精砂可在瀝青路面形成一層超薄、耐磨、抗滑的保護(hù)層。與現(xiàn)有的霧封層、再生霧封層、稀漿封層、微表處等技術(shù)相比，精表處的粘附力更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，耐磨抗滑性能更好，不受橋面標(biāo)高及自重等**，可多次使用。
本文結(jié)合重慶市某大橋?yàn)r青混凝土橋面預(yù)養(yǎng)護(hù)工程實(shí)踐，對(duì)精表處在瀝青混凝土橋面預(yù)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用技術(shù)及效果進(jìn)行重點(diǎn)介紹。
施工試驗(yàn)范圍及實(shí)施方案
施工試驗(yàn)范圍
重慶某大橋?yàn)r青混凝土鋪裝層每個(gè)車道均出現(xiàn)了小坑槽、縱向開裂以及微裂縫，需進(jìn)行預(yù)先處理，并做好橋面精表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。經(jīng)檢測(cè)，路面平均構(gòu)造深度為0.6mm，摩擦擺值小于45BPN，開裂處滲水系數(shù)不小于200mL·min1。
為取得路面坑槽修補(bǔ)、裂縫處理及橋面精表處方案的實(shí)際效果，為整座橋的施工積累經(jīng)驗(yàn)，并考慮技術(shù)的可行性、經(jīng)濟(jì)的合理性，特選擇在橋面進(jìn)行試驗(yàn)施工。
施工原材料
為保障橋面精表處施工的成功，對(duì)所使用的環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑與特制精砂的質(zhì)量必須進(jìn)行有效控制。
環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑技術(shù)要求。環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑為多組分材料。
環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑涂層主要技術(shù)指標(biāo)。環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑涂層是將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑各組分按配比混合后成形的涂層。
特制精砂。特制精砂選用特殊級(jí)配的金剛砂，具有較高的硬度和耐磨性能，顆粒形狀較好，有較好的粘結(jié)性。
施工機(jī)械
精表處施工用設(shè)備應(yīng)能將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑均勻噴灑在路面。精砂撒布系統(tǒng)應(yīng)能與環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑噴灑系統(tǒng)同步工作，撒布均勻，撒布量可控。
施工方案的確定
確定環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量。根據(jù)工前對(duì)路面構(gòu)造深度的檢測(cè)，路面平均構(gòu)造深度D0=0.6mm，為提高試驗(yàn)的對(duì)比性，選擇環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑單位用量為0.2、0.3、0.4kg·m2分別進(jìn)行試驗(yàn)。
在施工現(xiàn)場(chǎng)選擇3處各1m2的試驗(yàn)塊，根據(jù)設(shè)計(jì)用量進(jìn)行涂刷試驗(yàn)，通過路面對(duì)環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑的吸收程度、對(duì)路面微裂縫的修復(fù)效果以及干燥情況的比對(duì)，確定*佳用量為0.4kg·m2。
確定特制精砂用量。為與環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量對(duì)應(yīng)，分別選擇特制精砂單位用量為0.2、0.3、0.4kg·m2進(jìn)行試驗(yàn)。
試驗(yàn)區(qū)域劃分。根據(jù)確定的試驗(yàn)參數(shù)，將試驗(yàn)段分為3個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域150m，封閉施工。先對(duì)路面坑槽、開裂及油污、泥土進(jìn)行處理后，實(shí)施精表處。
施工工藝及質(zhì)量控制
本工程分3個(gè)工序施工：首先實(shí)施路面病害預(yù)處理，然后清理原路面，*后進(jìn)行精表處施工。各工序按以下流程進(jìn)行。
路面病害預(yù)處理
在實(shí)施精表處之前，路面上的坑槽、沉陷、車轍、擁包、開裂等病害需要提前處治，并符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。坑槽、沉陷、車轍、擁包、龜裂、網(wǎng)裂等結(jié)構(gòu)性病害一般按照坑槽修補(bǔ)方法修復(fù)；縱、橫向裂縫按照開槽灌縫方法修復(fù)。
坑槽修補(bǔ)。(1)坑槽的成型。按“圓洞方補(bǔ)”的原則，劃出大致與路中心線平行或垂直的開槽修補(bǔ)輪廓線(正方形或長(zhǎng)方形)，每邊至少應(yīng)進(jìn)入完好路面300mm，并沿劃好的修補(bǔ)輪廓線開挖坑槽。要求成型的坑槽壁面應(yīng)盡可能保持與路平面垂直，坑槽底部平整、堅(jiān)實(shí)，*后再將挖掉的舊料刨出坑槽，并將坑槽中的灰塵、碎屑、雜物和少量水分吹走。為使坑槽完全干燥，同時(shí)使坑槽壁面和底面材料能被加熱軟化，可采用加熱裝置。
(2)涂粘結(jié)層。選擇熱瀝青、改性瀝青為粘結(jié)層材料。將加熱溶解后的改性瀝青用毛刷均勻涂刷在坑槽底部及四周，一般要求粘結(jié)層材料噴灑量為0.4~0.6kg·m2。噴灑量不宜過多，不允許坑槽底部有粘層油淤積，否則會(huì)使坑槽修補(bǔ)后出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，同時(shí)降低新舊料間的粘結(jié)強(qiáng)度。
(3)修補(bǔ)材料的準(zhǔn)備、攤鋪和壓實(shí)。修補(bǔ)材料備好后，可通過自動(dòng)卸料裝置卸入待修補(bǔ)的坑槽中，均勻地?cái)備佌?，隨后壓實(shí)。在對(duì)坑槽進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，首先壓實(shí)坑槽邊緣的修補(bǔ)材料，使其填入坑槽中，再壓實(shí)中間的修補(bǔ)材料，并連續(xù)不斷地向邊緣移動(dòng)壓實(shí)，且每次重疊壓實(shí)一定寬度。
(4)封邊修整工作。為了提高坑槽邊緣新舊料接縫的耐水性和粘結(jié)強(qiáng)度，可對(duì)其進(jìn)行封邊處理，一般將環(huán)氧瀝青材料均勻涂覆在新舊料接縫上。為加快封邊材料的凝固，可均勻、薄薄地覆蓋一層干凈的砂或石屑，并對(duì)其加以保護(hù)?？硬坌扪a(bǔ)后質(zhì)量應(yīng)滿足《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.2—2001)的要求。
開槽灌縫。(1)對(duì)路面寬度在3mm以上的縱縫進(jìn)行擴(kuò)縫，用開槽機(jī)沿縫切開寬1cm、深1cm的線槽。(2)用熱吹風(fēng)機(jī)將切開的線槽清理干凈，保證槽內(nèi)無灰塵、泥土、石屑及水分等。(3)用SBS改性瀝青密封膠進(jìn)行灌縫，將線槽填充飽滿并露出路面0.3cm左右。
路面清理
用路面強(qiáng)力清掃車清除路面表面的浮土、泥污，路邊積泥較重的區(qū)域應(yīng)用鋼刷清理，直至路面清理干凈，露出新鮮骨料。
精表處施工
(1)將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑各組分、特制精砂分別裝入專用車儲(chǔ)罐中，按照配比要求混合環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑并充分?jǐn)嚢瑁谩?/p>
(2)按照設(shè)備操作規(guī)程及施工技術(shù)方案要求對(duì)施工專用車進(jìn)行參數(shù)設(shè)置及調(diào)試。
(3)通過試噴驗(yàn)證施工專用車是否工作正常、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是否準(zhǔn)確、施工效果是否達(dá)標(biāo)。一般試施工長(zhǎng)度為15~20m。
(4)試噴完成并確認(rèn)技術(shù)參數(shù)后，即可正式施工。在施工過程中，如儀表有異常，或施工效果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止施工，找出原因，及時(shí)糾錯(cuò)。如噴灑過程中有局部不均勻、露白處，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漏。
(5)施工完畢即進(jìn)入養(yǎng)護(hù)時(shí)間。采用指壓法確認(rèn)材料是否表干，當(dāng)環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑形成硬度、表面特制精砂不脫落時(shí)，即可開放交通。
應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)
為了研究施工的實(shí)際效果，采取直觀目測(cè)法和試驗(yàn)對(duì)比法對(duì)精表處施工前后的路面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50—2006)、《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)及《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.2—2001)，結(jié)合精表處的特點(diǎn)，選取構(gòu)造深度、摩擦擺值、滲水系數(shù)作為試驗(yàn)路段評(píng)價(jià)指標(biāo)。
目測(cè)評(píng)價(jià)
橋面在實(shí)施精表處前，路面瀝青老化發(fā)白，構(gòu)造深度較小，且出現(xiàn)抗滑力不足的現(xiàn)象，路面分布較多微裂縫，每個(gè)車道均出現(xiàn)小坑槽和不規(guī)則縱向裂縫。
該試驗(yàn)段在實(shí)施精表處后，從I、II、III這3個(gè)區(qū)域的施工效果綜合來看，路面覆蓋了一層黝黑的抗滑涂層，微裂縫、縱向裂縫得到全部覆蓋，瀝青路面與標(biāo)線的對(duì)比度增大，改善了路面行駛質(zhì)量。
試驗(yàn)對(duì)比評(píng)價(jià)
按《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTGE60—2008)規(guī)定的測(cè)試方法，對(duì)I、II、III這3個(gè)區(qū)域?yàn)r青路面的精表處施工前后進(jìn)行檢測(cè)。
評(píng)價(jià)結(jié)論
根據(jù)目測(cè)及試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)比結(jié)果，精表處對(duì)路面外觀改善較大，同時(shí)路面構(gòu)造深度及摩擦擺值得到較大改善，施工后的路面實(shí)現(xiàn)零滲水。經(jīng)過1個(gè)月的持續(xù)觀測(cè)及多次檢測(cè)，得出以下結(jié)論。
試驗(yàn)段中I、II、III區(qū)域所采用的精表處預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其主要施工參數(shù)均能滿足路面需要。然而，在保持環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量不變的情況下，特制精砂用量在0.2~0.4kg·m2范圍內(nèi)逐漸增大時(shí)，實(shí)施精表處后的涂層構(gòu)造深度、摩擦擺值也隨之變大，說明特制精砂的使用有利于改善路面的抗滑性能。由試驗(yàn)段中I、II、III區(qū)域的實(shí)際試驗(yàn)施工效果及檢測(cè)結(jié)果得出，I、II、III區(qū)域所選用的技術(shù)參數(shù)均能較好地滿足本工程需要。I、II區(qū)域涂層有輕微外露底油現(xiàn)象，III區(qū)域覆蓋較為完全，根據(jù)路面實(shí)際需要，III區(qū)域效果為*優(yōu)，即環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量為0.4kg·m2、特制精砂用量為0.4kg·m2是*優(yōu)方案。
(2)從滲水試驗(yàn)及反復(fù)觀測(cè)結(jié)果來看，開槽灌縫處理縱向裂縫后，其封水效果較好，且裂縫未見持續(xù)擴(kuò)張發(fā)展。
精表處應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
(1)精表處所使用的材料中引入具有高粘附、高強(qiáng)度的特種環(huán)氧、固化劑以及高性能滲透劑，賦予了材料優(yōu)異的粘附性、滲透性及綜合力學(xué)性能，能輕松修復(fù)表層老化結(jié)構(gòu)層。相對(duì)于傳統(tǒng)霧封層技術(shù)，精表處是通過與舊路面進(jìn)行物化反應(yīng)形成保護(hù)層，不僅具有耐磨、防水、美觀等特點(diǎn)，而且能有效改善道路的抗滑性能，這是傳統(tǒng)霧封層無法做到的。
(2)精表處有利于降低道路的全壽命周期成本。經(jīng)驗(yàn)表明，在橋梁使用周期中，可于早期運(yùn)營(yíng)階段開始有計(jì)劃地多次使用精表處養(yǎng)護(hù)，以保持瀝青混凝土橋面在運(yùn)營(yíng)階段均有較好的路面行駛質(zhì)量。使用精表處進(jìn)行3~4次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用45%~50%。
(3)精表處施工便捷，對(duì)交通影響小。在橋梁上施工，對(duì)施工的“快進(jìn)快出”要求十分嚴(yán)格。采用自動(dòng)化的機(jī)械裝置進(jìn)行精表處施工，方便快捷，可實(shí)現(xiàn)4~6h通車，對(duì)交通影響小；且施工全過程可在常溫下進(jìn)行，不會(huì)消耗過多的能源也不會(huì)產(chǎn)生過多的污染物，節(jié)能環(huán)保。
結(jié)語(yǔ)
從試驗(yàn)效果來看，在瀝青混凝土橋面實(shí)施精表處施工前，采用開槽灌縫方式對(duì)寬度在3mm以上的裂縫進(jìn)行處治是很有必要的。同時(shí)精表處能有效改善瀝青混凝土橋面表層結(jié)構(gòu)，阻止瀝青路面病害的發(fā)生和發(fā)展，改善路面抗滑能力，密閉路面，延長(zhǎng)路面的使用壽命。與傳統(tǒng)的霧封層、微表處等技術(shù)相比，精表處具有厚度薄、質(zhì)量小、耐磨抗滑的優(yōu)點(diǎn)，且工序簡(jiǎn)單、施工快捷，質(zhì)量易于控制，影響交通時(shí)間短，施工成本較低，是一種在瀝青混凝土橋面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中值得推廣應(yīng)用的技術(shù)。
