摘要:随着经济社会不断发展,城市化进程不断加快,我国对于基础设施资源的需求也不断增加,公路、桥梁等交通事业不断发展。在公路建设工程中,沥青混凝土路面下封层能够增加层间的连续性,有效传递荷载,增强路面的防水能力,承担着刚柔之间的粘结、过渡任务,使面层与基层一起抵抗荷载作用,从而达到提高路面整体强度的目的,成为许多路面建筑施工的首选。由于受到地理位置、环境等因素影响,沥青混凝土路面面临损坏、腐蚀问题。本论文主要分析沥青混凝土路面下封层的重要性和下封层材料的选用,并对下封层施工工艺进行研究。
关键词:沥青混凝土;下封层材料;施工工艺
引言:
沥青路面下封层是一层用连续方式敷设在整个路下面的养护层。封层材料可以是单独的沥青或其他封层剂,也可以是沥青与集料组成的混合料。经研究发现,沥青混凝土路面下封层能够防水、密水,保护基层不受水侵害;路面层底部拉应力增大;及时封闭防止基层收缩应变;可作施工临时通车道等多重优点。但下封层由于位于路面以下,在施工和验收环节都很难引起施工单位的重视,导致后期需要花费大量的人力、物力、财力进行养护。沥青路面施工对于下封层技术有一定的要求,同时在下封层材料的选取上也有一定的标准,但在实际施工过程中,还面临技术操作不规范、施工效果不佳、路面使用寿命不长等问题。因此,沥青混凝土路面下封层材料的选取以及创新的施工工艺,值得当下路面建筑工程的重视与研究。
1沥青混凝土路面下封层的重要性
1.1防水、密水,保护基层不受水侵害
由于沥青混凝土路面缝隙较大,透水严重,长期暴露在雨雪、曝晒等恶劣环境下,会受到空气、水质以及土壤的腐蚀,这不仅会影响路面的使用质量,也会减少路面的使用寿命。尤其是在潮湿环境的沥青混凝土路面,下封层是十分有必要的。对沥青混凝土路面进行封层,能够有效防止水分的渗透,保证沥青路面与封层下铺土壤有效阻隔。使用过程中,当路面出现各种早期病害时,采用封层技术作为表面处治层,结合病害预处理能封闭路面裂缝,阻止水分下渗,治愈路面松散和网裂病害,改善路面表观,延长路面小修保养期限,有些封层如橡胶沥青碎石封层还可以提髙路面抗滑性能。
1.2路面层底部拉应力增大
沥青混凝土路面下封层后,有足够的力学强度,能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力,有一定的弹性和塑性变形能力,能承受应变而不破坏,与汽车轮胎的附着力较好,要保证行车安全,有高度的减震性,使是汽车快速行驶,平稳而低噪声。沥青路面层底部拉应力、面层底部剪应力、路表的弯沉,受土工格栅厚度的影响均很小,差别不到1%。为避免由于刚度差异而形成反射裂缝,在裂缝或接缝位置也需要设置相应的土工格栅,同下封层一同增大路面底部拉应力。
1.3及时封闭防止基层收缩应变
由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝对于新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,要产生干缩和干缩应力;水分减少得愈多愈快,产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层,在较薄沥青面层的情况下,半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂,并较快形成反射裂缝。因此,路面下封层能够及时封闭基层,达到有效防止基层由于暴露时间过长而引起收缩应变。
1.4可作施工临时通车道
对已经施工完的基层进行预防性养护时,一般沥青混凝土路面下封层采用沥青碎石材料,能有效提高路面防水密封性能、减少路面反射裂缝、增加路面抗裂性能。主要在铺筑基层后,不能及时铺筑沥青面层,且须开放交通,可作为施工临时通车道,相对来说方便行车,减少路面施工时长。
2沥青混凝土路面下封层材料选取
上一章笔者谈到沥青混凝土路面下封层的重要性,针对其优点,封层材料选取上也要保证防水防透防收缩等问题。在进行路面施工时,沥青混凝土下封层材料应具备以下几方面的特征:(1)成膜性,在施工过程中封层材料形成均匀的薄膜,达到防水效果。(2)渗透性,渗入基层并加固黏性。(3)粘粘性,基层面与沥青混凝土相互粘粘,防止蜕皮。(4)柔韧性,保持路面荷载力和伸缩力,防止断裂。根据以上特征,笔者认为以下几种材料适用沥青混凝土路面下封层:
2.1砂粒式沥青混合料
沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。砂粒式沥青混凝土是集料最大粒径为5mm的一种沥青混凝土。这种沥青混凝土都是密实型的结构,空隙率较小(2%?5%),沥青用量较大(7.0%?9.0%)。主要用于双层式沥青混凝土路面的上层,或旧沥青路面的磨耗层。热拌热铺的砂粒式沥青混合料经久耐用,强度高,整体性好,是修筑高级沥青路面的代表性材料。砂粒式沥青混合料在路面抗滑磨耗层、沥青混凝土路面下封层中得到了越来越多的应用。
2.2乳化沥青
乳化沥青是沥青和乳化剂在一定工艺作用下,生成水包油或油包水的液态沥青。 乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青,经过机械搅拌和化学稳定的方法,扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温使用,也可以和冷、潮湿的石料一起使用。
乳化沥青是很小的沥青液滴悬浮在水中,连续相是水,分散相是沥青。沥青在常温下表现出类似固体的性质,在高温下类似液体。把沥青分散到水中后就可以在常温下使用,这是乳化沥青最大的优势。乳化沥青的制造过程就是把加热成液体的沥青和与乳化剂,稳定剂,酸或者碱用胶体磨混合,得到乳化沥青。
2.3双层沥青
根据在现有技术中公开的方法,双层沥青路面是使用不同种类的沥青拌合料铺成的。因此,拌合料被一层层地铺展或者—当施工的是同种类的拌合料时—以一层层叠加的方式铺展。为了粘结拌合料层,将沥青乳液喷射在冷的基体。双层沥青具有较好的抗滑阻力、平坦性、视色亮度和尽可能高的反射率。一方面为了保证高的耐侯性,密封性、耐冻性和体积稳定性、粘接剂的附着性和氧化稳定性是必不可少的,另一方面为了保障足够的强度,双层沥青能够满足柔韧性、耐磨性和稳定性及抗疲劳性的需要。当今,鉴于交通繁忙道路负荷重的情况,粘结层的主要任务是自身无损坏地吸收和传递剪切应力。基于此理由,粘结层必须首先是稳定的。
2.4改性沥青
改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。改性沥青是相对于纯沥青而言,纯的沥青叫基质沥青,在基质沥青中加入改性剂就变成改性沥青了。将基质沥青与改性剂拌制的形成,一般为提升原有沥青某方面性能。改性沥青的种类很多,最常见的就是聚合物改性沥青比如SBS改性沥青,加入聚合物可以极大的改变沥青的性质,比如SBS可以把基质沥青的延度提高到1.5米以上,直观的感受就是沥青可以拉成丝。
3沥青混凝土路面下封层的施工工艺分析
3.1施工前全面清洁基层面
基层面的清洁采用以下两种方法,一是采用自流找平地面基层;首先是对地面进行打磨,把平面的凸起磨平,然后用涂料在清理好的地面刷两层界面剂。等界面层完全干燥后再把自流平水泥即干混型粉状材料与水相拌均匀后倒在地上,由它顺着地面流淌。然后用工具推抹平整,最后用滚筒压匀。二是利用水泥砂浆找平地面基层先对表面打磨平整,对室内设施根部包扎阻隔,然后弹出找平控制线标高抹灰饼,按照1:3比例配置水泥浆,涂刷于地面形成结合层,再按照一定比例配置出水泥砂浆满铺于地面,使砂浆与地面紧密结合。最后用工具把表面压平,静待二十四小时后用水淋于表面,用无纺布等软性材料铺于地面。要注意的是基层必须平整、牢固、干净、如有裂痕及蜂窝等缺陷应进行修补并达到设计要求,基层表面必须清洁,施工前应先将表面上的浮灰、污垢、油渍等清理干净。不平处需找平,阴阳角及管口部位应圆弧过渡,基层不得有明水。
3.2施工中乳化沥青铺洒
乳化沥青透层油作为粘结基层和面层的重要衔接层,不但要对乳化沥青材料进行严格要求同时对洒布施工同样要高标准要求,下面就乳化沥青洒布中的注意事项进项阐述,首先乳化沥青透层油在喷洒前,如果基层比较干燥,需要洒水,让基层保持潮湿,可要增加乳化沥青的渗透性,如果洒布机通过后,有遗漏的地方,需要用人工进行补洒,多余没有渗透的乳化沥青,用工具要进行清除。其次,洒布乳化沥青透层尽量采用沥青洒布机三重叠方式进行喷洒,乳化沥青透层洒布完毕,建议撒层石屑或者细沙,避免施工车辆将透层粘起。最后,乳化沥青透层洒布完毕后,24h后再进行铺装。
3.3施工后全面检测封层性能
沥青混凝土路面下封层施工完成后的检测工作中,乳化沥青材料的各项指标、制备工艺和集料的质量级配应符合施工规范的规定。乳化沥青喷洒应均匀,无花白,不得污染其他构筑物,且必须处理好施工接缝。石屑洒布应均匀、适时,封层不得有损坏,碾压需密实平整,平整度为3米直尺法;厚度,尺量法,每200米每车道1点;宽度,尺量法,每200米4处;横坡,水准仪,每200米4个 断面。沥青混凝土路面下封层采用70号A级道路石油沥青封层,沥青用量一般不小于1.1Kg/ m2,铺筑下封层前,基层表面须经监理工程师验收合格后方可进行。下封层碾结束后,可开放交通。通车初期设专人指挥交通,控制行车,使路面全宽度均匀压实。在路面完全成型前须限制行车速度不超过20km/h,严禁畜力车及铁轮车行驶。
结语
沥青混凝土路面下封层材料选用与施工工艺是整个路面工程建设的重要组成部分。由于受到地理位置、环境等因素影响,沥青混凝土路面结构面临损坏、腐蚀等问题。因此,沥青混凝土路面下封层新的施工工艺需要被广泛运用。随着互联网技术的深入发展,沥青混凝土路面下封层材料与施工技术也越趋专业化,未来互联网技术将推动路面建设的施工工程更加往智能化、稳定性、信息化方向发展。
参考文献
[1]周翔.沥青混凝土路面下封层材料与施工工艺浅析[J].四川水泥,2017(08):42.
[2]李添花.公路沥青混凝土路面的施工监理控制问题[J].黑龙江科技信息,2017(15):225.
[3]唐莉.浅谈沥青混凝土路面下封层材料与施工工艺[J].江西建材,2016(17):173-174.
[4]王莹.沥青混凝土路面层间粘结材料探讨[J].北方交通,2018(02):36-38.
[5]付丽莉.沥青混凝土路面层间处理技术在施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2008(06):184.