雾封层施工技术(共8篇)
雾封层施工技术 篇1
0 引言
雾封层特指将慢裂乳化沥青稀释液或特制路面保护剂喷洒 (雾化) 到现有沥青路面表层。从而恢复沥青路面在正常使用中氧化造成的轻微干裂、损失细骨料等现象, 并封闭细小裂缝及表面孔洞。雾封层是一种预防性养护措施, 一般喷洒量为0.23 L/m2~0.45 L/m2。雾封层是一种成本相对较低的预防性养护方法, 能有效地延缓路面病害的出现, 而且工艺简单, 开放交通也比较快。
1 适用条件
一般而言, 雾封层可以用于中等程度纵、横向裂缝的路面, 松散的路面, 沥青老化的路面。但雾封层通常会在一定程度上降低原路面的抗滑性能。雾封层不可应用于有明显疲劳裂缝的路面、泛油路面、温缩裂缝比较严重的路面和缺乏摩擦系数的路面。
这种养护技术对于选择适当的养护时机非常重要, 如果养护时间偏后, 病害发展严重, 雾封层的使用效果就会大大降低。
雾封层这种养护措施对结构强度没有贡献, 但是能降低因裂缝渗水而引起的水损坏。
2 雾封层设计
2.1 原材料类型
能满足雾封层技术作用的材料及能满足其定义的材料均可应用。雾封层材料主要有传统材料及新型材料两类。
传统的雾封层材料为乳化沥青或改性乳化沥青, 其破乳后, 在沥青路面上形成一层薄膜, 封闭沥青路面上的细小裂缝, 封闭路面防止渗水, 并粘结路面上松散集料, 从而延长路面使用寿命。这种雾封层材料的主要成分是沥青和水。
新型的雾封层材料一般是由精制沥青、再生剂、溶剂及其助剂组成的一种黑色溶液。目前, 市场上较为常用的雾封层材料有:沥再生、HAP、CAP、SUPREME等。将其喷洒到路表面上之后, 能够迅速深入路面表层, 使表层老化沥青再生并达到原有沥青性能标准, 增强沥青粘结力, 使集料和沥青胶结料粘结紧密, 封闭表面细微裂缝, 并使路面呈现黑色, 统一如新。
传统乳化沥青或改性乳化沥青为水溶性材料, 新型雾封层材料为溶剂型材料, 材料中基本无水分或水分极少, 且相比于传统型材料, 施工时无需加热, 不需稀释。
沥再生是由高纯度优质的石油溶剂, 与多次在极高温下特殊过滤处理的改质沥青及沥青活性再生剂结合而成。HAP是一种国内自主开发的高性能沥青混凝土路面防护系列产品, 是一种水溶性制剂, 较多应用于沥青混凝土路面的预防性养护及桥面防水粘结层工程中。CAP是一种含活化物的冷混合还原剂, 应用于沥青混凝土路面防水及微裂缝封闭。SUPREME是一种重质精炼煤焦油封涂层, 该封涂层厚度一般为1.2~1.5 mm, 专用于保护沥青路面。
2.2 原材料技术要求
对于雾封层材料的技术要求分为两类情况。
1) 传统型雾封层材料。用做雾封层材料的乳化沥青或改性乳化沥青。雾封层在使用前, 其储存时间最好不要超过24 h, 以防止产生沉淀。如雾封层产生沉淀, 应停止使用。
2) 新型雾封层材料。对于新型雾封层材料, 则根据其产品特点进行相应的技术指标检测, 通常检测指标包括:针入度、软化点、延度和粘度。
2.3 雾封层用量
对于雾封层技术的应用成败, 选择符合要求的材料是根本, 但适当的喷洒量是关键。喷洒过多, 会造成路面摩擦系数降低较多, 造成路面打滑, 影响行车安全, 过少则起不到应有的作用。
对于具体的工程, 其路面状况、交通量和所处气候条件等均有所差异, 因此需要在施工前确定适宜本次工程的施工喷洒量, 其确定方法按以下步骤进行: (1) 将1 L雾封层材料均匀的喷洒于1m2的路表面; (2) 肉眼观察雾封层材料在路表面的渗透情况, 如发现有较多余留没有渗入到路表中, 则降低用量, 在新路面上重新喷洒观察, 直到雾封层材料大致渗入路表中。
3 雾封层施工
3.1 天气条件
最低的路表和空气温度为15℃, 且大风、高温和潮湿等因素均会影响乳化沥青材料破乳速度, 且在即将下雨之前不可实施雾封层施工。
3.2 原路面处理
为确保雾封层施工质量, 雾封层施工时路面必须处于洁净、干燥状态。所以, 在进行雾封层施工之前, 需要彻底清除原路面上的松散石料、水泥块以及泥垢、灰尘、残留物等杂质。
3.3 施工材料和设备的准备
施工前需要详细检查所需雾封层材料和施工设备的准备情况。对原材料进行相应的质量检验, 确保所用材料满足相应要求。
3.4 施工工艺
目前, 雾封层技术已趋于成熟, 多数雾封层材料均可通过一般的沥青洒布车来完成, 个别新型材料需要通过其特定的施工洒布机械或人工来完成。沥青洒布车主要通过喷嘴系统转速、喷洒棒高度、喷嘴间距等来控制雾封层材料洒布量, 洒布量可以通过如下两种方式进行标定。
1) 称量面积为1 m2的土工格栅质量, 将其平铺于路面上, 应用洒布车喷洒雾封层材料至土工格栅上, 直至覆盖整个格栅, 称量此时土工格栅的质量, 则可以计算得出雾封层材料的喷洒量;
2) 将洒布车置于水平路面上, 记录所载相应的雾封层材料的体积 (L) , 测量某一块平地的面积, 应用洒布车喷洒雾封层材料至此块路面上, 将洒布车停好后, 记录此时的雾封层材料体积, 则可以通过计算得出雾封层材料的喷洒量。
3.5 雾封层施工质量验收标准
由于目前国内对于雾封层尚未特别制定验收标准, 故其质量验收标准可参照国内沥青路面施工验收规范中相应条目执行, 除此之外, 未规定的内容应参照《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004) 执行。
3.6 工后养护
雾封层施工后, 须待乳液破乳、成型后才能开放交通。正常情况下, 可在施工后2 h后开放交通。初期开放交通后, 应严格控制车速低于40 km/h。
摘要:文章对雾封层技术的原理进行介绍, 并详细论述其适用条件以及设计、施工等技术要点。
关键词:雾封层,养护,适用性
雾封层施工技术 篇2
雾封层在高速公路沥青路面养护中的应用
通过雾封层技术在广州某高速公路沥青路面预防性养护中的应用,探讨了雾封层技术的适用性、施工工艺及质量控制要点,经施工前后的`路面性能检测,表明雾封层技术能有效的改善路面表观性能,减少路面水损坏.
作 者:田江磊 TIAN Jiang-lei 作者单位:广州市公路开发公司,广东,广州,510288刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):36(12)分类号:U416.217关键词:雾封层 预防性养护 抗滑值 构造深度 渗水系数
雾封层施工技术 篇3
关键词:沥青路面,雾封层技术,渗水系数,质量控制
0 引言
随着我国城市化进程的加快, 交通运输行业崛起的尤为迅速。汽车数量的猛增无疑为公路建设形成阻碍。随着路面通车数量的增加, 以沥青为主要路面建设材料的公路养护问题越来越突出。沥青路面的损坏与自然外部环境下的客观因素有关, 也与超负荷交通运输的主观因素有着密切的关联。沥青路面主要问题有:松散裂缝、老化脱落、变形等各类危害等。这些问题不但会缩短沥青路面的使用周期及寿命, 还会降低其路面性能和服务性能。因此, 通过雾封层技术加强对预防沥青路面的定期养护就凸显的尤为重要。笔者从雾封层技术的适用环境、工作范围、施工工艺三个方面对沥青路面预防性养护工程效果进行评价, 以提供参考。
1 雾封层材料
作为沥青路面的一种预防性养护技术———雾封层技术, 其使用必须要符合预防性养护的规律, 过早或过晚都不可以。若是使用过早, 会导致资金投入过多, 甚至出现路面方面的问题;若是使用过晚, 则起不到应有的预防养护效果, 还有可能致使路面的各方面性能降低。迄今为止, 路面预防性养护的普遍方法是根据路面的实际情况、车辆行驶数据、行驶质量和损坏等来进行技术的应用。
雾封层施工技术的建设多采用成本投入较低、施工简单、资源环保的材料。现阶段路面建设雾封层材料多为溶剂型材料, 含水量极低, 不但能够有效地改善沥青路面的质量, 使路面“返老还童”, 还能够缩减施工步骤, 无需加热或稀释, 在常温的状态下便可投入到施工建设中, 延长沥青路面的使用周期, 提升老化沥青路面的延展度和针入度。除此之外, 在沥青路面使用雾封层技术养护材料后, 沥青路面养护剂能够迅速渗入沥青路面结构层中, 再生复活表层老化沥青。
2 雾封层施工
2.1 雾封层技术施工方案
对于沥青路面与雾封层技术的融合试验, 主要是通过实际的数据比对进行测试研究。本次试验采用实体沥青路面工程进行实验检测, 被雾封层技术覆盖的沥青路面总长度约为1 km, 所遵循的原则和研究方案皆以可比性原则为基准, 经过研究讨论最终确定以下两个方案为行动指导。
方案一:在被列为实验对象的沥青路面路段中, 选取一段长为1 km的沥青路段, 在该路面上采用雾封层技术。经过雾封层技术对路面左或右路幅进行治理, 对其产生效果与未通过此项技术的路面进行对比, 就可以得知雾封层技术处治路面的成效。
方案二:在沥青路面路段上选取一段车道, 车道选取最佳的位置为行车道或超车道, 依旧重复方案一的步骤, 对经过雾封层技术路面的左或右路幅进行治理, 对其产生的效果与未通过此项技术的路面进行对比, 也可以得知雾封层技术处治路面的成效。
具体的雾封层技术的工艺流程:影响路面结构强度的病害处理→封闭管制交通→路面清扫预处理→材料、设备、机械等准备→雾封层施工→强度成型养护及路面处理→开放交通。
2.2 雾封层施工前的准备工作
在对沥青路面进行雾封层施工工作前, 施工人员需要做好充足的准备工作, 例如对原沥青路面进行全面的打扫和修整;准备好雾封层技术所需的各类材料;对施工过程中所需的设备进行归类整理, 例如清扫设备、洒布机等其他设备;加强员工分配管理体制, 对工作人员进行合理的分配和调遣, 每个员工都需各司其职;在雾封层技术施工过程中, 除了需要实时了解天气状况以外, 还需对沥青路面所通行的车辆进行管理和控制。
2.3 施工技术及质量控制
雾封层技术主要采用的施工设施是洒布车。洒布车工作策略多以一去一回的状态进行施工。在沥青路面整体的中央设置一条分隔带, 洒布车从此条分隔带的一侧开始洒布, 行驶到终点后再调头, 沿着分隔带的另一端进行洒布, 完成全幅路段洒布。洒布车工作的全程路线呈U形。
当雾封层技术应用到超高沥青路面路段时, 洒布车则从路肩一侧开始洒布。此种洒布方式可以有效避免多余的油量向路面外沿流淌, 从而造成不必要的损失和麻烦。洒布车在进行两次洒布面的铺设之后, 洒布面所重叠的宽度约为10 cm~15 cm。
由于雾封层技术在竣工后, 受其材料的影响, 路面的形成需要一段时间进行成型缓冲。此时就需要交通管理部门和道路施工人员实施交通管制, 严格禁止各类车辆及行人通过, 维持路面修缮后的质量状态。与此同时, 在洒布车作业完成后, 施工方就需要安排清洁人员对路面多余的油膜和废渣进行打扫清除。如果洒布车喷洒量过多, 管理人员就可以等待喷洒后在喷洒过量处洒适量的砂, 材料强度形成后, 洒布过量的砂应在开放交通前扫除。
3 雾封层技术效果评价
3.1 构造深度数据分析
如表1所示, 采用雾封层施工技术进行施工, 观察沥青路面施工前后的断面深度, 我们可以清楚的看到其构造深度的前后对比数值。经过技术的不断完善, 在一定程度上逐渐降低了沥青路面的构造深度, 降低率可达13.11%, 为了严格遵守《公路沥青路面设计规范》中的规定, 即使沥青路面的构造深度逐渐降低, 但仍没有越过底线, 在规定的范围内上下浮动。此外, 从表1中还可以观察到, 沥青路面构造深度的方差和均方差在施工前后也呈下降趋势, 表明施工后路面构造深度比施工前要均匀得多, 便于沥青路面横、纵向的排水情况, 在一定程度上解决了雨后积水的问题, 提高了路面车辆的行驶安全性, 也降低了雨后积水对路面的损坏程度。
3.2 渗水系数的分析
经观察计算施工前、后试验路段各断面的渗水系数都能达到《公路工程质量评定标准》及《公路沥青路面施工技术规范》规定要求, 雾封层处理后, 路面被封闭, 渗水系数降低很大, 平均降低度达到84.9%, 防止或降低了路表自由水的渗入, 从而减少了水损坏, 提高了路面行驶安全性, 恢复了沥青路面行驶质量, 延长了路面使用寿命。
3.3 直观目测表面评价法
通过雾封层技术施工前后对比图可以清晰直观的辨析出该项施工技术对于沥青路面的作用。原沥青路段路面破损严重, 沥青材料松散无规则、路面颜色从黑色转变成白色, 影响司机驾驶视野和驾驶安全。然而, 雾封层施工技术修缮后, 路面空隙变小, 路面光滑, 颜色对比明显, 改善了路面行驶质量, 提高了路面行驶安全性。
4 结语
通过对实际生活中沥青路面预防破损养护经验技术的总结, 雾封层技术是最有效的方法。利用该技术不但能够对公路路面进行有效的封锁和庇护, 还能够降低路面渗水指数, 减少路面因雨水、雪水或其他水体的侵害。与此同时, 雾封层技术能够美化路面, 使沥青路面恢复其原始形态, 集结黏粘松散的铺设材料, 促使路表标线和原路面形成鲜明的对比, 便于引起司机的注意, 提高路面的行驶安全和运输质量, 保障道路交通安全性能, 延长了路面的使用寿命, 并且具有良好的社会效益与经济效益。
参考文献
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雾封层施工技术 篇4
1 雾封层的定义
雾封层技术在沥青路面中应用广泛,主要是将高渗透性的高分子改良乳化沥青薄层喷射于沥青面层上,形成一层严密的防水层,在封闭路面的同时阻隔外来水分的渗入,通过降低水层渗入路面结构内部,使路面集料的粘结能力增加,从而保护路面,延长其使用寿命。在对沥青路面实施雾封层后,沥青路面的防水性就会增强,减少水分对其的损害;由于其拥有渗透性能,在处理路面细微裂缝和表面空隙时可以用作填补;使用雾封层后沥青表面集料的粘结能力会显著增强,从而起到更换老化沥青作用;在对路面使用雾封后,路面的黑色度会显著增强,且路面色彩对比会提升,有利于汽车驾驶员的视觉舒适度;雾封层技术的使用还能促使路面0.3 mm以下裂缝自动愈合;使用雾封层技术对沥青路面处理后,会延缓道路病害2年~4年发生,从而增加道路使用年限。
2 雾封层技术特性
当各级公路出现细微裂缝、沥青混凝土老化、路面渗水、结构料粒松散等病害时,常常会在原路面上铺设一层雾状的乳化沥青或者再生剂以达到对沥青路面的预防性养护作用。这就是雾封层技术在沥青路面中的应用。对雾封层技术的特性,从材料来讲,其所用的沥青材料具有很强流动性,其有机高分子能够进入到沥青路面的细微裂缝与结构空隙中,跟其中存在的原有沥青成分发生交换,来改善沥青的性质与路面整体结构。沥青有机高分子的这一渗透交换作用还能够补充沥青混凝土中缺失的沥青成分,来恢复其弹性与粘附力,从而对路面产生裂缝与表面空隙进行封闭组织水分的渗入,通过这一系列的作用能够降低路面的水损害与低温损害。这是雾封技术通过自身的特性来改善原有沥青路面的作用机理,这一机理有效的提高了路面的使用性能与耐久性。
3 雾封层技术材料
在运用雾封层技术处理沥青路面时,需要添加一定的添加剂。这里主要介绍防护剂和橡胶颗粒。防护剂是由基质沥青、沥青再生剂、溶剂与其他改性剂混合加工成的一种黑色液体,作为新型节能环保材料,在沥青路面养护中得到了广泛应用;橡胶颗粒是在路面喷射防护剂后添加的,主要作用是增加沥青路面的抗滑系数以及路面与标线的对比度,从而提高道路安全性。
基于雾封层技术的特点,一般在施工沥青路面时不宜选择在大风或者雨雪天气进行,施工路面的温度和湿度会影响雾封层的施工质量。在雾封层材料洒铺的施工中,防护剂与橡胶颗粒施工应该严格按照施工规范与设计进行,其施工设备应该根据工程实际进行选择。在碰到大面积路幅施工时,选择防护剂喷洒车进行施工,在使用喷洒车时应该及时根据工程现场情况做好喷洒高度、间距、散度角的设置;遇到小面积路幅喷洒时,可采用喷雾器进行人工洒布喷涂,施工时要注意喷雾方向,倒退、侧身行走,避免影响已施工的路面,以保证均匀的进行防护剂的喷雾,确保施工质量。在喷射防护剂和橡胶颗粒时,必须保证材料均匀喷涂、避免出现断头漏点,对于特殊部位可采取二次喷涂,以保证施工质量。在沥青路面雾封层施工时,应该设置警示标牌,进行交通管制,从而确保施工安全。
4 雾封层施工
雾封层技术施工前的准备工作很重要,必须对施工路段、路面分别进行病害细致勘测与清理工作,并及时做好问题记录。对于不同的渗水、摩擦参数以及构造深度的路面进行检测时,可根据实际路段情况分段分点的对特殊部位进行着重检测,并做好数据收集整理。作为与雾封层施工完成后的检测数据对比,以检验施工效果。经过人工仔细排查后,如果有局部危害的存在,应该首先进行人工处理:1)路面存在麻面、剥落、坑槽,摩擦性能低等情况时,应该先进行人工修补;2)路面存在龟裂、纵缝、网裂等情况时,应该先用雾封层填充材料进行缝隙封闭。为保证雾封层施工的正常进行与施工质量,施工前还应该用高压吹风机、道路清洁车对施工路段路面上的散集料、水泥块、垃圾等残留物进行清除。如果使用水冲洗,应该在施工前24 h内完成,然后待路面呈现干燥状态时再进行施工。
在雾封层施工时,在所难免会对路面交通标志、标线等交通公共设施造成污染,需要在施工前对施工路面的交通标志进行保护。在雾封层施工时,设备的选取,主要根据实际路段路幅的大小来决定。使用机械化施工时,最常用的是全自动沥青喷洒车,其配备的计算机自动控制系统,有良好的性能,还能根据工程实际情况自动控制洒布量,对洒布宽度进行随即调节,提高了施工效率与质量,施工辅助设备有养护工具车及吹风机、标线扣板等。
5 施工工艺
1)洒布施工。目前机器洒布施工运用广泛,在雾封层技术采用洒布车施工时,首先应该按照施工路段工程量的大小来确定洒布施工的速度与施工方案。在洒布车无法到达的部位或者施工遗漏部位可采取人工涂刷施工,如两侧路沿交通标线附近等位置。如果洒布车在施工中过多的停车,亦会造成横缝产生,一旦横向接缝在施工时把握不好,就会造成路面局部出油或者影响外观。在洒布车换料时应该注意,换料后重新施工应该在上一车终点前2 m~4 m处铺设油毛毡后开始施工。
2)特殊天气的施工。雾封层材料的破乳会受到温湿度、风力的影响,从而破坏养生时间。所以在施工前应该做好施工路段当地每天的温度、湿度、风力、养生时间的记录。洒布施工的温度要求在10℃以上,地表温度则应该在15℃以上。若碰到雨水天气,或者施工过程中遇到雨水天气,都应该立即停止施工。待到雨停路表干燥以后,应该对被雨水冲刷掉的涂料进行重新喷涂,再进行洒布施工。道路交通的开通应该是在雾封层施工完后,等到乳液破乳和成型后。一般情况下,施工后4 h左右就可进行交通放行。要注意的是,在雾封层养护期间内,现场施工人员应该做好保护措施,禁止车辆和行人进入场内,以免对雾封层施工成型造成影响。最后在材料干燥后,应该对其进行渗水、摩擦系数的检验记录,当结果达到养护规范要求时,才算工程完成,否则,就应对其进行撒细砂处理后再开放交通。
6 雾封层施工的质量控制要点
1)在雾封层施工中要控制好喷洒的均匀度,在施工前应做到保证改性乳化沥青液体在稀释后必须是均匀的,其次,在施工过程中必须要保证喷洒设备正常运行的稳定性。在施工前应严格的对沥青喷洒设备进行反复调试检查,校验设备各部分运行功能直到达到运行的正常标准为止,这一过程主要做到:a.把喷洒车载储油罐清理干净,然后检查喷嘴是否适用于施工,如有偏差应该及时更换;b.要根据实际工程需要调整喷头架高度;c.检查设备电气油路是否畅顺。2)改良乳化沥青浓度(油水比)与喷洒量也是要注意的控制点。目前国家针对改良乳化沥青浓度(油水比)与喷洒量还没有出台完善的标准规范。在施工过程中,工作人员应该根据沥青雾封层已有的成熟技术与以往施工经验对其进行改良。应该根据现场记录的抗滑参数、渗水参数、构造深度,综合起来考虑乳化沥青稀释改性后的浓度与喷洒量。如果沥青路面面层空隙过大,渗水参数大于150 m L/min,那么对于该路段病害的处理,运用雾封层是不恰当的,应该及时调整方案,采用常见的微表处、同步碎石、热沥青薄层、罩面等方法进行处理。3)横向接头是对于雾封层的整体外观影响最直接的,在雾封层施工中,应该控制好横向接头,做好横向接头的衔接。横裂缝处理在道路病害防治中非常关键,不仅要避免施工中出现过多过密的裂缝,同时还要做好裂缝连接的施工。当施工洒布机开始前进时,应该把施工前在起点铺设的薄层塑料布撤走,就能保证起点的整齐与外观。
7 施工质量检验
在雾封层对沥青路面完成施工后,应该对其进行质量检验。而出现沥青路面验收规范中没有的内容时,可以参照我国JTJ F80/1-2004公路工程质量验收评定标准执行,以下对质量检验中出现的几个比较常见的问题作出一些分析:1)在对比施工前后收集的摩擦系数后,常常会出现路面摩擦系数在雾封层完工后12 h内出现下降的情况,而经过随之而来的通车运行,摩擦系数又会出现回升到规范要求参数值。这是因为雾封层表面油膜会随着路面的通车运行逐渐流失,路面摩擦系数就会出现回升的现象。2)对比雾封层施工路面前后的渗水参数,发现雾封层施工后渗水参数会明显升高。主要是因为路面原有沥青与进入或者深入原有路面碎石缝隙中的雾封层材料发生了化学反应,与其结合生成了新的整体,从而填补原有路面的微缝与空隙。这种沥青路面的“再生”功能可以非常高效的对路面、下层面水分渗入进行防止,从而改善原有路面的抗渗性能。
8 结语
本文对雾封层技术的定义、技术特性、材料、施工进行了详细介绍,并对一些常见的理论性问题做出了分析,从而反映出雾封层技术在沥青路面中的工程应用。
参考文献
[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
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雾封层施工技术 篇5
经采用含砂雾封层后, 由于所用材料流动性比较大, 可渗入到骨料缝中去, 可流入到裂缝中去, 对路面“输血”, 从而恢复路表沥青粘附力, 填补微小裂缝和空隙, 防止路表水下渗, 将路面性能维持2~3年时间, 推迟造价更高的养护工程, 提高了道路的经济效益。
1 含砂雾封层主要应用
1.1 于高速公路、干线公路、桥表面、隧道路面的防水层。
1.2 高速公路、干线公路等沥青面层出现细小裂缝、骨料松散、轻微网裂、表层沥青流失等病害处治。
1.3 在次等级公路、高速公路路肩、飞机场跑道和滑行跑道、专用街道及停车场等沥青路面, 可以有效的起到美化表观、防腐蚀、补充沥青损失等作用。
2 技术概述
含砂雾封层是由改性乳化沥青 (或煤沥青基) 材料、陶土、聚合物添加剂、细粒砂 (石英砂或玄武砂) 组成的混合料, 采用专用的含砂雾封层高压喷洒车, 在沥青路面上喷洒形成一薄层, 起到封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用, 并能延缓路面沥青老化、降低沥青面层温度、保持路面抗滑性能, 达到显著改善路面外观、延长路面大中修周期的效果。该工艺可提高路面抗滑性能、避免水损害, 达到保护路面结构, 延长路面使用寿命的目的, 是一种经济有效的预防性养护措施。含砂雾封层适用于表面产生渗水、贫油、微细裂缝、微细网裂等病害及路表面老化严重的高速公路沥青路面养护。
3 技术应用对比
含砂雾封层因含有一定成分的细粒砂, 可相对提高桥面层摩擦系数。传统雾封层施工后, 因只是喷洒一层乳化沥青, 路面摩擦系数会相应降低, 出现光滑等病害引起的抗滑能力不足问题。
含砂雾封层能较好的渗透到面层孔隙和微小裂缝中, 并填封原路面的孔隙, 细粒砂能迅速的渗透到微小裂缝中, 起到填充作用, 有效防止水的下渗。传统雾封层只是乳液下渗, 因没有集料的填充, 对细小的裂缝达不到修复效果。
含砂雾封层补充原有桥面流失掉的沥青并粘接固锁住骨料。因含聚合物添加剂等材料可以延缓路面粘结材料老化, 使路表沥青材料的性能得到一定程度的恢复, 能够保持和加强沥青路面骨料间的粘结力。传统雾封层是通过乳化沥青的破乳成型, 对原路面的骨料起到粘结作用。因其乳化沥青不含聚合物等, 粘结作用比较有限。
含砂雾封层可以补偿原路面的沥青损失, 因其多种成分的合理搭配, 形成了一层很好的路面保护层, 持久耐力。传统雾封层在喷洒施工后, 由于沥青乳液下渗, 表面通车后, 经车轮的来回碾压磨耗, 表面骨料的油膜很容易又被磨耗, 所以对原路表面的沥青补偿极其有限。
含砂雾封层对改善和恢复路面色泽作用持久, 因含砂雾封层的成分较多, 各成分材料的搭配合理, 形成一层密实较好的应力连接层, 对行车车轮的磨耗起到了很好的减缓作用, 因此路面色泽能够持久。传统雾封层因结构材料较为单一, 没有形成一个很好的应力连接层, 经过车轮长期的碾压磨耗作用, 特别是在交通量大, 重交通车辆的持续作用下, 表面色泽会因为磨耗等原因持续减少, 对改善路面的表观作用有限。
含砂雾封层施工后路面亚光, 对驾驶员视线好。多种成分的合理搭配使得路面表面给人感觉很有层次感, 行车平缓舒畅。传统雾封层施工开放交通后, 因为长时间的通行, 乳化沥青形成的细微油膜容易产生反光的作用, 给驾驶员视线造成一定影响。
4 总结
雾封层施工技术 篇6
关键词:喷砂雾封层技术,高速公路,预防性养护
1 前言
近年来, 车流量不断增多, 高速公路长期受重载车辆、超载车辆和自然因素的影响, 使沥青路面的平整度和抗滑力等得不到保障。相关负责人依据具体工程概况, 逐渐将喷砂雾封层技术应用到高速公路预防性养护中, 以恢复路面性能, 充分发挥高速公路的使用优势, 提高整体养护质量。
2 工程概况
某高速公路, 项目全长为75.423km, 行车速度为120km/h。路面结构由以下几个部分组成:18cm3%水泥稳定碎石底基层、36cm6%水泥稳定碎石基层、0.6cm沥青防水层、7cm粗粒式沥青混凝土、6cm中粒式混凝土和5cm中粒式沥青混凝土。该高速公路表层有轻度车辙及路面开裂问题, 路况不佳。经检测之后发现, 该路段存在坑槽、龟裂、纵横裂缝等问题, 路面东部坑槽和裂缝问题尤为严重。
3 原材料要求和配合比设计
3.1 原材料要求
喷砂雾封层施工技术的应用原理是以改性乳化沥青或陶土等为原材料, 与砂进行组合, 形成混合料。具体工程实践中, 借助专用含砂雾的封层高压喷洒车在沥青路面进行喷洒, 使路表面生成薄层, 从而对路面细微裂缝、石料掉落和水分下渗等问题进行有效遏制。同时, 它也能够延长路面使用寿命, 使路面具备良好的抗滑性, 以有效改善路面外观, 达到良好的预防性养护效果。
喷砂雾封层应用中涉及到的原材料主要有乳化沥青、砂、胶乳、水和成膜剂等, 施工人员可依据具体工程诉求, 适当加入添加剂。
(1) 乳化沥青。择取阳离子类型, 并且对乳液的破乳速度具备较高的要求, 以快裂型为宜。相较于普通道路背景下的乳化沥青, 雾封层乳化沥青的乳液粒度比较精细, 技术人员通常使用0.6mm筛孔检测乳液筛上的剩余沥青量[1]。
(2) 改性剂。通常应用SBR乳胶实现改性, 它能够确保雾封层具备较好的稳定性。具体工程实践中的使用量以10%为宜。
(3) 成膜剂。项目负责人和施工人员普遍选用醇类成膜剂, 它能够确保雾封层成型, 并保障乳液的均匀性及稳定性。
(4) 水。需以饮用水标准择取工程用水, 合理控制水的PH值, 使其保持在6-8左右。雾封层混合液配置初期, 需对乳化沥青再生剂和水进行检测, 观察二者是否相容。继而依据比例要求, 在烧杯中对其进行添加, 均匀搅拌, 静止。如果没有出现分层或沉淀情况, 表明水质与施工要求相符。
(5) 添加剂。具体工程实践中, 需要对路面实际情况和整体工程诉求进行考量, 继而在雾封层材料中加入定量添加剂。通常情况下, 缓解剂、促凝剂、再生剂等应用比较普遍, 且应用效果极佳。
3.2 确认洒布量
洒布量确认过程中的主要参考指标是路面粗糙度和渗水情况。通常情况下, 项目负责人和施工人员可将洒布量控制在0.2-0.6kg/m2。首先, 将试验阶段的洒布量作为主要参考指标, 在原路面上选取3个典型的点, 并在各个点上对具体区间进行确定。其次, 在该区间内对雾封层材料进行洒布, 洒布过程中, 要确保其均匀性。完成养护之后, 对该区间的抗滑系数和渗水情况等进行测定。如果与具体工程要求相符合, 可以将该区间洒布量作为具体施工过程中的主要参考指标。
3.3 混合材料要求
雾封层材料的配制难度相对较大。施工人员需结合具体工程背景, 参照相应的比例, 对乳化沥青、砂、成膜剂、乳胶、水和添加剂等进行配置, 保障雾封层材料质量。同时, 技术人员也要对雾封层材料进行存储, 将存储时间控制在1d, 避免出现雾封层沉淀[2]。
4 施工工艺流程
喷砂雾封层主要依靠的是人工喷洒工具及设备。如果路面出现结构性损害, 要先对其进行结构性修补, 继而开展雾封层施工。
4.1 清理原路面
雾封层洒布施工初期, 需要彻底清理原路面, 确保路面上没有泥浆、杂物和浮灰等, 确保路面表层干燥、整洁, 为雾封层施工奠定良好的基础。
4.2 雾封层洒布
(1) 准备材料和设备。施工初期, 需要检查设备和材料, 看其是否准备齐全。也要确保材料与具体施工要求相符合, 并检测雾封层乳液温度、洒布车高度及喷嘴通畅性等。
(2) 雾封层施工和养护。采用专业喷洒设备对雾封层进行喷洒施工, 并依据具体工程要求, 对洒布量和施工速度进行严格控制。施工人员可将洒布量设定为0.5-0.7kg/m2。如果专业喷洒设备不足, 也可采用人工洒布方法, 严格控制洒布过程, 涂刷均匀。施工人员需对路面基层进行清扫, 继而进行初次涂料, 确保沥青表层的毛细孔对涂料进行充分吸收, 并在基层形成防水层。涂料完全干透之后, 实施第二次涂料, 该环节也要将涂料均匀的涂抹到基面上, 严禁出现涂料堆积情况。施工后期路面横向接缝会导致路面修复中出现路面部分多油情况。施工人员可采取以下方法应对:沥青洒布车中的材料即将洒布结束, 要立即进行补料, 并严格控制洒布车位置, 使其退回所停位置之前的2-4m, 铺设油毛毡, 再次开展洒布作业。完成洒布之后, 及时撤走油毛毡。乳液施工过程中, 需要校准喷洒车, 喷嘴直径以4-5mm为宜。对乳液加热温度进行严格控制, 确保其不超过50℃, 并在常温状态下开展喷洒工作。施工人员要依据路面具体情况, 对乳液洒布量进行严格控制。如表1所示, 为雾封层施工质量要求。喷砂雾封层施工过程中, 要对施工区域车流量及行人进行管控, 开展封闭施工, 避免施工过程中受到干扰或污染施工作业区域。完成雾封层洒布之后, 仍需关闭施工区域3-5h, 以保证无缝层破乳成型[3]。
4.3 注意事项
施工过程中, 要保持周边环境及卫生状况良好, 并将路缘石和道路沿线护栏等设施落实到位。完成施工作业之后, 需对施工过程中的垃圾进行及时清扫。如果外界温度和路表面温度分别在10℃和15℃以下, 或阴雨天气, 严禁施工[4]。
5 结语
综上所述, 高速公路预防性养护有助于提高高速公路的整体性能。项目负责人和施工人员要结合具体工程背景, 对喷砂雾封层技术进行合理应用, 并对其原材料选择和配合比设计等进行严格控制, 按照正确的工艺流程开展施工, 提高高速公路整体养护质量。
参考文献
雾封层施工技术 篇7
关键词:有机硅,雾封层,预防性养护,沥青路面
0 引言
目前,我国公路交通建设取得了很大的成就,高速公路通车里程已超过5万km,其中90%以上为沥青路面。在今后一段时期内,我国的高速公路将由以建设为主转变为建设与养护并重,并逐步以养护为主。在这种形势下,研究、开发高速公路沥青路面养护新材料、新技术,实施路面预防性养护是我国高速公路发展的迫切需要。预防性养护是一种在路面状况未出现明显破坏的情况下,采取对现有道路系统进行有计划的基于费用和效益的养护策略。预防性养护在不提高路面结构能力的情况下,能够有效地减少水分进入路面结构内部,保护路面,减缓路面的破坏速率,纠正路面诸如平整度和非荷载性破坏,维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建[1]。
目前广泛应用的沥青路面预防性养护措施有:雾封层、裂缝填封、稀浆封层、微表处理、石屑封层、热拌沥青混合料薄层罩面等。其中,雾封层作为高速公路早期预防性养护最有效的方法之一已在国内推广。它是将乳化沥青、改性乳化沥青或沥青路面养护剂等流体状的材料,经喷洒机械喷洒在沥青路面上,进而达到封闭路面孔隙,稳定松散集料,修复路面老化的预防性养护目的[2]。
有机硅雾封层技术是在沥青路面上喷洒有机硅防水抗油剂的新型预防性养护技术。所用材料由湖北省环宇化工有限公司生产的有机硅树脂沥青路面防水材料,主要由硅树脂溶液、渗透剂和增粘剂组成[3]。有机硅雾封层技术对沥青路面的防护机理是,将有机硅防水抗油剂喷洒在沥青混凝土上面层,利用有机硅防水抗油剂优异的渗透性,渗透进入沥青面层内部,将内部的空隙尤其是微细空隙堵住,后续渗透凝固后,形成一道密实的防水层(见图1)。防水层形成后,水分无法渗入沥青路面结构中,另外还可以有效地阻挡紫外线,从而提高沥青路面的抗水损害、抗紫外老化能力,进而有效改善沥青路面的耐久性,延长路面的使用寿命。
本研究依托广东揭普惠高速公路预防性养护工程,对有机硅雾封层技术在高速公路预防性养护施工工艺进行了研究,并对其应用效果进行了综合分析和评价。
1 应用环境
广东揭普惠高速公路处于南亚热带气候区域,雨量十分充沛,年平均降雨量在1600~2000 mm,公路全长86.559 km,为双向4车道布置。由于高速公路所在区域雨水充足,车流量较大,在通车2年后,部分路段出现坑槽等严重的早期病害,其产生的原因是病害路段路面空隙率较大,雨水渗入沥青路面。为了防止路面进一步破坏,改善其路用性能,对高速公路进行了预防性养护施工,其中在JPAK5+000~25+000路段上采用了有机硅雾封层技术。
2 施工工艺
2.1 面层处理
(1)将面层表面的浮土、走砂、污垢及其它附着物清除,否则易导致涂膜破坏,影响防水抗油剂与沥青的粘结性能。
(2)保持面层干燥,若潮湿,待其干燥后再进行施工。
2.2 喷洒工艺
(1)分2次间歇式喷洒,第1次沿行车方向喷洒,施用量为150~200 g/m2。为提高抗滑能力,渗透后立即撒石屑和橡胶粉,m(石屑)∶m(橡胶粉)=7∶3,混合物撒布量为300~600 g/m2,要求撒布均匀、无堆积。
(2)待固化养生1~3 h后,第2次沿逆行车方向喷洒,施用量为100~150 g/m2,用来加强石屑和橡胶粉的粘结,防止行车散失及封堵孔隙,然后再养生3~4 h(视环境温度而定)即可通车。图2为有机硅雾封层前后路面的表观状况。
2.3 施工注意事项
(1)当地表温度低于5℃或者路面潮湿时,不宜施工。
(2)道路路面养护的喷洒总用量为250~350 g/m2,具体要视道路表面的粗糙程度、沥青路面的使用状况和年限而定。
(3)雾封层固化时间与气候、温度和施用量有关。
3 应用效果分析
测试该路段使用有机硅雾封层前后渗水能力及路用性能,通过对比分析评价有机硅雾封层在沥青路面上的应用效果。
3.1 抗渗效果
雾封层的主要作用是提高沥青路面的抗渗能力,本研究选取一段1000 m渗水比较严重的路段(JPAK6+000~JPAK7+400)中5个间隔200 m的测试点,作施工前后的对比来评价其抗渗效果。图3为施工前后此路段的渗水系数。
从图3可以看出,施工前此路段渗水比较严重,普遍超过150 m L/min,有机硅雾封层施工后,该路段的抗渗水能力得到了极大的改善,路面几乎不渗水,同时,在路面使用2个月后,路面仍然不渗水,这也表明有机硅树脂渗入路面表层,堵住了表面的微细空隙,提高了路面的抗渗能力。对比分析表明,有机硅雾封层具有优异的抗渗效果,有效地解决了此路段渗水严重的问题。
3.2 抗滑效果
雾封层技术降低沥青路面的抗滑能力是一个普遍存在的问题。在施工中通过采取撒石屑和橡胶粉的方法改善路面抗滑问题,取得了良好的效果。
根据JTJ 059—95《公路路基路面现场测试规程》,采用手工铺砂法和路面摆式摩擦仪对路面宏观构造深度和摩擦系数分别进行测量。我国现行《公路沥青路面设计规范》规定:年平均降雨量大于1000 mm的区域,高速公路或者一级公路须满足路面构造深度TD≥0.55 mm,摩擦系数≥42 BPN[4]。本文选取了5个间隔1000 m的点的施工前后数据作对比,如表1、表2所示。
mm
BPN
从表1、表2可以看出,有机硅雾封层施工后沥青路面的构造深度和摩擦系数指标都优于规范要求,路面使用2个月后,影响路面抗滑能力下降的表层有机硅树脂会在与车轮、石屑和橡胶粉的摩擦过程中剥落,使得路面的构造深度和摩擦系数都与施工前差别不大,均能满足路面抗滑指标的要求,同时也表明施工中采用铺撒石屑和橡胶粉的工艺能很好地改善雾封层后路面抗滑能力下降的问题。
3.3 沥青路面状况指数(PCI)
PCI是表征路面损坏状况的指标,它是综合路面的损坏类型、损坏严重程度和损坏密度情况计算得到的百分制数值,表3为路面破坏状况评价标准。使用有机硅雾封层的路段在2个月后,经广东省交通检测中心调查计算,路面的平均PCI值大于85,属于优级水平,表明采用有机硅雾封层的路面状况优良,达到了预防性养护目的。
3.4 总体效果评价
采用有机硅雾封层的揭普惠高速JPAK5+000~25+00路段,经广东省交通中心检测能形成约5 mm厚的防水层,防水效果显著,抗滑性能完全满足使用要求,各测点的路用性能优良,达到了预期的预防性养护的目的。
4 经济效益分析
表4介绍了几种常用雾封层技术的成本。
从表4可以看出,有机硅雾封层价格与其它路面预防性养护技术,如CAP雾封层、HAP雾封层等相比稍高,但是有机硅树脂兼具无机材料、有机材料的双重特性[5,6],与其它的养护材料相比具有优异的化学稳定性和耐久性,另外有机硅雾封层还具有施工工艺简便,开放交通时间短等优点。采用有机硅雾封层后,可以延缓路面中修3~5年,延缓路面大修5~7年,具有一次投入,长久受益的优势,减少了后期二次养护或者重修的投入,从长远来看具有突出的经济效益优势。
5 结语
有机硅雾封层技术是一种新型沥青路面预防养护技术,创新性地将具有优良特性的有机硅树脂应用于交通领域,通过在广东揭普惠高速公路上的应用,其优良的耐久性、抗渗性能、施工工艺简便及良好的社会经济效益等特点得到了体现,与其它的沥青路面雾封层预养护技术相比有其独特的优势,是今后一段时期内具有推广意义的路面预防性养护技术。
参考文献
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[3]吴少鹏,李波.沥青路面防水抗油剂的研究与应用[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2005,29(5):663-666.
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[5]幸松民,王一璐.有机硅合成工艺及产品应用[M].北京:化学工业出版社,2005.
雾封层施工技术 篇8
关键词:雾封层,老化沥青,黏度,掺量
雾封层技术是将高渗透性乳化沥青(一般喷洒量为0.23~0.45 L/m2)、专门的防护再生剂及细集料等混合成稀浆状材料,使用专用喷洒设备将稀浆呈雾状喷洒在旧的沥青混合料路面上。雾封层这种养护措施对结构强度没有贡献,但是能更新或还原表面已氧化的沥青膏体,增强路表沥青黏附力,填封微小裂缝,防止路表水的下渗,降低通过疲劳裂缝而引起的水损坏,增加表面粗糙度,提高路面抗滑、抗渗性能等,从而延长路面使用寿命、节约养护资金[1,2,3]。
1 试验用原材料
1.1 老化沥青
试验采用的沥青为SBS改性沥青,并在163℃条件下,对其进行5 h薄膜烘箱老化。SBS改性沥青老化前后的基本性能见表1。可见改性沥青的各项指标均发生变化:软化点、针入度升高,5℃延度降低,135℃的运动黏度升高。这就说明,经过薄膜老化以后,沥青变硬、脆性增加的同时,黏度有所提高。这种特性的变化对于沥青路面的抗车辙性能是有利的,但低温性能的降低则容易导致沥青路面在低温的环境条件下产生微细裂缝,使得水分容易进入路面内部,从而加速沥青路面的水损害。
1.2 4种雾封层材料
本次试验采用了4种雾封层材料(TL2000、金熊油、沥再生、科宁)进行试验,采用布氏黏度仪测定4种雾封层材料的黏度(见表2)。可见在较小温度变化情况下,4种雾封层材料的黏度大小关系为:TL2000>金熊油>沥再生>科宁。
2 掺配工艺
为了更好地模拟现场,使雾封层能与沥青更均匀地溶合,在进行室内试验研究时,采用对老化沥青进行刻槽,在常温下涂抹雾封层材料的方法。经检验此种掺配效果良好,4 h后雾封层材料已基本能渗入到沥青内部。
以颜色比较明亮的金熊油为例,随时间的增长,涂在老化沥青表面的金熊油的颜色明显变淡,标志着雾封层材料基本渗入到沥青内部。
3 雾封层材料对老化沥青黏度的影响
由于沥青的常规性能指标(针入度、软化点以及延度等)与沥青的流变指标(如黏度等)有密切的关系,因此应用流变参数来分析沥青再生的机理容易理解。现在欧美国家也都应用黏度指标来控制再生沥青的性能。
SHRP新的试验方法提供了通过流变参数的测量计算沥青胶结料性质的方法。Brookfield旋转黏度计可以通过计算剪切速率和剪应力又快又容易地测量沥青高温黏度。
针对4种不同的雾封层材料,选择不同的掺量加入老化沥青中,在室温下放置24 h,测定135℃的运动黏度,并绘制雾封层材料掺量—黏度曲线(见图1)。不难看出,不同掺量的再生效果是不一样的:
1)随着掺量的增大,再生沥青的黏度减小幅度从小到大依此是:沥再生、金熊油、TL2000、科宁。与4种雾封层材料自身的黏度对比可以发现,再生沥青的黏度与雾封层材料的黏度之间并没有明显的相关关系。这说明,雾封层材料与老化沥青之间的溶合反应是决定再生沥青性能的重要原因。
2)对于沥再生,当其掺量<4%时,再生沥青的黏度变化很小,只有持续增大用量,才能带来比较明显的效果。
3)对于金熊油,其掺量与再生沥青黏度基本呈现线性关系,其效率要超过沥再生的初始斜率。
4)TL2000和科宁雾封层材料对再生沥青的黏度改变具有类似的规律,即随着雾封层材料的增加,再生沥青的黏度也降低,但是黏度降低的幅度随着掺量的增加而逐步减小。如科宁再生剂,当掺量超过4%,其黏度的降低已经不明显。
4 雾封层对沥青三大基本指标的影响
为了方便4种雾封层材料的再生性能进行对比,结合试验曲线,在要求再生沥青的黏度与实际路面再生沥青黏度接近的前提下,分别确定了4种雾封层材料的掺量(见表3)。在这里,选取路面经过再生后的沥青黏度为1.8~1.9 Pa·s。可以看出,在达到同样黏度的情况下,科宁的掺量最小,而沥再生的用量最多,达到10%。
根据选定的再生沥青黏度值确定的再生剂掺量,并在室内进行黏度测试,其结果相差小于0.1 Pa·s。试验结果说明这4种再生沥青已达到相近的流变状态,可以进行横向的对比试验。分别将金熊油(8%)、沥再生(10%)、TL2000(4%)、科宁(1.2%)4种雾封层材料掺入到老化SBS改性沥青中,按照JTJ 052—2000《沥青及沥青混合料试验规范》,测定4种再生沥青的针入度(25℃)、软化点、延度(5℃),并与未掺雾封层材料的老化SBS改性沥青进行对比,试验结果见表4。
对比4种雾封层材料对老化沥青的性能改善,可以看出如下几点:
1)对于针入度指标,10%沥再生可以将老化沥青的针入度从56.4提高到77.2,提高了接近36.9%,而4%的TL2000仅提高12.4%左右。
2)对于软化点指标,10%沥再生的改善效果最明显,将老化沥青的软化点从89.6降低到71.3,降低了近20.4%;而1.2%的科宁改善效果较小,仅降低了软化点13.4%。从该项指标的改善效果看,4种雾封层材料的改善效果相差并不大。
3)对于延度指标,10%沥再生对老化沥青的改善最明显,可以将老化沥青的延度从31提高到44,即提高了约41.9%;8%金熊油改善效果最小,只提高了约9.7%。
5 结语
1)通过试验研究,发现不同的雾封层材料对于老化沥青的黏度以及三大基本性能都有不同程度的改善。
2)通过研究发现,达到同样的黏度,科宁的掺量最小,而沥再生的掺量最高。
3)总体而言,随着雾封层材料用量的增加,老化沥青的黏度逐渐减小,但当用量达到一定程度以后,这种改善效果逐渐降低,所以对每种雾封层材料而言,都存在一个经济掺量。
参考文献
[1]杨明,苏卫国.预防性养护雾封层措施试验路工程实践[J].公路,2006(11):205-210.
[2]汪成夫,杨斌,栗多品,等.雾封层设计与施工[J].公路交通技术,2007(3):36-38.
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