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樹脂薄層加鋪工藝及質(zhì)量控制研究

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樹脂薄層加鋪工藝及質(zhì)量控制研究

摘要:改性樹脂薄層隨著路用時(shí)間增長,面層骨料出現(xiàn)磨損、污染等問題,路面抗滑性能明顯下降。因此,需要通過加鋪樹脂薄層提升原路面的抗滑性能及行車舒適性能,結(jié)合工程案例,對改性樹脂薄層加鋪工藝質(zhì)量控制進(jìn)行了針對性的研究。通過采用機(jī)械攤鋪車加鋪改善面層施工質(zhì)量,并經(jīng)過路用測試表明加鋪后的改性樹脂薄層摩擦系數(shù)穩(wěn)定在87,構(gòu)造深度穩(wěn)定在1.12mm,完全滿足路用需要。

關(guān)鍵詞:改性樹脂薄層;加鋪;施工工藝;質(zhì)量控制;抗滑

1概述

改性樹脂薄層為廣東建科交通工程質(zhì)量檢測中心有限公司自主研發(fā)的綠色養(yǎng)護(hù)新材料,以改性環(huán)氧樹脂為膠粘劑、特制耐磨碎石為骨料組成的一種道路工程鋪裝材料,其具有厚度薄、抗滑性、與基面粘結(jié)強(qiáng)度高、防水、耐老化和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)[1~4]。目前廣泛應(yīng)用于公園綠道、城鎮(zhèn)交通環(huán)形路段、高速公路出入口、匝道、彎道、隧道口等特殊路段進(jìn)行路面升級抗滑改造[5~7]。目前樹脂薄層材料在廣東、湖南、廣西等省的多條高速公路及城市道路上得到大面積的應(yīng)用,累計(jì)鋪裝面積達(dá)到近15萬m2。樹脂薄層最早施工應(yīng)用目前已滿6年,一方面,隨著使用年限的增加局部路段逐漸出現(xiàn)老化、剝落及磨損等問題;另一方面,隨著使用部分路面面層污染嚴(yán)重,路面美觀性警示性下降[8~10]。針對以上問題,本文旨在通過對加鋪樹脂薄層施工工藝及質(zhì)量控制的研究,探討路面的施工工藝,通過路面加鋪抗滑樹脂薄層提升路面應(yīng)用性能、安全性能、延續(xù)產(chǎn)品生命周期和對路面進(jìn)行美化升級改造,促進(jìn)路面養(yǎng)護(hù)行業(yè)的發(fā)展。

2主要材料性能

2.1改性環(huán)氧樹脂膠

本文所用的環(huán)氧樹脂膠粘劑為廣東建科交通工程質(zhì)量檢測中心有限公司自主研發(fā)的雙組分膠粘劑,由A、B雙組分組成,主要性能指標(biāo)如表1所示。

2.2耐磨骨料

通常高速公路重載交通路段改性樹脂薄層所用的耐磨骨料單位粒徑為(1.18~4.75mm),其級配為粒徑1.18~2.36mm的含量為35%,粒徑2.36~4.75mm的含量為65%,且要求骨料干凈、干燥、表面粗糙、無雜色,具體技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

3既有樹脂薄層施工案例分析

廣西某高速公路原面層為既有樹脂薄層攤鋪,目前已應(yīng)用6年,對其路面進(jìn)行檢測與調(diào)查表明,面層骨料磨損較明顯,抗滑性能下降,摩擦擺值(BPN)僅為50,構(gòu)造深度為0.70mm,拉拔結(jié)果顯示為粘結(jié)強(qiáng)度為1.5MPa,破壞形式為水泥混凝土破壞,結(jié)果表明膠結(jié)料未老化,僅為骨料磨損,項(xiàng)目跟蹤測試如圖1~圖2所示。根據(jù)測試結(jié)果及經(jīng)濟(jì)成本分析,決定對既有樹脂薄層加鋪改性樹脂薄層,提高路面的抗滑性能和應(yīng)用性能。目前我司主要采用自動(dòng)化多功能薄層攤鋪車施工,施工工藝流程主要包含施工前準(zhǔn)備、既有樹脂薄層基面處理、攤鋪車施工、養(yǎng)護(hù)、骨料清掃等步驟,具體施工內(nèi)容如下:

3.1施工前準(zhǔn)備

施工前應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行前期調(diào)研,確認(rèn)現(xiàn)場是否滿足施工條件可進(jìn)行施工,同時(shí)針對施工難點(diǎn)或技術(shù)問題做好相應(yīng)預(yù)案。⑴對既有的樹脂薄層面層現(xiàn)場情況跟蹤調(diào)研,進(jìn)行構(gòu)造深度及表面破損等情況進(jìn)行調(diào)研,如有剝落,記錄剝落位置及情況,根據(jù)實(shí)際調(diào)研結(jié)果制定詳細(xì)施工方案;⑵對于既有的樹脂薄層粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行拉拔測試,分析基面老化程度;若測試結(jié)果顯示,樹脂薄層已經(jīng)發(fā)生老化,對于既有樹脂薄層需要銑刨鏟除,重新處理基面再進(jìn)行鋪裝;⑶對于環(huán)境溫度氣溫低于10℃或下雨天或基面含水率超過8%時(shí),應(yīng)停止施工,待條件達(dá)標(biāo)后再行施工。

3.2基面處理

對既有樹脂薄層面層采用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)吹掃方式進(jìn)行清掃,無須使用拋丸及大型打磨機(jī)處理基面。針對面層存在油性污跡、淤泥堆積等污染情況,需用鋼絲刷打磨機(jī)進(jìn)行局部打磨處理,用高壓水槍清洗局部,最后再用高壓風(fēng)將基面再吹掃2~3遍;對于存在的板縫或裂縫,首先清理干凈,并用破損修補(bǔ)材料進(jìn)行修復(fù),對修補(bǔ)好的面層拉毛,使得與加鋪的樹脂薄層粘接效果更好。

3.3配膠及鋪膠

3.3.1施工參數(shù)設(shè)定對于高速公路、長直城鎮(zhèn)道路等大面積區(qū)域施工,需采用攤鋪車進(jìn)行機(jī)械加鋪覆蓋面層,通過設(shè)定機(jī)械攤鋪車的速率、膠水用量、骨料用量、膠水比例等進(jìn)行加鋪??刹捎霉こ虜備佨囘M(jìn)行機(jī)械施工作業(yè),提高作業(yè)效率。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際施工要求,系統(tǒng)設(shè)置10m/min的行駛速度,調(diào)試骨料出料閘門大小,設(shè)定輸出骨料量約6~8kg/m2,膠水用量1.6~1.8kg/m2。根據(jù)室外環(huán)境溫度,設(shè)置儲(chǔ)料罐的溫度,對于冬季施工可進(jìn)行儲(chǔ)料罐加熱原料,提高固化速率。最后,通過設(shè)定轉(zhuǎn)速,對改性樹脂薄層膠結(jié)料A、B組分進(jìn)行計(jì)量稱重,并確認(rèn)比例是否準(zhǔn)確;為保證施工區(qū)域整潔起終點(diǎn)均鋪設(shè)彩條布,防止施工區(qū)域外受污染,多功能薄層攤鋪車施工如圖3所示。3.3.2機(jī)械施工膠水混合質(zhì)量分析人工/機(jī)械膠液混合后性能對比如表3所示,通過對不同的膠水混合方式對比固化物的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率,結(jié)果顯示人工混合膠液拉伸強(qiáng)度均在18MPa以下,延伸率則僅為27.15%左右,而且方差明顯更大;機(jī)械混合膠液拉伸強(qiáng)度達(dá)到20MPa,延伸率則達(dá)到47.94%,與實(shí)驗(yàn)室抽真空除氣泡后的理想結(jié)果相近,良好的柔韌性可以提高樹脂薄層材料的耐久性[6]??梢?,采用多功能攤鋪車進(jìn)行機(jī)械混合的膠液質(zhì)量是要優(yōu)于人工施工的。

3.4養(yǎng)護(hù)及骨料回收

施工完畢待樹脂膠結(jié)料固化后,在開放交通前對表面多余的石料進(jìn)行回收,采用掃地機(jī)進(jìn)行骨料清掃,清掃時(shí)間控制在開放交通前1~2h進(jìn)行,回收的石料經(jīng)除塵處理后可繼續(xù)使用。因環(huán)氧樹脂薄層材料養(yǎng)護(hù)時(shí)間與溫度有較大的關(guān)系,因此養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于規(guī)定的相應(yīng)溫度下的養(yǎng)護(hù)時(shí)間(見表4)。

3.5路用性能評價(jià)

通過對既有樹脂薄層路面加鋪樹脂薄層路面,既可以滿足抗滑需要、又可滿足道路美觀、路用安全性能[2]。在施工結(jié)束后、應(yīng)用1個(gè)月和3個(gè)月后分別進(jìn)行路面抗滑檢測,測試如圖4所示。加鋪樹脂薄層后擺式摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度隨使用時(shí)間的變化如表5所示,由表5可知,隨著使用時(shí)間的增加,擺式摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度均呈逐漸降低后平穩(wěn)的趨勢。開放交通早期(0~3個(gè)月)隨著時(shí)間的延長,加鋪抗滑面層未粘接牢固的骨料逐漸脫落,面層的抗滑性能明顯下降,后期抗滑性能逐漸穩(wěn)定,摩擦系數(shù)BPN穩(wěn)定在87,構(gòu)造深度穩(wěn)定在1.12mm,完全滿足路用需要,加鋪后的樹脂薄層路面具有較好的行車安全性能[4]。

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作者:陳林聰 吳迪 韓亞芳 單位:廣東建科交通工程質(zhì)量檢測中心有限公司

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