武都至罐子沟高速公路位于陇南市,是兰州至海口国家高速公路大通道在甘肃境内的重要组成路段,是甘肃规划的“四纵四横”公路网主骨架中的第二纵,是甘肃通往四川省、重庆市以及出海通道的南出口公路,也是西北地区与西南地区联系最为便捷的交通要道。武罐高速是甘肃首次采用滑模摊铺技术铺筑的大段落(80km)水泥混凝土路面。自2013年建成通车以来,沿线部分连续长下坡路段的隧道水泥混凝土路面,在交通荷载的重复碾压作用下,路面表面出现了不同程度的磨光现象,抗滑性能明显下降,隧道路面的“镜面效应”给行车安全带来了安全隐患。为改善隧道水泥混凝土路面抗滑性能和服务质量,陇南公路管理局通过调研分析,在玉皇隧道、西秦岭隧道出口等段落采用了嵌固抗滑表处新型预防性养护技术。
1、技术方案
1.1、配套技术
嵌固抗滑表处技术采用高性能纳米级的双组分热固性材料作为固结料,常温下各组分为液态,混合后表面张力急剧降低,在常温下发生交联反应而固化;材料固化前具有较好的流动性和渗透性,能自流渗入界面孔隙并迅速固化;固化后分子间形成稳固的三维网状结构,具有较好的稳定性和超强的黏结力,能够与原路面形成整体结构。考虑到隧道水泥混凝土路面表面致密、抗滑性严重不足,同时保证嵌固抗滑表处层与水泥混凝土路面的层间黏结性,项目采用精铣刨处治+嵌固抗滑表处配套技术方案。精铣刨处治主要用于提升隧道水泥混凝土路面的宏观和微观构造度,改善了路面平整度,为嵌固抗滑表处提供一个良好的结合界面;高性能纳米级热固性材料嵌固抗滑表处层,主要用于提升路面的抗滑性和防水性能。
1.2、组成材料
嵌固抗滑表处的固结料由水性环氧乳液A组分,胺类固化剂B组分和乳化沥青按一定比例混合而成;抗滑集料是按一定级配混合而成的金刚砂,其公称粒径范围为0.3~0.6mm;经检测项目所用材料均满足技术要求。
1.3、环保性检测
嵌固抗滑表处材料本身安全无毒不含有毒过氧化物或重金属,对空气、水、土壤无污染,是一种非常环保的水性材料。
2、施工控制
嵌固抗滑表处采用半幅封闭施工,首先对水泥混凝土路面进行精铣刨处治,再对水泥混凝土路面的纵缝、胀缝及施工缝进行灌缝处理,同时对路面局部破损进行修补,最后采用全自动智能化专用封层车将固结料及抗滑集料同步喷洒在路面上,经自然风干形成路面表面处治封层。
2.1、精铣刨处治
精铣刨具有刨鼓刀头布置密集、刀间距小的特点,精铣刨深度控制在80~100mm,在原水泥混凝土路面上形成一个新的、具有细密纹理的表面,从而增加路面的摩擦力。隧道是一个相对封闭的空间,水泥混凝土路面精铣刨后,隧道内粉尘较大,铣刨降温用水和降尘用水必须充足,同时应严格按照养护安全技术规范要求设置作业区。隧道水泥混凝土路面精铣刨后清扫工作非常重要,若清扫不干净、不彻底,遗留碎料及粉层在车轮的碾压下将弥漫隧道,具有很大的安全隐患,同时对嵌固抗滑表处层黏结性不利。因此,要求清扫车必须反复多次清扫,最后由人工清理边角,确保铣刨后的表面洁净、干燥。精铣刨施工过程中,同一铣刨区间必须保证连续作业,废料运输车辆须服从现场施工员指挥,运输沿途不洒料。铣刨时严格控制下刀深度,不同铣刨区间的衔接过渡段不得出现明显错台现象,铣刨后保证路面纵向、横向平顺、表面形成纹理均匀一致。
2.2、嵌固抗滑表处
嵌固抗滑表处采用专用封层车喷洒作业。洒布前,将满足技术要求的抗滑集料及液体粘结料装入标定好的洒布车内,将洒布车开至施工起点处,根据施工路段的路幅宽度,调整摊铺槽宽度;当粘结料注满摊铺槽容积的二分之一以上时,以1.5~3km/h的速度匀速行驶,粘结料和抗滑集料保持同步均匀洒布,洒布厚度控制在1mm。当洒布车内任何一种材料快用完时,应立即关闭所有输送材料的阀门,停止前进,充分补充料源后方可继续作业。根据隧道水泥混凝土路面精铣刨处治情况,确定喷洒遍数为2遍,喷洒量为0.7~0.8kg/m2。洒布施工末端和新开始端接缝(横缝、纵缝)处铺设铁皮,人工处理接缝并及时对多余的材料进行清理,保持接缝平顺。由于隧道内温度相对较低,空气流通差,养生时间应予以适当延长,每一遍施工结束后养生不宜少于18h,嵌固抗滑表处洒布后,在开放交通前禁止一切车辆和行人通行。
2.3、表处效果检测
经检测结果表明,武罐高速隧道水泥混凝土路面嵌固抗滑表处封层无起皮、脱落现象,黏结效果良好,可以看出,该技术在改善隧道路面美观度的同时,有效提高了原路面的抗滑性能。
3、结语
嵌固抗滑表处是一种用于改善道路表面防水、抗滑、耐磨的表面功能层。对于水泥混凝土路面而言,由于路面构造深度较小,抗滑表处粘结料与路面接触面积不大,精铣刨处治工艺及效果尤为重要,对嵌固抗滑表处的黏附性、耐久性影响较大。通过对现场观测表明,实施后总体上达到了预期效果,显著改善了路表美观度,提高了路表抗滑性能,但在水泥混凝土路面上的使用寿命和耐久性还需要进一步观测分析。
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