馬麗芙
(龍建路橋股份有限公司第七分公司,黑龍江 哈爾濱 150009)
在公路施工過程中,水泥穩定基層強度的增長對濕度的要求極為嚴格,水泥穩定基層的凝固是一個水化熱反應的過程,如果水分缺失會導致水泥穩定基層凝結后的強度和耐久性大大降低,所以在水泥穩定基層攤鋪壓實之后,一定要嚴格把控水泥穩定基層表面的濕度,保證水化熱反應效率和時間,盡量延長該過程,從而保證其強度以及施工質量。考慮不同地區受氣候、地形條件限制,施工水源難以保證,故尋求既節約用水、綠色施工,又保證基層強度質量不降低,進而將霧化覆膜基層養生法作為新方法提出應用。
(1)7 d標養法:目前公路水泥穩定基層施工過程中的養生工作主要應用的是7 d養生法,主要過程即在水泥穩定基層初凝后覆蓋土工布,之后由人工在覆蓋土工布的基礎上進行連續不斷的灑水工作,該工作為期至少7 d。7 d標養法作為在用方法弊端如下。
①在基層攤鋪壓實完成后基層表面失水泛白這時使用傳統灑水方法,灑水車噴水的沖擊力會使基層表面的細集料和水泥漿液流失掉,只能用土工布覆蓋,從覆蓋到灑水養生的大約5 h時間,時間過長造成基層表面失去強度,留下質量隱患。
②覆蓋土工布后水泥穩定基層在保水養生時表面水分會持續的蒸發,造成水之源浪費,成本增加。
③傳統灑水的精度不能保證水泥穩定基層表面養生用水覆蓋的均勻程度。
④水資源及用工的消耗量過大。
(2)其他還有乳化瀝青稀漿封層法、滴灌技術法等,也在水穩基層養生施工中應用,但受施工條件限制,不適宜本年內長期大風地域施工。
(1)高分子養護劑:在成型的基層,一次性噴灑足量水,噴灑高分子養護劑,養護劑中高分子與空氣分解形成薄膜包裹基層,防止水分蒸發。優點一次完成,不存在后期養護,節省人工、材料;缺點是養護劑較全程水養護成本高,噴灑需要專業技術工人、設備,且受環境限制,如風沙區域不適合。
(2)透油層+稀漿封層:基層碾壓成型,表面稍干燥但尚未硬化的情況下先灑布透層油,透層深度5~10 mm,透層施工24 h后,狀態為透層破乳,表面干燥后,緊接鋪筑稀漿封層。優點可以很好的保證養生效果,施工工序更合理;缺點:透層油灑布深度不夠,易起皮,不能起到固結、聯結、防水等作用。透油層+稀漿封層屬二次銜接工藝,非專業隊伍操作施工有難度。
(3)類似我國“7 d標養法”,水養后,采用覆蓋物材料不同。
隨著國家大面積公路工程開發、修筑,常規水穩養生法已不能滿足各地區施工條件限制特點。必須尋求一種新的既節約用水、綠色環保又保證基層質量強度的養生方法,為此設計三種實施方案:
(1)霧化覆膜基層養生法:①改裝霧化噴灑水車尺寸,覆膜裝置安裝位置及塑料薄膜最佳尺寸、厚度;②原理:將水車進行改裝,車前置清除雜物裝置,車后上半部置布膜裝置,下半部置霧化噴淋水籠頭。在基層試驗段,進行霧狀噴灑后采用超寬塑料薄膜包裹或采用養生棚,7 d內封閉養生,不擾動、不進行二次噴灑。
(2)管線噴淋養生棚法:①制作小型養生棚尺寸,管線、噴點布設,②平米用水量計算。
(3)管線噴淋覆膜法:①制作小型養生棚尺寸,管線、噴點布設,②一布一膜或兩膜組合的最佳方案。
經過一階段室內試驗室試驗:
(1)管線噴淋養生棚法:優點:可重復利用養生棚,經濟上減少材料消耗,降低成本;弊端:施工長度受養生棚限制,施工速度不快。
(2)管線噴淋覆膜法:優點:解決了原有土工布水分受熱蒸發。弊端:管線布設長,必須保證水源充足,產生白色垃圾。經濟分析,與傳統方法比較成本差異不大。
(3)霧化覆膜基層養生法:優點:保證基層強度,同時無后期養護管理等工作,經濟上減少人工、節約成本。弊端:覆膜設備設計存在多次反復更改、應用的可能。
霧化覆膜基層養生法,是解決節水、環保及大風天等惡劣條件施工的課題。經過前一階段室內試驗室試驗,與7 d養生法模擬比較,在強度上比7 d養生法效果好,工藝簡便,有繼續研究且在施工現場應用驗證的必要。
前期在黑龍江省大慶市臥白項目試驗室進行模擬試驗,開電風扇模擬施工現場大風天環境,對一組試塊進行水壺噴霧養生,一組試塊進行七天標準養生。七天后試驗數據比對:同數量噴霧試塊強度均高于七天標準養護試塊,且一次噴霧包裹養生后,不需要人工后期養護、天天水養。

表1 霧化覆膜基層養生法與7 d標養法比對涎流冰防治示意圖
霧化覆膜基層養生法經過內蒙北銀根331(沙漠缺水區)、黑龍江臥白(高寒堿土地區)、四川遂寧訕景觀帶(干熱旅游區)3個特色工程項目的應用,可體現在如下方面效果。
(1)霧化覆膜基層養生法技術效益:快捷、簡便的基層養生工藝。達到同行業養生用水最低水平,比傳統施工基層養護方法更先進,更易施工。
(2)霧化覆膜基層養生法經濟效益:節材、節能、高效、高質量,節約施工成本。達到節水50%以上,達到節水與水資源利用的目標,提高水泥穩定基層養生效率,避免重復灑水施工;降低人工費用50%、油耗降低50%以上,達到節能與能源利用的目標。比傳統施工基層養護方法節約水能、覆蓋材料;節約7 d灑水車所耗燃油,節約人工后期養護成本。
(3)霧化覆膜基層養生法社會效益:編制技術應用總結。為同行業提供技術參考與借鑒、互通有無。
(4)霧化覆膜基層養生法成果效益:可總結出養護工藝技術總結研究報告、申請省級以上科技創新等獎項、發表技術論文供同業借鑒,技術交流。
霧化覆膜基層養生法相關資料在國外資料查不到,國內可借鑒的經驗少,技術不夠成熟,霧化覆膜基層養生法開展處于摸索、總結、修正等技術風險中。
由于目前公路交通基礎設施建設逐漸增加,資源匱乏,施工速度需求日益激烈,勢必推進新技術新材料新應用的發展。霧化覆膜基層養生法研究成果,實用型廣泛,市場應用前景廣闊。
霧化覆膜基層養生法得出一項既節約水資源、綠色環保、適宜各類氣候、地域施工環境,又滿足水穩基層性能要求的新基層養生方法,達到一體化作業,在施工中節約材料成本,加快進度,降低總成本。目前國內還沒有此類的科研課題,在國內基層領域是一個空白,霧化覆膜基層養生法成功應用可以是填補國內在水穩基層養生工藝方面的新流程。