土工合成材料在常發性浸水公路路堤養護中的應用

劉燁

（甘肅省嘉峪關公路事業發展中心，甘肅 嘉峪關 735100）

0 引言

土工合成材料具有優秀的物理和化學性質，能夠有效提高路堤的穩定性和抗浸水性能，在經常發生浸水的公路路堤維護中有較大的應用價值。文章基于具體的項目實踐，介紹了水性環氧樹脂乳化瀝青材料在經常發生浸水的公路路堤維護中的應用，并對其應用效果進行評價，希望為公路工程領域的相關研究和實踐提供一定的參考和借鑒。

1 常發性浸水對公路路堤造成的危害

路堤是公路的基礎和支撐，然而在常發性浸水路段，在雨季或者暴雨天氣，路堤經常被淹沒在水中，這種情況會對公路路堤造成很大的危害，會影響路基路面的質量安全。

1.1 威脅路堤的穩定性

路堤被淹沒在水中時，水會滲透到路堤內部，導致路堤的穩定性受到嚴重影響。常發性浸水會導致路堤內部土壤飽和，進而影響路堤的承載能力。土壤飽和會使路堤的質量增加，從而增加路堤的壓力，導致路堤沉降和變形。當路堤沉降和變形超過一定限度時，會導致滑坡、崩塌和決口等現象，直接影響公路通行和安全，甚至可能引發災害性事件[1]。

另外，當水滲透到路堤內部時，會將路堤內部的土層沖刷掉，導致路堤內部的土層變得比較松軟，使路堤的承載能力降低，從而增加路堤變形和沉降風險，影響路堤穩定性和安全性。

1.2 加劇路堤土壤的侵蝕程度

在雨水沖刷和侵蝕作用下，路堤土壤中的養分和植物會被帶走，導致路堤上的植被減少，甚至消失，這會導致土壤的穩定性變差，進一步加速路堤侵蝕和破壞，隨著侵蝕的加劇，土壤質量不斷下降，會影響路堤的穩定性和安全性[2]。

2 水性環氧樹脂乳化瀝青材料在常發性浸水公路路堤養護中的應用

2.1 項目概況

某高速公路K73+210—K73+680 路段地處常發性浸水地帶，長時間浸泡和侵蝕已經嚴重影響了路堤、路基和路面的穩定性和安全性。由于長期受到浸水的影響，路堤、路基土壤已經變得非常松軟，路堤的抗滑性和承載能力已經大大降低，路面裂縫、坑洼、龜裂等現象嚴重，這不僅會影響公路通行的安全性和使用壽命，還會增加公路維護和修復成本，加重財政負擔。

2.2 水性環氧樹脂乳化瀝青材料在常發性浸水公路路堤養護中的應用要點

2.2.1 施工準備

（1）材料準備

水性環氧樹脂改性乳化瀝青是一種新型的路面養護材料，由水性環氧樹脂、固化劑、乳化瀝青和水等材料組成，該材料常溫下為可流動的液體，固化破乳后水性環氧樹脂與瀝青共同形成具有空間網狀結構的高強度固化物。該材料具有乳化瀝青與水性環氧樹脂各自的優點，能有效改善路面的水穩定性、抗滑性能、抗磨耗性能等。

該工程采用的乳化瀝青為陽離子慢裂快凝型乳化瀝青，具有良好的穩定性和黏度控制性能，能夠在常溫下迅速凝結，并形成穩定的乳液[3]。在施工過程中，乳化瀝青可以有效提高路面的黏結力和抗水性能，從而延長路面的使用壽命。乳化瀝青主要技術指標如表1 所示。

表1 乳化瀝青主要技術指標

第二，礦料。該工程采用的礦料為玄武巖粗集料、石灰巖細集料及普通硅酸鹽水泥PO42.5。粗細集料的主要技術指標如表2、表3 所示。

表2 玄武巖粗集料主要技術指標

表3 石灰巖細集料主要技術指標

（2）基礎準備

施工前需要進行一系列施工準備工作，以保證施工質量。

第一，清理路堤表面的雜物和積水。進行水性環氧樹脂乳化瀝青微表處施工前1d，對路堤表面進行再次清洗和處理，以確保表面干凈平整，從而提高水性環氧樹脂乳化瀝青材料的黏結效果。使用高壓水槍清洗舊路面，可以有效去除路堤表面的油污、塵土、松散顆粒等雜質，之后還要使用高壓空氣對路面表面進行處理，以確保路面表面完全清潔。高壓空氣可以將路面表面的雜質吹走，達到徹底清潔效果[4]。

第二，基礎處理。進行路堤養護施工之前，需要進行基礎處理，包括填補坑洞、加固路基等，以有效提高路堤的穩定性，避免材料在施工過程中出現松動、裂縫等問題。

第三，材料切割和拼接。進行水性環氧樹脂乳化瀝青施工前，需要對防水膜、增強網格及其他輔助材料進行切割、拼接等處理，確保其尺寸、形狀符合施工要求，從而提高施工效率和質量。

第四，確定施工時間和氣溫。施工前，需要根據實際情況，確定施工時間。一般來說，氣溫在5℃以上，相對濕度在60%以上時可以進行施工，以保證施工質量。

2.2.2 施工過程

第一，在水性環氧樹脂乳化瀝青鋪設施工時，要根據施工區域的面積和施工車輛的攤鋪寬度，合理進行分塊施工。分塊施工可以幫助施工人員更好地掌握施工進度和質量，也可以減少施工浪費。一般來說，分塊面積應該適中，既能夠容納施工車輛的攤鋪寬度，又能夠保證施工效率和質量。確定分塊的位置和邊界時，要結合施工的實際情況和要求，考慮道路曲線、坡度和交叉口等因素，分塊施工后，還要對每個分塊進行標記和記錄，可以使用標志桿、噴漆等方式進行標記，采用平面圖、施工日志等方式進行記錄[5]。

第二，使用膠帶覆蓋路緣石、護欄等舊路設施，以有效避免施工過程中產生的灰塵、碎石和瀝青等污染物對路緣石、護欄等舊路設施造成污染、損害。

第三，將水性環氧樹脂乳化瀝青材料鋪設在公路路堤表面，之后進行加固和壓實等工作，以確保材料緊密貼合、保證材料的穩定性。對于較寬的道路，可以使用壓路機壓實，以達到更好的加固效果。

第四，施工完成后，需要進行質量檢驗，包括外觀檢查、厚度測量、平整度檢查、附著力測試等，并根據施工規范和驗收標準進行驗收，確保施工質量符合要求。

2.2.3 后期維護

水性環氧樹脂乳化瀝青施工完成后，需要進行后期維護，包括定期巡查、清理雜物、檢查水性環氧樹脂乳化瀝青狀況等。通過定期維護可以及時發現并處理質量問題，從而延長水性環氧樹脂乳化瀝青材料的使用壽命。后期維護包括以下幾個方面：

第一，定期巡查。定期巡查可以發現路堤裂縫、破損、變形等問題，及時進行維修，避免問題進一步擴大，確保道路平穩和安全。

第二，清理雜物。巡查時需要清理路堤表面的雜物，如落葉、石塊、砂石等，以保持路堤清潔，延長水性環氧樹脂乳化瀝青材料的使用壽命。

第三，檢查水性環氧樹脂乳化瀝青材料的狀況，包括顏色、光澤度、硬度等。如果發現水性環氧樹脂乳化瀝青材料出現了變化，需及時進行處理，避免問題進一步擴大。

3 實際應用效果評價

為了評價水性環氧樹脂乳化瀝青材料在實際工程中的應用效果，選取3 個樁號范圍，對養護前和養護后的彎沉、擺值和滲水系數進行檢測，檢測結果如表4 所示。

表4 施工路段路堤性能對比檢測結果表

由表4 可知，水性環氧樹脂乳化瀝青材料的實際應用效果良好。養護施工完成后，彎沉下降率分別為19.3%、28.6%、36.7%；擺值提高率分別為57.9%、62.4%、51.5%，滲水系數降低率分別為87.0%、94.2%、98.7%。表明水性環氧樹脂乳化瀝青材料能夠有效恢復瀝青路面的抗滑性能和抗滲性能，在一定程度上提高路面的結構強度，從而提高路面的使用性能和行車的安全性，減少養護維修成本。具體來說，水性環氧樹脂乳化瀝青材料具有以下幾個優點：

首先，水性環氧樹脂乳化瀝青材料具有優良的黏附性和耐久性。施工完成后，水性環氧樹脂乳化瀝青材料能夠緊密地黏附在路堤表面，形成一層堅固耐久的保護層，有效防止路堤損壞和老化。

其次，水性環氧樹脂乳化瀝青材料能夠填補路堤微裂縫和細孔，從而提高路堤的抗滑性和抗滲性，減少路堤水損害。

最后，水性環氧樹脂乳化瀝青微表處可以采用噴涂、刷涂等方式進行施工，施工時間短，施工成本低，也不會產生有害物質，對環境友好。

然而，水性環氧樹脂乳化瀝青微表處也存在一些需要注意的問題。

其一，水性環氧樹脂乳化瀝青微表處施工需要考慮路堤基礎條件，不適合在沉降較大、基礎不穩定的路段進行施工。

其二，水性環氧樹脂乳化瀝青材料適用于低速公路、城市次干道等低強度道路，對高速公路的適用性還需要進一步研究和驗證。

4 結語

綜上所述，土工合成材料在常發性浸水公路路堤養護中有廣闊的應用前景和較大的推廣價值。在實際應用中，應根據路堤的具體情況和要求，合理選用土工合成材料，并嚴格按照操作規范和技術要求進行施工，避免材料選擇不當或施工不規范等原因，導致路堤穩定性下降或材料老化失效等問題。文章主要對水性環氧樹脂乳化瀝青材料的應用進行了研究，在今后的工程實踐中，需要進一步研究其他土工合成材料在常發性浸水公路路堤養護中的應用，并不斷完善施工技術和工藝流程，以更好地提高養護效果、延長路堤使用壽命。