薄层环氧抗滑层路面CRM施工工法

PAGEPAGE18薄层环氧抗滑层路面（CRM）施工工法重庆市智翔铺道技术工程有限公司程玮曾波刘昌仁王新海张晓东1.前言在市政道路、高速公路迅速发展的同时，行车安全问题已被社会各界重点关注。增强路面抗滑性能，降低交通事故发生率，提高行车安全性，已成为道路路面铺装急需解决的问题。重庆市智翔铺道技术工程有限公司（以下简称重庆智翔公司）于2000年组织路面技术人员进行薄层环氧抗滑层路面研究开发。2001年，在重庆马桑溪大桥进行试验路铺装，试验路至今仍使用良好，同年薄层抗滑层路面正式获得重庆高新技术认证证书，并于2004年获得重庆市科学技术三等奖。重庆智翔公司总结开发出薄层抗滑层路面施工工法，于2004年正式推向市场，至今在重庆、四川、广西、广东、北京、湖北、贵州、云南、浙江、西藏、福建等十多个省、市、自治区都有实体工程应用。薄层抗滑层路面对交通事故的减少起到明显作用。因此，薄层抗滑层路面得到了业主、监理以及社会各界的一直好评，2008年3月5日，“薄层抗滑层路面结构的施工方法”被中华人民共和国国家知识产权局授予发明专利，专利号：ZL200410040670.2。2.工法特点2.1常温施工薄层抗滑层路面材料为生产包装好的成品，到达施工现场后无须对材料进行加热，直接人工按比例混合并搅拌均匀。2.2人工摊铺薄层抗滑层路面铺筑的厚度在5mm-8mm，因此材料通过搅拌后，只需要操作人员采取人工涂布的方法进行铺装，机械设备需求量少，操作简便。2.3自动流平，无须机械设备碾压由于薄层抗滑层材料是一种流体砂浆，其自流性可以保证铺装表面的平整度达到要求，无须机械设备碾压。3.适用范围3.1隧道进口与出口、弯道入口、下坡路段、高速公路收费站入口等减速路段、事故多发路段。另外薄层环氧抗滑层路面还可以通过其表面耐磨碎石颜色的多样化起到美观的效果，也可以应用于公交车道。3.2常用布置形式3.2.1桥面铺装薄层环氧抗滑层通常采用满铺；3.2.2在隧道洞内采用满铺，在隧道进出口位置采用间断铺筑；3.2.3弯道、收费站及下坡路段通常采用间断铺筑；3.2.3城市公交车道、停车场、景区道路通常采用满铺。4.工艺原理4.1抗滑磨耗层的抗滑机理路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力。通常，抗滑性能被看作路面的表面特性，包括路面表面细构造和粗构造，影响抗滑性能的因素有路面表面特性、路面潮湿程度和行车速度。路面细构造是指集料表面的粗糙度，它随车轮的反复磨耗逐渐被磨光，通常采用磨光值表征。细构造在低速时（30～50km/h以下）对路表抗滑性能起决定作用。而高速时起决定作用的是粗构造，通常采用构造深度表征。抗滑磨耗层就是采用一种硬度极高的单一粒径石料均匀撒布在树脂粘结料表面，这种表面构成不但耐磨耗能力强，而且表面构造深度很大，摩擦摆值BPN可明显高于普通路面的值，大约高出普通路面20BPN，根据英国的调查结果，BPN值每提高10个值，雨天事故率就会降低13%。其抗滑示意图如下：①耐磨碎石；②薄层抗滑层材料;③防水粘接层；④原路面图4.1薄层环氧抗滑层铺装结构示意图4.2对原基面处理的要求原基面质量状况直接影响到抗滑磨耗层的使用质量，原基面须处理完好。对于沥青基面必须采用钢刷和高压吹风机清洁原基面，以保证道路表面足够的清洁和干燥，对于水泥混凝土基面先采用自动喷砂机对混凝土基面进行喷砂处理，除掉松散浮浆与油污。处理完毕后，对原基面进行强度检测，根据有限元分析结果并结合实际工程中的检测结果，要求沥青混凝土基面25℃拉拔强度大于0.5MPa，水泥混凝土基面25℃拉拔强度大于1.0MPa。粘接强度检测方法：将配制好的粘结层材料涂布于处理好的基面上，待其完全固化后，将Φ50mm的拉头用专用胶粘于试件上，待其完全固化后，在规定的试验温度条件下测试其粘接强度σ，检测示意图见图4.2所示。σ=F/A（4.2.1）式中：σ—粘接强度（N/mm2）F—拉力（N）A—拉头的面积(mm2)FF路面拉头粘接剂图4.2粘结强度检测示意图5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.1.1原水泥混凝土基面进行喷砂处理；沥青混凝土基面在进行表面清理后，涂布一层粘接层，固化时间小于3小时。5.1.2将A组分和B组分进行混合，搅拌3~5分钟，再把0.15~0.6mm的细集料和某些助剂按规定比例加入，搅拌5~8分钟，形成具有一定稠度的环氧砂浆。5.1.3将搅拌好的环氧砂浆摊铺成所需厚度，材料用量要求如下：5-6mm(A、B组分用量为2.8-3.0kg/㎡)，7-8mm（A、B组分用量为3.0-3.2kg/㎡）。并在其上撒布适当粒径的耐磨碎石，撒满为止，用量为8~15kg/㎡，总厚度控制在5～8mm。5.1.4待薄层抗滑层材料固化后，扫去表面多余的粗石料。5.2操作要点5.2.1对天气及气温的要求施工时的天气必须是晴天或阴天，气温必须在10℃以上，雨天不能施工。5.2.2搅拌充分、均匀抗滑层材料是由几种不同组分的材料混合搅拌而成，该工序必须搅拌充分，否则会出现几种组分材料分散的现象，不能充分接触并发生化学反应，直接影响工程质量。5.2.3对原基面处理对于水泥混凝土基面，用自动喷砂设备对原水泥混凝土基面进行喷砂处理，必须把原水泥混凝土基面的浮浆以及油污打掉，直到水泥混凝土基面出现新印痕,再用高压吹风清洁干净。对于沥青基面必须用钢刷把沥青表面的灰层以及杂物清理彻底，再用高压吹风清洁干净，沥青基面孔隙中有少量积水，必须用高压吹风持续吹干，否则，只能待水分自然挥发后再进行施工。5.2.4均匀摊铺尽管材料自身具有一定的流动性，但是铺装过程同样需要有经验的操作手把材料涂布均匀，否则材料固化后会出现厚度不一的情况。5.2.5满撒石料撒布石料的工作技术含量较低，不过要求操作人员仔细，每一个地方要撒到，避免出现泛油现象，影响美观。5.2.6养护刚施工完24小时内，对路面实行封闭管理，派专人在现场进行维护，避免一切行人、车辆对未固化的材料进行碾压，出现质量问题。5.2.7清扫在行车的作用下，材料固化后材料表面一些未嵌入或嵌入较少的石料会出现正常脱落。在通车一周内要对施工地段进行三次以上的清扫工作，避免脱落石料影响工程美观。5.3劳动力组织（见表5.3）。表5.3劳动力组织情况表序号单项工程所需人数备注1管理人员12技术人员13安全人员24搅拌材料25运输材料26清洁路面47摊铺28撒布碎石39清扫多余石料510杂工2合计246.材料与设备6.1材料6.1.1A组分材料A组分材料为环氧树脂，材料必须有出厂合格证、检测报告，主要技术指标满足表6.1.1技术要求，并在质保期内即可使用。表6.1.1A组分材料的主要技术要求技术指标技术要求试验方法环氧当量185～192ASTM.D10552粘度20℃，s≤40标准粘度计法含水量,%≤1%ASTM.D17744比重（25℃）,,g/cm331.1～1.2ASTM.D14475外观深色目视6.1.2B组分材料B组分材料为环氧固化剂，材料必须有出厂合格证、检测报告，主要技术指标满足表6.1.2技术要求，并在质保期内即可使用。表6.1.2B组分材料的技术要求技术指标技术要求试验方法粘度25℃，s≤30标准粘度法含水量,%≤0.5ASTM.D17744比重（25℃）,,g/cm331.1～1.2ASTM.D14475颜色半透明目视6.1.3集料集料分粗、细集料，细集料为玄武岩石料机制砂。表6.1.3-1细集料的技术要求品种规格（mm）技术指标技术要求测试方法玄武岩0.16~0.66密度，g/cm33≥2.7T0328-20000（容量瓶法法）含水量，%≤2.0酒精燃烧法粗集料有玄武岩、煅烧白色石料、铁钢砂以及各种彩色石料表6.1.3-2粗集料的技术要求品种规格（mm）技术指标技术要求测试方法耐磨碎石2.36~4.775密度，g/cm33≥2.7T0328-20000（容量瓶法法）含水量，%≤2.0酒精燃烧法洛杉矶磨耗≤20%洛杉矶法磨光值≥45T0321-19994压碎值≤18T0322-20000注：如采用铁钢砂作为耐磨碎石，要求含三氧化二铁（Fe2O3）≥70%。6.2设备采用的机械设备见表6.2表6.2机械设备表名称规格型号额定功率(kW))

电流(A)

载重量(t)数量（台）货车-5t4电器控制箱-250A1电动吹风机-1kW1发电机-50kW1真空抛丸机30D37kW1吊车-8t1划线机HX-450-1手动搅拌机1kW27.质量控制7.1CRM抗滑层材料质量要求A、B组分与细集料按一定比例拌合均匀后，形成CRM抗滑层材料，质量要求见表7.1。表7.1CRM抗滑层材料的质量要求技术指标质量要求试验方法粘度增至的50ss的时间（20℃）≤60分钟标准粘度计法抗拉强度，MPaa≥7.0GB/T25668-19995粘接强度，MPaa≥2.2拉拨试验剪切强度，MPaa≥2.0GB/T71224-86剥离强度，kN//m≥2.0GB/T71222-1999660℃保温200小时残留的的剪切强度，%≥75水煮法60℃保温200小时残留的的粘接强度，%≥75耐化学腐蚀不溶解于一般的化化学药品浸泡、称量阻燃性空气中难燃直接燃烧法热固性（200℃℃）不熔化特殊规程7.2质量指标的检测方法7.2.1现场检测1粘接强度通过拉拔试验进行检测,具体参照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》。2抗滑层材料与路面之间的剪切性能测试，参照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》。3CRM抗滑层材料表面抗滑性能的测试，参照《T0964-95摆式仪测定路面抗滑值方法》。7.2.2试验室检测1CRM抗滑层材料抗拉强度的检测，参照《GB/T2568-1995树脂浇铸体拉伸性能试验方法》。2CRM抗滑层材料的拉伸剪切强度，参照《GB/T7124-1986胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》。3剥离强度测试，参照《GB/T7122-1996高强度胶粘剂剥离强度的测定—浮辊法》。7.3工程质量保证措施7.3.1对原材料、成品及半成品由质检工程师组织工程现场监理工程师以及质量、技术、物资部门的有关人员进行验收，确保各单项材料的性能符合技术要求，各种混合材料使用按设计规定的配合比进行。7.3.2对水泥混凝土基面的喷砂处理，保证路面粗糙、干燥、干净。7.3.3对沥青基面的进行清洁，保证路面干燥、干净。7.3.4搅拌各组分材料时，按照正确比例混合各组分，同时保证各组分材料搅拌均匀，充分接触。7.3.5仔细检查运输设备在运输过程中材料有无撒漏现象，避免对未施工区域造成路面污染。7.3.6刮涂作业时，保证刮涂均匀，不产生局部堆积现象，每平方材料用量达到要求。7.3.7满撒耐磨碎石，同时注意对已经撒过的区域进行补撒，避免出现局部泛油现象，影响美观。7.3.8工程完工后，一周三次的频率对脱落石料进行清扫，保证工程整体效果。8.安全措施8.1施工现场配备专业灭火工具、加强防火意识，杜绝火灾发生。8.2加强施工用电管理，定期派专人对用电设备、线缆进行检查、维修，避免出现漏电现象，并造成严重后果。8.3进场前对施工人员进行安全技术交底。8.4在危险路段施工时，现场安排多名专业安全人员。首先对施工交通标志的摆放严格要求，然后经常组织施工人员进行安全学习，提高安全意识，保证施工过程所有操作都符合安全要求，降低安全隐患。9.环保措施9.1制定环保措施进场前由技术部环保组专职环保工程师拟定并提交一式三份详细的施工期间环境保护方案和检查制度、奖罚措施。包括施工现场所必须的废渣与垃圾处理、照明灯光、护板、围墙、栅栏、警示信号标志和保证措施等。9.2加强环保学习和宣传教育，使施工人员自觉遵守并执行环保措施。9.3生活垃圾、施工垃圾的清除施工废水采用沉淀池或药物净化后排放，化粪池采用沉淀池或掩埋等方式处理，但不得污染水源和耕地。对生活垃圾、废渣集中清运至业主或地方环保部门指定处掩埋。施工便道要经常洒水，防止车辆通过时尘土飞扬。9.4噪声控制对于施工机械和运输车辆的施工噪声，为保护施工人员的健康，依照《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《工业企业噪声卫生标准》合理安排工作人员轮流操作机械，减少接触高噪声的时间，对距噪声源较近的施工人员，采取耳塞或头盔等有效防护措施外，还缩短其劳动时间，同时，注意对机械的经常性保养，尽量使其噪声降低到最低水平。夜间为保护施工现场附近居民的休息，对居民区150m以内的现场禁止施工。10.效益分析10.1隧道、弯道及长下坡等特殊路面一方面，这些特殊路面易发生交通事故，特别是在雨天车辆高速行驶的情况下，重大交通事故的发生率明显增加。另一方面，高速公路建设业主以及设计单位在进行高速公路隧道、弯道及长下坡等特殊路面铺装建设中，非常重视行车安全性。近年来，国内相关部门也采取了诸如设置振荡标线等措施，但行车舒适性差、容易脱落、使用寿命短。而薄层环氧抗层不仅抗滑性能明显，而且在雨天潮湿情况下其抗滑性衰减也很少，车辆行驶的安全性明显提高，交通事故率明显降低；并具有防水、抗滑、防油、耐磨的特性，行车舒适性好、不容易脱落、使用寿命长，综合造价比同类产品低。因此，薄层环氧抗滑层路面有着广泛的市场前景。10.2城市干道路面薄层环氧抗滑层路面的颜色可调，可以根据不同的周边环境施工出不同的颜色，不但能够美化城市道路环境，还可以用不同的颜色为驾驶人员提供不同的交通标志信息，方便驾驶人员安全驾驶，这一技术在日本和香港的主城区采用比较普遍。所以针对交通事故多发地段的城市干道，以及重要场合的停车干道，如停车场通道、高档住宅小区干道，该产品具有很大的市场潜力。总之，薄层环氧抗滑层材料的成功应用，有效地减少了车辆行驶的交通事故，增强了路面的美观性及行车的舒适性，具有较好的经济效益和良好的社会效益。12.应用实例11.1渝湘高速公路酉洪项目GBZBX合同段CRM施工（酉阳至上官桥段）11.1.1工程背景该路为国家西部开发大通道的一段，其规划建设符合中央加快西部地区经济发展的方针政策，是实施加快西部地区经济发展战略的具体行动。同时该段的建设也是完善国家干线公路网、重庆市主骨架公路和地方道路网的需要，也是适应区域交通量快速增长的需要，对加强主城区与渝东南地区的联系，充分发挥大城市带动大农村的作用，加快沿线旅游资源的开发，加强民族团结和实现地区社会经济可持续发展具有重要的现实意义，因此该路的建设势在必行。11.1.2工程概况重庆智翔公司在得知这一情况后，根据现场线形勘察，以及对交通事故频繁的原因分析，于2010年08月制定了薄层环氧抗滑层酉阳至上官桥段铺装方案并报重庆金路交通工程有限责任公司审批。2010年08月31日重庆智翔公司在得到有关部门的批复后，派专业队伍对该路段进行了薄层环氧抗滑层路面的铺装。考虑到最大限度的对司机起到提醒和警示作用，同时提高路面本身抗滑性能，增强摩擦系数，减小汽车制动距离。采取了铺筑2m抗滑带、间隔5m的带状铺装方案。11.1.3应用效果评价2010年09月12日，重庆智翔公司完成了对该施工要求路段范围内的间断铺装薄层抗滑层路面的施工，共铺筑面积为936㎡。在工程实施的一周内，该路段处出现的交通事故明显减少。工程完工后至今，薄层环氧抗滑层路面仍使用良好，提高了行车安全性，降低了交通事故发生的频率，得到了建设业主、交警以及驾驶员的一致好评。11.2广开路S202线K141处CRM施工（广元～开江）11.2.1工程背景广开路作为连接广元和开江的交通要道，设计标准为二级公路。本公路交通量较大，而且道路线形复杂，道路在山区中蔓延，坡道和弯道较多。其中，在广开路K140+813——K142+813路段，道路为长下坡加急弯的线形，且公路一边为万丈深渊，一旦发生交通事故后果将非常严重，给行车带来了安全隐患。因此建设该路段是势在必行的。11.2.2工程概况重庆智翔公司在得到业主的批准后，于2010年09月06日进场对该处路面进行抗滑处治。同样，为了尽可能的提高行车安全性以及为建设方节约成本，采取了铺筑3.75m抗滑带、间隔5m的带状铺装方案。同时，在右行车道采用了红颜色的抗滑碎石，