大空隙聚氨酯碎石混合料路面施工质量控制

大空隙聚氨酯碎石混合料路面施工质量控制

田志俊

怒江州贡山县交通运输局   云南贡山  673599

摘  要：本文针对大空隙聚氨酯碎石混合料透水路面施工环节的质量控制进行探讨，通过对大空隙聚氨酯碎石混合料材料组成及性能要求的了解，围绕透水路面的施工工艺流程和质量验收项目进行分析，分别提出对应的施工质量控制措施和工程交付前的日常维护注意事项。

关键词：透水路面；施工质量；控制

1. 概述

随着我国经济近几年的快速发展，人们对生活质量的要求也日益提高，在工程领域对建设项目的生态平衡和人与自然的和谐发展也提出了更高的要求，“绿色、节能、环保”已逐渐成为许多建设项目的硬性要求。当下在城市建设中大范围使用的水泥混凝土和沥青混凝土等硬质材料，这种传统材料在提高了人们生活和出行效率的同时，也带来了诸多的负面影响：路面的透水性比较差会对地下水补给造成阻断，痛风石降雨时道路表面的表积水难以排除，特别是在暴雨时易发生水灾，冬季雨后在路面滞留的积水结冰现象极大增加了交通安全隐患；地下的动植物的生存环境会因路面透气性差受到影响；由于改变了城市水循环系统蒸发水量，从而造成了城市内涝和“热岛效应”，给生活带来不便，也会增加了降温需要的能耗；；密实不透水型路面的大面积应用进一步加大城市噪声污染。

针对上述存在的问题，提出了基于水泥或沥青作为路面铺装材料的改进措施，如采用大空隙透水式沥青路面，或为缓解“热岛效应”而在路面用热反射涂层技术来降温。路面胶结材料中所使用到的沥青材料，由于受其黏附性和温度敏感性两项基础性质影响，决定该类路面的高温抗变形性能和水稳定性能难以从根本得到改变。大空隙聚氨酯碎石混合料(以下简称PPM)作为一种耐久性好、强度高、温度敏感性低、工艺越来越成熟的新型环保路面，在城市道路路面中被越来越广泛的应用。

PPM路面由于使用材料中不含有细集料和填料，其结构主要是靠聚氨酯胶黏剂包裹在粗集料表面氧化反应后形成结构强度，从而将碎石黏结成一个整体。PPM路面施工为了保证路面的透水性要求，均采用机械拌和，粗集料可采用单档集料或间断级配骨料，使得PPM路面具有透水透气性好，改善周围环境温湿度，缓解城市“热岛效应”、色彩丰富、路面美观、可塑性强等优点，符合“安全、舒适，环保，美观，耐久”的绿色环保型道路建设理念。

2.原材料及技术要求

大空隙聚氨酯碎石混合料(PPM)组成简单，原材料只有碎石和聚氨酯胶黏剂。因此，集料的基本物理力学性能对PPM的各项性能影响较大。PPM用集料的基本物理力学性能，包括集料级配组成、磨耗值、压碎值、坚固性、密度及吸水率等。聚氨酯胶黏剂由A组分与B组分混合而成：A组分为胶黏剂，B组分为固化剂，两者快速拌和均匀后在规定时间内进行使用。聚氨酯胶黏剂必须严格按要求密闭储存，严禁受潮，并附有生产厂家的产品使用说明书和物质安全资料表。PPM所用的聚氨酯胶黏剂常用技术指标包括：搅拌时间、凝结时间、原组分掺配比例、表面硬度，拉伸强度，撕裂强度和断裂延伸率等。

（1）PPM使用的碎石要求质地坚硬、洁净且形状接近于立方体，通常粒径应控制在3~10mm，常用碎石集料技术指标要求见下表：

（2）PPM采用聚氨酯胶黏剂黏结，胶黏剂两组分的掺配比例和固结时间根据工程的施工特点、环境气温等因素进行试配试验确定。

（3）PPM结构属于单粒径大孔隙开级配结构形式，在进行集料选料时必须选择表面光滑的碎石，表面粗糙度较大的集料不宜使用，变质砂岩不得用于PPM集料。

3. 施工工艺及流程

3.1 施工准备

（1）路面施工前根据设计文件及相关规范的要求，及时查勘施工现场，结合现场的施工条件制订施工方案，编制施工组织设计，施工组织设计中必须有质量检查与安全措施等。

（2）透水铺装层与基层之间的黏结状况是影响路面使用质量的关键因素，施工前必须对基层表面进行清洁干燥处理，处理后的基层表面平整、粗糙、无粉尘、干燥无水分。

（3）为保证拌合质量，PPM均采用机械搅拌，搅拌机根据工程大小、施工进度、施工顺序和运输工具等参数来进行型号（拌合量）选择。搅拌场要靠近施工现场，确保运输、摊铺、压实的总时间控制在PPM凝结硬化控制时间内。

（4）施工现场必须安排专人对物料配比称量监管，各种物料的称量误差必须控制在配合设计要求的范围以内，当设计无要求时碎石允许误差不超过士2%，聚氨酯胶黏剂允许误差不超过士0.3%。

（5）在进行搅拌时，严格控制混合料工作性，为了避免拌和后胶黏剂发生流动，必要时可采取外力增稠处理措施，在PPM中加人粒径为140目的石英砂。

（6）PPM施工时间和气温密切相关，从搅拌机卸料至摊铺、压实直到毛面防滑处理的总时长不得超过以下时间要求值：

3.2 混合料拌制

3.2.1 原材料

（1）PPM质量控制必须从原材料质量开始抓起，建立严格的质量管理规章制度，对施工现场所采用的碎石质量严格把关，按照要求进行抽样送检，达不到质量要求的料源坚决不允许使用。

（2）聚氨酯胶黏剂中的A组分和B组分严格按照要求进行存储，A组分一般为琥珀色，变色后材料禁止使用；B组分使用完成后及时进行密封处理，以免发生氧化反应。

3.2.2 拌制混合料

（1）准备工作就绪后，根据试验确定的施工配合比（碎石及胶黏剂用量）拌制混合料，必须做到严格按比例配料。

（2）每循环聚氨酯胶黏剂的配料总量不宜超过15kg，使用精确到0.01g的电子天秤进行计量，胶黏剂拌制时先在干燥洁净的容器内加入已称量好的A组分，再将已经称量好的B组分加入拌制容器重，最后用搅拌电钻将材料进行充分搅拌，严禁不按顺序和比例配料。

（3）聚氨酯胶黏剂的混合搅拌在1min内完成，为了防止胶黏剂向下流动使得拌合不均匀，可在搅拌时进行必要的增稠处理，采取措施按可混合物的10%加入140目的石英砂拌合，为避免破坏胶黏剂内部的分子结构，不得添加任何化学增稠剂。

（4）按照配合比的要求，先将已称量好的碎石加入搅拌机搅拌均匀，再将已搅拌好的聚氨酯胶黏剂缓慢、均匀的倒入装有碎石的搅拌机内，搅拌时间控制在3~5min。

（5）PPM可使用小型立式磨盘式搅拌机或卧式搅拌机等机械进行搅拌，不得采用人工搅拌，且搅拌地点距离作业地点的运输时间不得超过1min。

3.3 运输

（1）运输设备主要根据施工进度、运量、运距及路况等参数选取，在施工现场常使用的运输设备为微型自倾式货车或方型板式斗车。

（2）PPM材料在运输过程中，必须采取防止漏料和污染路面措施，减小运输车辆在运输过程中的颠簸，防止聚氨酯胶黏剂在运输中向下流淌而产生混合料的离析现象。

3.4 摊铺压实

（1）PPM摊铺时，使用人工进行均匀摊铺，根据测量基准桩布设基准线进行平整度与坡度控制；摊铺厚度严格按照施工前试验段确定的松铺系数进行控制，设计无要求时一般松铺系数为1.1，并确保边角处无缺料现象。

（2）压实机械必须用专用的低频振动压实机进行压实，辅以人工进行补料及找平；找平作业人员必须穿减压鞋，并在找平过程汇总随时对模板安装质量进行检查，发现有下沉、变形或松动等必须及时处理。

（3）PPM压实后机械进行收面处理，局部处理不到位可采用人工配合拍实、抹平，整平施工时必须保持模板顶面整洁及接缝处板面平整。

（4）PPM施工最佳外界温度控制在8~35℃，严禁在雨天进行施工。

3.5 防滑处理

为提高路面的耐磨程度和行车舒适度，待PPM透水面层固化后，每平方米滚涂O.1kg搅拌均匀的聚氨酯胶靴剂，滚涂均匀后在其表面撒布粒径为100目的石英砂，撒布量控制在每平方米0.1kg，以达到路面防滑效果要求。在施工时可根据表面防滑程度适当增加或减少石英砂的用量，但必须达到半亚光或全亚光的效果。

3.6 养护与交通管制

（1）根据施工组织划分施工段，在每一施工段压实抹面完成后立即进行质量检查，经检查合格后对该段及时开始养护。

（2）为保持混合料空隙内清洁，使其不被油类、泥土等杂质污染，防止在路面未达到设计强度前受到冲击力影响而受损，路面在养护期间必须封闭交通，禁止通行。

（3）开放交通时间根据养护情况而定，一般养护温度28℃时不少于24h，但开放交通前必须对路面强度进行检测，未达到强度要求前严禁开放。

3.7 季节性施工

（1）施工时根据工程所在地的气候特点，严格控制冬季、雨季和夏季高温时段的施工起止时间。

（2）PPM严格禁止在雨天进行施工。

（3）由于PPM具有快硬性材料特点，温度越高凝结硬化越快，在夏季高温时段施工时要避开高温时段，同时尽量缩短施工延续时间。当环境气温度达到40℃及以上时不宜进行施工。

3.8 施工组织与作业划分

（1）施工组织时，施工段的选取不宜过长，施工段划分的原则：在保证各工序紧密衔接前提下，尽量缩短从拌和到完成碾压之间的停滞时间。

（2）施工路段较长时可采取平行作业方式，增加工作面进行平行作业，综合考虑施工机械和运输车辆的效率及数量、作业人员操作的熟练程度等影响因素，确保每一作业段的长度均合理。

4. 质量控制措施

（1）施工方作为施工质量的主控单位，必须充分发挥现场质量管控主导作用，严格按照设计和方案进行施工，加强对现场管理人员、技术人员和作业人员的培训教育。

（2）严格按照监理制度要求进行质量管控，对原材料质量、施工质量进行现场抽检时必须有监理人员现场监督，试验不合要求的原材料禁止使用。

（3）各施工段的施工参数均应准确记录，以便发现问题及时改正，指导后续的施工。

（4）建立健全现场质量奖惩制度，提高施工技术水平，杜绝质量问题的发生。

（5）压实完成后立即进行质量自检，对不合格的工程立即返工。

（6）严格按照施工方案和试验段确定工序进行施工，每道工序经验收合格后方可进入下道工序的施工。

（7）施工时准确按照配合比进行，在保证透水铺装层具有良好路用性能的前提下，可减小聚氨酯胶黏剂的用量。

（8）大面积施工前必须先做试验段，通过对试验段的施工总结，明确各个环节相应的施工参数，并制定指导大面积施工的技术方案和操作工艺。

（9）做到快速准确施工，在PPM凝结硬化前要完成摊铺压实整道工序，以免影响混合料的摊铺质量。

（10）施工完成并符合验收标准的立即进行养护，不能过早开放交通，养护期一般不得少于24h。

5. 现场管理及质量验收

5.1 一般规定

（1）建立健全工地试验、工序交接验收及质量检查等制度，试验和检验都应做到原始记录齐全、数据真实可靠，对于试验结果偏差较大的数据也应当如实记录，不得纂改。

（2）在对PPM透水铺装层的施工质量有怀疑或争议时，须在监理单位及建设单位的见证下，由施工单位组织实施实体检验，实体检验委托具有相应资质的检测机构进行。

（3）每道工序完成后均须进行相应的检查验收，经检验合格后方可进人下一工序施工，不合格的路段必须及时进行处理，使其达到规定要求。

（4）当路面施工质量不符合要求的，经返工重做后必须重新进行验收。通过返修或加固处理质量仍不能满足要求的路面，严禁验收，并重新制定处理方案。

（5）施工过程中原材料或混合料质量发生变化时，必须按规定对拟采用的原材料进行质量检验、检测，确保材料质量和性能符合要求。

（6）路面施工前严格控制路面基层及垫层的施工质量，施工完毕后组织进行验收，基层及垫层质量符合要求后方可进行下一道工序。

5.2 铺筑试验段

5.2.1 一般规定

（1）试验路段长度不少于200m或面积不小于500m2，对不合格段及时铲除重做。

（2）试验段路面铺设厚度、成型方法、养护条件等都与实际施工相同，严格按照批准方案的施工工艺进行试验。

5.2.2 铺筑试验段确定的内容

（1）检验配合比（碎石粒径及胶黏剂用量）的可行性。

（2）确定路面每层的松铺系数。

（3）确定混合料从拌和到压实成型所需要的施工时间，确定施工机械组合，将总施工时间控制在PPM硬化时间内。

（4）确定成型方法、压实工艺、具体养护条件等关键参数。

（5）确定每一作业段最适宜长度，以便做到高效施工。

（6）确定试验路段的合理摊铺厚度。

5.2.3 质量管理

（1）施工过程中质量管理包括结构外形尺寸、施工质量的控制和检查。

（2）常用结构外形尺寸的检查项目、频度和质量标准要求见下表：

（3）常用的质量控制项目、频度和质量标准要求见下表：

5.2.4 外观检查

（1）结构密实、表面平整、边线整齐，无松散、离析、坑洼现象。

（2）施工接茬、各种留缝平顺。

（3）表面碎石黏结牢固程度达到要求。

5.2.5 检查验收

（1）检查内容包括工程竣工后的外形和质量检查。

（2）工程外形检查项目及质量控制项目、频度和质量标准值必须符合5.2.3中（2）和（3）的要求。

6. 交付前日常维护

在工程交付前，为防止PPM透水铺装层的空隙被垃圾、泥土等污染物阻塞，逐渐降低路面的透水性能，必须加强对PPM路面的日常维护。采取的日常维护措施：安排专门的养护人员定期清理路面的污染物；定期使用高压水枪对路面进行冲洗，高压水枪压力一般为为3~5MP；采用压缩空气冲刷路面空隙去除阻塞物，也可用真空泵将阻塞物吸出。

当养护采用高压水枪进行路面冲洗时，必须对冲洗压力进行控制，避免对路面造成破坏性损坏，并根据不同路段特点适时调整冲洗压力。对于冬季施工的路段，不得用机械、撒砂或灰渣等方式对路面除冰。

当PPM透水路面出现碎石脱落或裂缝等现象时，及时进行维修，防止出现连带效应产生大面积路面破坏。当破损面积较大时，不得采用薄层贴补，必须采用坑补方式。坑补施工：确定坑补范围，将修补范围疏松碎石及其周边部分切除并挖成规则的坑槽；清除坑槽内的灰尘及杂物，待干燥后用和原路面相同的新料填补，再整平压实；修补部位必须在常温(28℃)养护24h方可开放交通。

7. 总结

本文在梳理PPM透水路面施工工艺及流程的基础上，结合各工序的施工要求，从原材料、施工准备、混合料拌制、运输、摊铺压实、养护及日常管理，对应每一工序都给提出了质量控制措施，提出现场管理和质量验收的管控要求，通过本文可以有效提高PPM透水路面施工质量管理效率，进一步提高工程质量。本文质量控制方法的思路和原则仍然可以作为其他路面施工质量管理一种借鉴。

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