高速公路阶梯状排水标线施工

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高速公路阶梯状排水标线施工

刘小凡  韩栩  岳吉廷

 中交二公局第三工程有限公司

1、前言

目前,我国高速公路沥青路面道路标线多为热熔型标线,传统热熔型标线会因厚度高出沥青路面2-5mm,导致标线内侧积水、排水不畅。因此,近几年在一些新建和改扩建高速公路在凹曲线底部、互通加宽段、超高段等特殊路段设计为OGFC排水路面等,良好的透水性能迅速将雨水排出路面,有效提高雨天行车安全性,由于OGFC排水路面空隙率非常大,常规热熔标线施工时容易将空隙堵塞,阶梯状排水标线应运而生,以缓解路面排水压力大的问题。

本工法以中交二公局第三工程有限公司沈海国家高速茂名至湛江段改扩建TJ4标项目为依托,经过前期的调研、方案论证、工艺实施、资料收集以及最终的施工总结后形成此工法。本施工工法的实施,有效地解决了标线阻水问题,满足高速公路快速排水要求,提高了雨天驾驶的安全系数和舒适性。

2、工法特点

阶梯状排水标线为双组份标线,其施工工艺有以下特点:

(1)该工法施工工效比传统热熔型标线施工快6倍。

(2)因该排水标线的阶梯状覆盖面积占标线整体面积的50%,所以其材料成本节约率50%。

(3)标线的“阶梯状”,有效地解决了传统热熔型标线阻水问题,满足高速公路路面雨天快速排水,保持路面干燥的要求。

(4)双组份聚合后的标线,具有特大分子量的高分子,并且不存在活性分子键,这种新型的标线对温度的敏感度较低,适用于我国任何的极端气候,并且具有很强的低温抗开裂和抗老化性。

图 2.1 阶梯状排水标线示意图(单位:mm)

3、适用范围

本工法适用于我国任何地区环境的高速公路沥青路面、水泥混凝土路面、大宽度路面等标线施工,尤其在OGFC特殊路面段效果更为显著。

4、工艺原理

高速公路阶梯状排水标线施工工法是利用全自动划线车的可更改施画标线特点,施划出阶梯状覆盖面积占标线整体面积的50%的标线,解决传统热熔型标线阻水问题的同时又节约成本。全自动划线车每小时可施工3000米以上,是传统人工绘制的6倍;且施划出的阶梯状排水标线厚度均匀、逆反系数高、反光效果好,夏天不变形,冬天也不脱落,在高低温环境下均具有较高的强度。

该标线施工材料选用双组份标线材料。双组份标线材料采用PMMA作为骨架树脂,是环保产品,由于其固含量接近100%,其VOC排放也基本为零双组份标线涂料附着力好,其单个组份的分子量小,在发生聚合反应前有较好的渗透性,在聚合过程中发生聚合化学反应,使标线与地面牢固成为整体双组份标线耐磨性好,两个组份聚合反应形成网状分子结构,将涂料中的各个组份紧密的结合为密实的整体,而两个组份形成的网状分子结构是特大分子量的高分子材料,提高标线的耐磨性,延长使用寿命双组份标线耐候性好,双组份标线涂料的两个组份聚合反映后形成新的网状分子,是特大分子量的高分子,而且新的分子不存在任何活性分子键标线不产生低温断裂,高温软化,使用中几乎无老化

5、施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

阶梯状排水标线施工工艺流程图如下图 5.1所示。

图5.1 施工工艺流

5.2施工准备

(1)人员准备

1 需要配备专业的施工队伍,作业人员数量满足施工组织计划的要求。

2 现场安全质量保证体系已建立,明确了安全管理员、技术负责人和工序质检员。

(2)材料准备

双组份刮涂型标线涂料、1.7级50型美标3号雨夜玻璃珠和1.7级50型美标2号玻璃珠材料已到达施工现场,并且通过了监理工程师及第三方检查机构的现场检验。

(3)设备准备

 开工前基本设备进场到位并调试完毕,随时可投入施工。

(4)作业条件

1 分项工程开工报告、施工方案及施工进度计划已通过监理审批;

2 已审核设计文件,对施工班组进行了技术交底;

3 交通路标、警告标志等准备到位,做好交通管制及道路封闭,防止发生交通事故或污染标线;

4 对施工人员进行文明施工教育。

5.3施工操作要点

5.3.1传统热熔型标线施工操作要点

(1)路面的清理。路面的清扫必须干净无尘土,确保路面无松散颗粒、灰尘油污等影响标线质量的杂物;

(2)水线放样。按照设计图纸进行画线,然后用清晰的乳胶材料,用水线车同时放出车道边缘线以及车道分界线,检查水线位置符合画线要求;

(3)喷底漆。在干净的新沥青路面上可以不喷底漆油,底漆油的作用是使标线与路面更好地粘牢;

(4)标线的施划。施工时,将涂料投入热熔釜中,熔化呈熔融流动状态后,放入手推式划线车的保温熔融料斗中,然后将熔融涂料引入划线斗中,并保温使物料保持熔融状态,开始划线时,把划线斗放在路面上,由于划线斗与地面间有一定的间隙,当推动划线车时,靠自动流淌而刮抹出一条整齐的标线,它能自动均匀地在标线上撒布一层反光玻璃珠;

(5)修整。在施工过程中,边施划边清理不合格标线。

5.3.2阶梯状排水标线施工操作要点

(1)施工准备。准备好检验合格的双组份刮涂型标线涂料、1.7级50型美标3号雨夜玻璃珠、1.7级50型美标2号玻璃珠、固化剂;施工前,规划好施工区域并封闭,在施工区域摆放好反光警示牌和锥桶。

(2)路面检测。在施工前再次核查路面情况。若是热熔复线,观察原热熔线上有没有松动和粉化现象,若有应将松动的标线和粉化的标线清理干净施工;若是新建的沥青路面和水泥路面也要符合双组份施工标准,才可施工。施工前检测空气湿度和地表温度。

(3)路面清理。将施工路面清扫干净,路面必须干净无尘土,确保路面无松散颗粒、灰尘油污等影响标线质量的杂物。

(4)打点放样。按照图纸设计要求打点放样,放样采用水线车。在放样完毕后施工之前,再次确认放样结果是否和图纸相关标准相符,完全达到设计标准后才可施工。

(5)搅拌涂料。双组份涂料在使用前都需要搅拌,每桶料要搅拌3-5分钟,充分搅拌均匀,使涂料无沉淀,搅拌A料,应用清洗剂将搅拌器械清洗干净后搅拌B料,将固化剂加在B料中,搅拌均匀,具体按施工气温调整。搅拌完成后,分别将A、B涂料装入全自动划线车专用容器中,将玻璃珠也加入相应的容器中。

(6)标线施划。调整全自动划线车标线施划形状和标线厚度。施划过程中,要时刻观察标线的宽度和厚度及玻璃珠的沉降,发现问题及时调整,使施划出的标线符合质量标准和设计要求。

(7)标线养生和维护。新施划的标线不可立即开放交通,要养生一段时间;且标线要定期维护,检测标线的外观质量和逆反光系数。      

5.4施工注意事项

(1)施工时若标线发生漏点、个别突起或人为损坏,均进行了修补。

(2)施工过程中需控制标线与路面的附着力,施工完毕 4h 后,用铲刀

对标线进行附着力检查,标线材料将沥青带起,附着力较好。

(3)双组份施工要求温度5℃以上,适度85%以下,5℃以下不适合施工。

(4)路面必须清理干净,若路面未进行充分处理,会导致标线开裂,脱落。

(5)双组份涂料搅拌加入全自动划线车专用容器,不可加错位置。

(6)双组份涂料施工不需要加热,大大减少施工中能源的损耗和环境污染。

6、材料与设备

6.1主要材料

(1)传统热熔型标线施工材料要求见表6.1所示。

表6.1 材料要求

序号

材料名称

规格

指标要求

1

热熔型标线涂料

采用持续反光型涂料

满足JT/T280要求

2

玻璃珠

1号玻璃珠和2号玻璃珠混合珠(各占比50%)

满足JT/T280要求

3

底漆

树脂20%-30%;溶剂60%-80%;添加剂2%-5%

满足JT/T280要求

(2)阶梯状排水标线施工材料要求见表6.2所示。

表6.2 材料要求

序号

材料名称

规格

指标要求

1

双组份刮涂型标线涂料

PMMA树脂

满足JT/T280要求

2

玻璃珠

2号玻璃珠和3号玻璃珠混合珠

满足JT/T280要求

3

固化剂

/

满足JT/T280要求

6.2主要设备

(1)传统热熔型标线施工采用的主要设备见表6.3所示。

6.3 主要设备表

序号

名称

数量

功能和用途

1

风力净路机

1

道路清扫

2

水线车

1

施划水线

3

热熔釜

1

热熔涂料加热融化

4

热熔划线车

2

施划标线

(2)阶梯状排水标线施工采用的主要设备见表6.4所示。

表6.4 主要设备表

序号

名称

数量

功能和用途

1

风力净路机

1

道路清扫

2

水线车

1

施划水线

3

自动化标线车

1

施划标线

7、质量控制

7.1质量控制标准

阶梯状排水标线的外形尺寸、厚度、光度性能、外观质量均应满足《道路标线质量要求和检测方法》(GB/T16311-2009)质量控制要求。

7.1.1外形尺寸

(1)标线实际位置与设计位置的横向允许误差为±30mm;

(2)标线的宽度允许误差为0-5mm;

(3)标线长度以及间断线纵向间距的允许误差见下表1;

(4)其他标线尺寸的允许误差不超过±5%;

(5)标线设置角度的允许误差为±3°。

表7.1 标线尺寸允许误差

项目

尺寸(mm)

允许误差(mm)

长度

6000

±30

间断线的纵向间距

9000

±45

7.1.2标线厚度

阶梯状排水标线厚度范围见下表2。

表7.2 标线的厚度范围

序号

标线种类

标线厚度范围(cm)

备注

1

双组份涂料标线

0.4~2.5

干膜

7.1.3光度性能

(1)正常使用期间,反射标线的逆反射系数应满足夜间视认要求。一般情况下,白色反光标线的逆反射亮度系数不应低于80 mcd・m-2・1x-1,黄色反光标线的逆反射亮度系数不应低于50 mcd・m-2・1x-1

(2)白色反光标线的逆反射亮度系数不应低于150 mcd・m-2・1x-1,黄色反光标线的逆反射亮度系数不应低于100 mcd・m-2・1x-1

(3)雨夜标线应具备湿状态下的逆反射性能,在雨夜具有良好的视认效果。

7.1.4外观质量

(1)标线应具有良好的视认性,颜色均匀、边缘整齐、线性规则、线条流畅;

(2)标线涂层厚度应均匀,无明显起泡、皱纹、斑点、开裂、发粘、脱落、繁花等缺陷;

(3)反光标线的面撒玻璃珠应均匀,其性能和粒径分布符合GB/T24722的要求。

7.2质量保证措施

7.2.1 建立健全各项质量保证制度

(1)坚持质量标准,进行质量策划

坚持各项质量标准,严格执行施工规范和验收规范,认真落实贯彻质量方针和目标,确保本工程项目质量目标的实现。加强所辖人员的质量意识,把质量控制放在工作的首位。制定合理的施工生产计划,确保施工处于受控状态。

(2)建立内部质量“三检”制度

1 设立专职质检人员,持证上岗,对施工过程的质量实施检查控制,做好粘贴层工程的自检工作。分级进行分项、分部和单位工程的质量评定。在分项工程施工过程中,采取定期检查与自检、互检、交接检相结合的“三检”制度。

2 加强与建设、监理、设计单位的密切配合,服从质量监督和建设、监理单位对工程质量的检查。严格执行隐蔽工程检查制度,对监理工程师和甲方代表进行的随时抽查和重点检查提供必要的检查条件,对检查提出的质量问题,必须及时采取有效可靠的措施进行返工或返修。实现“四位一体”联合创优的工作局面。

(3)建立健全测量复核制度

加强施工技术管理,坚持技术和测量复核制,保证施工正确。

(4)建立教育、培训、持证上岗制度

组织参加施工的全体工作人员学习施工规范、规定和验标,要求所有操作人员施工的程序和质量要求,了解并掌握易产生质量隐患的重要工序及重要环节。

(5)建立质量奖罚制度

建立质量创优激励机制,发挥经济杠杆的作用,工程计价与质量挂钩,实行优质优价,奖优罚劣,单位工程、分项分部工程完工后由质量管理部组织对工程质量进行等级评定,根据工程质量等级进行奖罚。

7.2.2 原材料质量控制措施

原材料应按技术质量要求由专人采购与管理,采购人员和施工人员之间对各种原材料应有交接记录。

7.2.3 施工过程质量控制措施

(1)标线位置以道路中心线为基准进行检查,对于人字线,要先按设计图在路面放大样图,经检查符合设计要求后,方可开始施工;

(2)喷涂油漆之前,道路表面上的污物、松散的石子和其他杂物应予以清除。喷漆时,道路表面应干净干燥。喷漆工作应在油漆与路面可获得均匀黏结的情况下进行;

(3)标线在施工完后所有标线的设置、颜色、形状,应符合图纸和《道路交通标志和标线》的规定;

(4)所有标线必须具有光洁、均匀及整齐的外观。

7.3标线施工质量检验

标线施工结束后,阶梯状排水标线质量检验如下表7.3。

表 7.3 阶梯状排水标线质量检验表

项次

检验项目

规定值或允许偏差

检查结果

检查频率和方法

1

标线线段长度(mm)

±30

+20

钢卷尺:抽检10%

2

标线宽度(mm)

-5,+5

+3

钢尺:抽检10%

3

标线厚度(mm)

-0.10,+0.50

+0.2

抽检10%

4

标线横向偏位(mm)

±30

-15

钢卷尺:抽检10%

5

标线纵向间距(mm)

±45

-10

钢卷尺:抽检10%

6

标线剥落面积

检查总面积的0-3%

0

4倍放大镜:目测检查

7

反光标线逆反射系数

白色标线≥150

260

抽检10%

8、安全措施

为保障施工过程中的人员安全、机械安全,做到安全施工,在高速公路沥青路面阶梯状排水标线施工过程中应满足下列要求:

(1)健全安全生产管理责任制和各项安全生产管理制度,明确分工、责任到人,规范全员安全行为。

(2)施工作业前,对施工作业班组和施工作业人员进行技术交底和安全交底。检查施工人员安全帽、手套、臂章、安全背心是否缺少。

(3)划线设备检查:螺栓、螺帽是否松动、管道是否有损伤和泄露现象,冷水、油、灭火器是否齐全。

(4)防止火灾:检查设备、标线途料等第一类、第二类、底漆、稀释剂是否有泄露、是否有引火的危险。

(5)防止腐蚀:靠近涂料的地方或溶解第3类涂料要注意腐蚀。

(6)防止其他伤害:要注意在修刮标线时,当心手、衣服被卷入旋转的器具中,防止防线器从汽车上掉落。

(7)建立安全应急系统,制定安全应急预案,防止意外事件发生。

9、环保措施

为减少阶梯状排水标线施工作业对现场环境条件的污染,项目部制定以下环保措施:

(1)应用新型环保涂料材料;

(2)所用的标线材料应满足相关标准要求;

(3)在施工过程中,要适量撒布适量的玻璃微珠;

(4)在施工时候,要适量适用底漆,选用能跟路面相结合的底漆进行施工;

(5)要经常清洗各种路面污染,清洗汽车的油渍,要清除标线上的刹车痕迹。

10、效益分析

10.1经济效益

经济效益以沈海国家高速公路茂名至湛江段改扩建工程TJ4标为例,本项目OGFC路段长3.40km,单向4车道,内外侧车道线采用宽20cm的阶梯状排水标线,中间三条车道线采用宽15cm的六九阶梯状标线。本项目路段阶梯状排水标线共2000m2

目前国内传统热熔标线施工作业需要一台热熔釜、两台热熔划线机和10个协助人员,每平方米费用为50元;而采用“阶梯状排水标线施工工法”时仅需一辆全自动划线车和4个协助人员,标线面积500m2内费用为2.5万元,超过500m2的标线面积按每平方米40元收费。

表 10.1 施工设备、人工成本对比表

工艺类型

设备和人工费

设备名称

用工数

费用(元/m2

传统热熔标线

一台热熔釜、两台热熔划线机

10

50

阶梯状排水标线

全自动划线车

4

标线面积≤500m2

标线面积>500m2

25000

25000+40*(标线总面积-500)

传统热熔型标线和阶梯状排水标线施工材料成本对比如下表10.2。

表 10.2 施工材料成本对比表

工艺类型

单位

单价

需求数量(吨)

总计(万元)

传统热熔型标线

10000

4

4

阶梯状排水标线

12000

2

2.4

由上表10.1、10.2可知:本项目OGFC路面段标线面积共计2000㎡,热熔型标线施工费用为14万元,阶梯状排水标线施工费用为10.9万元,即选用阶梯状排水标线施工费用比传统热熔标线施工节省3.1万元。

阶梯状排水标线施工采用全自动划线车,划线车的效率是传统人工的6倍,也大幅度缩短了施工时间,节约了时间成本。综合以上分析,高速公路阶梯状排水标线施工工艺比传统热熔型标线施工工艺成本节约22%,效率提高了300%。

10.2 社会效益

高速公路阶梯状排水标线施工工法已经在沈海国家高速公路茂名至湛江段改扩建工程TJ4标成功应用。通过实践证明,该工法施划出阶梯状覆盖面积占标线总面积50%的标线,有效地解决了标线阻水问题,满足高速公路快速排水要求,提高了雨天驾驶的安全系数和舒适性,且该工法采用环保型材料,在满足标线施工要求的同时,减少了人员和机械的投入,降低施工成本和环境污染。该工法在高速公路特殊路段路面快速排水具有广泛的推广应用价值。

11、应用实例

(1)沈海国家高速公路阳江至茂名段改扩建工程TJ2合同段路面工程,施工桩号K3282+345~K3318+105,全长35.76Km,OGFC路面段长3.28km。项目在合成纵坡小于0.5%、连续长下坡凹曲线底部、超高渐变段外侧等路段的汇水路面上引入阶梯状排水标线,很好地解决了传统标线阻水、排水不畅的问题,在技术创新、设备自主研发、降低能耗、环境保护、节约资源、降低成本、缩短工期等方面取得了较为显著的成效。阶梯状排水标线于2021年8月-10月施划完毕,通车二年多来,经回访阶梯状标线没有脱落、开裂等缺陷,质量一切良好。

(2)沈海国家高速公路茂名至湛江段改扩建工程TJ4合同段路面工程,施工桩号K3399+980~K3431+550,全长31.57km,OGFC路面段长3.40km。项目OGFC路面段引入阶梯状排水标线,很好地解决了传统标线阻水、排水不畅的问题,在技术创新、设备自主研发、降低能耗、环境保护、节约资源、降低成本、缩短工期等方面取得了较为显著的成效。阶梯状排水标线于2022年3月-5月施划完毕,通车一年多来,标线没有脱落、破损的现象,质量一切良好,下雨天,标线内测没有积水,标线反光效果良好,为驾驶员提供了良好的视野,提高了雨天行车安全性。