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        排水性瀝青路面施工技術(shù)及質(zhì)量檢測

        2015-01-01 02:16:04卜小娟楊曉強寇含強
        江西建材 2015年8期
        關(guān)鍵詞:高粘度集料瀝青路面

        ■卜小娟,賀 強,楊曉強,寇含強

        ■1.四川省遂寧市交通運輸局公路管理局,四川 遂寧 629000;2.四川省遂寧市交通運輸局工程質(zhì)量監(jiān)督處,四川 遂寧629000;3.交通運輸部公路科學(xué)研究院,北京 100088

        排水性瀝青路面具有顯著的排水和降噪能力,是一種新型的功能性路面。上世紀(jì)90年代初,歐洲等發(fā)達國家開始大規(guī)模應(yīng)用排水性瀝青路面磨耗層[1]。我國在上世紀(jì)80年代末也開始了排水性瀝青路面的研究,直到2004年左右才建設(shè)了大規(guī)模的排水瀝青路面驗證工程,確定排水性瀝青路面的耐久性和功能滿足我國重載高溫氣候條件[2]。此后,各省紛紛小規(guī)模應(yīng)用趨勢,逐漸完善了材料參數(shù)、施工工藝、驗收評價等綜合技術(shù)體系[3]。對于排水性瀝青混合料作為高等級公路的罩面,其工程應(yīng)用和研究還較少。本文以鹽靖高速公路大修工程為依托,采用4cm瀝青混合料作為路面罩面,對其具體施工技術(shù)和施工質(zhì)量進行分析,從而完善排水性瀝青路面在道路維修中的應(yīng)用技術(shù),指導(dǎo)類似工程的設(shè)計與施工。

        1 原材料質(zhì)量控制

        1.1 瀝青

        為保證膠凝材料與集料的粘附性,排水性瀝青混合料通常采用高粘度改性瀝青[4]。目前,我國排水性瀝青混合料的用量還較少,高粘度改性瀝青大都采用在基質(zhì)瀝青中添加改性劑的方式制備,本工程采用北京中路高科生產(chǎn)的HVA高粘度添加劑與鎮(zhèn)江天諾生產(chǎn)的SBS改性瀝青進行復(fù)合改性方案。為保證高粘度改性瀝青的質(zhì)量,需對成品SBS改性瀝青的針入度、軟化點、延度、老化后延度和溶解度等指標(biāo)進行測試,測試結(jié)果表明天諾SBS改性瀝青各項指標(biāo)穩(wěn)定,無質(zhì)量隱患。對于高粘度改性瀝青,還應(yīng)對SBS改性瀝青布氏粘度和SBS改性瀝青與高粘添加劑改性后的高粘度瀝青動力粘度進行檢測,測試結(jié)果表明高粘度改性瀝青的各項指標(biāo)符合技術(shù)指標(biāo)要求。

        1.2 集料

        良好的集料是保證排水性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和承載力的基礎(chǔ),在排水性瀝青路面工程中應(yīng)嚴(yán)格控制集料的質(zhì)量。對于粗集料,必須對軟弱顆粒、雜石含量、壓碎值、針片狀和0.075mm顆粒含量等指標(biāo)進行檢測,本工程中要求軟弱顆粒不得大于1%,壓碎值及高溫壓碎值不得大于20%,粒徑大于9.5mm的針片狀含量不大于10%,粒徑小于9.5mm的針片狀含量不大于12%。細集料、礦粉、纖維等材料也需進行規(guī)定指標(biāo)的檢測。

        2 施工過程的質(zhì)量控制

        2.1 準(zhǔn)備工作

        對于瀝青路面罩面工程,在攤鋪排水性瀝青混合料前,必須做好原瀝青路面的銑刨和清潔工作。瀝青路面銑刨工作必須確保銑刨后路面的平整度滿足要求,清潔工作必須做好路面無碎石、浮灰等,實踐表明采用采用人工初步清掃+高壓氣體精掃的組合工藝可以提高清潔效率和清潔效果。本工程中原瀝青路面經(jīng)過銑刨和清潔后,可以滿足防水粘結(jié)層的要求。

        為減少排水性瀝青混合料滲水對下層密級配瀝青混合料的影響,需在密級配瀝青路面頂部設(shè)置防水粘結(jié)層。采用70號A級瀝青摻加22%的橡膠粉膠體磨剪切工藝制備的橡膠瀝青能夠滿足工程防水粘結(jié)層的性能要求。

        2.2 拌合

        拌合工作是影響排水性瀝青混合料質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一,必須確保級配均勻、無花白料。瀝青混合料的拌合質(zhì)量主要通過原材料稱量、拌合溫度和拌合時間來控制[5]。本工程要求拌合站稱量系統(tǒng)與過磅之間誤差小于1%,工程統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),細集料的稱量誤差到達1.6%時,對排水性瀝青混合料空隙率的影響會達到2%~3%。在瀝青混合料拌合時,集料的加熱溫度必須控制在180℃ ~200℃,瀝青加熱溫度控制在160℃ ~165℃,瀝青混合料的拌和溫度控制在175℃ ~185℃。由于本工程中,為提高排水性量混合料的耐久性,在瀝青混合料拌制時,還添加了0.05%的聚酯纖維,采用機械打散吹送纖維的效果好于人工投放。拌合時間原采用干拌10s、投放瀝青和礦粉27s、拌合30s的方案,但在拌合過程中發(fā)現(xiàn)存在明顯的纖維聚集現(xiàn)象,經(jīng)過多次調(diào)整最終確定干拌15s、隨后瀝青投放5s后投放礦粉、礦粉投放完成后拌合35s的拌合工藝,可較好地解決纖維聚集的問題。

        2.3 運輸

        通常拌合廠離工程現(xiàn)場均有一定的距離,而瀝青混合料的溫度在運輸過程中會逐漸降低,運距過長會導(dǎo)致瀝青混合料溫度過低,影響路面的施工質(zhì)量。工程統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,排水瀝青路面混合料在4小時后運到施工現(xiàn)場,會出現(xiàn)瀝青混合料結(jié)團的現(xiàn)場,不僅影響排水性瀝青路面的局部排水能力,還可能造成路面產(chǎn)生不可預(yù)見性的病害。此外,瀝青路面罩面與下層瀝青混合料的粘結(jié)通常采用高粘度的乳化瀝青或熱瀝青,運輸車到場后還需采用在運輸車輪胎上人工噴灑隔離劑,減少運輸車的粘輪問題。

        2.4 攤鋪碾壓

        排水性瀝青混合料的攤鋪碾壓與普通密級配瀝青混合料基本一致,但應(yīng)選用適合排水性瀝青路面施工特點的機械和施工工藝。本工程的施工實踐表明,排水性瀝青路面的壓實對操作手的操作技術(shù)要求很高,容易出現(xiàn)局部過壓和漏壓的問題,而且采用膠輪揉搓對排水瀝青路面紋理特征的改善明顯,工程施工中盡量采用膠輪壓路機復(fù)壓穩(wěn)固。此外,為了徹底解決兩攤鋪機接頭不平順問題,采用全幅大功率攤鋪機或一個攤鋪機攤鋪行車道和超車道的聯(lián)合攤鋪工藝可以有效提高路面的攤鋪質(zhì)量,而對于作為瀝青路面壓實重要環(huán)節(jié)的新舊道路接頭問題,通過在老路面墊帆布、碾壓時潤濕帆布的方法可以有效改善新舊道路的拼接效果。

        3 道路質(zhì)量評價分析

        3.1 排水性瀝青混合料質(zhì)量的室內(nèi)試驗評定

        為確保排水性瀝青路面的施工質(zhì)量,在路面施工中,必須按照規(guī)定的檢測頻率對排水性瀝青混合料的礦料級配、瀝青用量、馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率、動穩(wěn)定度、飛散損失率等指標(biāo)進行測試,其中抽提試驗確定的礦料級配有時會出現(xiàn)超限的問題,其他試驗指標(biāo)代表性的測試結(jié)果見表1。

        表1 排水性瀝青混合料室內(nèi)試驗測試

        由表1可知,排水性瀝青混合料的凍融劈裂強度殘留比達到90%以上,車轍試驗的動穩(wěn)定度達到10862次/mm,遠超技術(shù)要求的5000次/mm,而飛散損失率在10%以下,浸水飛散損失率和凍融飛散損失率也在20%以下,所檢測的各項性能指標(biāo)均能滿足工程施工技術(shù)要求,表明該工程排水性瀝青混合料具有良好的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性和抗飛散性能。

        3.2 排水性瀝青路面質(zhì)量的現(xiàn)場試驗評定

        排水性瀝青路面最突出的優(yōu)點是排水性能好、抗滑能力強,通常采用路面滲水儀來測定滲水系數(shù),采用擺式摩擦儀測定靜態(tài)摩擦系數(shù),采用動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀測定動態(tài)摩擦系數(shù),采用專用縱向制動系數(shù)測試車測定縱向制動系數(shù)。壓實度是評定瀝青混合料壓實質(zhì)量的重要指標(biāo),同時也是空隙率控制的重要指標(biāo),路面綜合模量和彎沉是瀝青路面強度的重要指標(biāo),縱向制動系數(shù)是評價瀝青路面綜合抗滑性能的重要指標(biāo)。本工程中,對排水瀝青路面平均每300m進行取芯取樣,測試瀝青混合料的壓實度、空隙率和厚度等指標(biāo),滲水系數(shù)平均每170m檢測1點,擺式摩擦系數(shù)平均每220m檢測1點,動態(tài)摩擦系數(shù)平均每400m檢測1點,路面綜合模量平均每400m檢測1點,路面彎沉每車道每50m檢測1點,縱向制動系數(shù)由測試系統(tǒng)自動采集,每50m作為一個檢測段。此外,針對常規(guī)熱熔標(biāo)線容易出現(xiàn)的裂問題,本工程中采用了排水瀝青路面專用透水標(biāo)線,有效解決了熱熔標(biāo)線堵塞路面空隙的問題,而且避免車輛在經(jīng)過熱熔標(biāo)線時的打滑問題。路面現(xiàn)場試驗的各項檢測指標(biāo)代表性的測試結(jié)果見表2。

        表2 排水性瀝青混合料現(xiàn)場試驗測試

        由表2可知,排水性瀝青路面的壓實度基本在98%左右,空隙率在20.5左右,滲水系數(shù)在7000ml/min左右,擺式摩擦系數(shù)為66,遠大于原密級配瀝青路面測試值52,路面綜合模量達到4000MPa,約為原路面的2倍,路面彎沉達到7.0,遠小于原密級配瀝青路面測試值28,縱向制動系數(shù)為0.88,約為原密級配瀝青路面的1.5倍。因此,排水性瀝青路面的各項性能指標(biāo)均能滿足技術(shù)規(guī)范的要求,工程施工質(zhì)量較好。

        4 結(jié)論

        相比原密級配瀝青路面,排水性瀝青路面具有排水性能好、降噪效果好、抗滑性能好、高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點。為保證排水性瀝青路面的施工質(zhì)量,必須選用優(yōu)良的原材料,同時提高路面的施工工藝,并對工程施工中涉及到的相關(guān)問題進行深入分析與研究,采取合理的技術(shù)措施,從而確保排水性瀝青路面工程施工的質(zhì)量,延長路面的使用壽命。

        [1]馮韜.淺析OGFC開級配排水路面及其運用前景[J].城市道橋與防洪,2012(5):62-63.

        [2]周長學(xué).排水性瀝青路面在道路工程中的應(yīng)用[J].交通世界(建養(yǎng)機械),2012(9):257-259.

        [3]王明飛.排水性瀝青路面設(shè)計與施工[J].公路與汽運,2011(1):93-95.

        [4]王仕峰,馬慶豐,李劍新.排水路面用高粘度改性瀝青的研究與應(yīng)用進展[J].石油瀝青,2012,26(1):1-7.

        [5]馬德林,劉俊龍,馬海衛(wèi).排水性瀝青混合料(OGFC-13)生產(chǎn)質(zhì)量控制[J].公路,2009(6):75-78.

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