文/賀蘭寧
傳統(tǒng)瀝青施工工藝應(yīng)用建設(shè)的瀝青路面不僅水霧大,而且雨水排放效果不佳,防滑性能較差,車輛行駛噪音較大,未能給予人們通行可靠的安全保障[1]。另外,路面使用一段時(shí)間以后,容易產(chǎn)生不同類型病害,耐久性較差。為了彌補(bǔ)出傳統(tǒng)施工工藝存在的不足,我國推出了低噪聲防滑瀝青路面建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),嘗試從施工工藝角度出發(fā)進(jìn)行改進(jìn),目前尚未得以完善[2]。本文按照施工階段不同,在各個(gè)環(huán)節(jié)提出新的施工工藝,希望對瀝青路面施工工藝優(yōu)化有所幫助。
某道路工程中設(shè)置1km 公路作為試驗(yàn)路段,鋪筑防滑降噪瀝青。該工程路面寬度均值為12m,設(shè)計(jì)車輛行駛速度60km/h,路層總厚度為9cm。按照結(jié)構(gòu)層次不同,將路層劃分為兩部分,分別是上層結(jié)構(gòu)、下層結(jié)構(gòu)。其中,上層路面厚度為4cm,填充的材料為防滑降噪瀝青材料;下層路面厚度為5cm,填充的材料為中粒式瀝青材料,即A-70#瀝青。關(guān)于該工程所屬地理位置,采用調(diào)研分析法,獲取地理位置,即北緯30°以南。該地區(qū)春季溫和,初夏雨水較多,冬季寒冷,屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候。從近幾年的交通信息來看,此路面交通荷載量較大,因此該工程建設(shè)對瀝青路面的防滑降噪性能要求較高。
本次試驗(yàn)研究選取SBS 改性瀝青作為試驗(yàn)材料,通過性能測試可知,該材料動(dòng)力粘度偏低,無法滿足長期使用需求。為了提高瀝青耐久性,在滿足防滑降噪性能需求基礎(chǔ)上,延長使用壽命,本研究對其性能改變方法進(jìn)行探究,即展開瀝青材料制備方法研究。關(guān)于生產(chǎn)級(jí)配調(diào)節(jié)的測試研究,以降噪、防滑、耐久性作為限定指標(biāo),設(shè)定目標(biāo)級(jí),按照目標(biāo)級(jí)要求進(jìn)行調(diào)配,料倉1∶料倉2∶料倉3∶料倉4∶礦粉的用量比為43%∶35%∶4%∶13%∶5%。
按照上述瀝青材料生產(chǎn)級(jí)配方案,經(jīng)過調(diào)試分析,設(shè)定3 組石油比穩(wěn)定度測試試驗(yàn),以石油比與材料飛散損失、析漏損失之間的關(guān)系生成的曲線變化特點(diǎn)為判斷依據(jù),通過觀察曲線的拐點(diǎn),判斷最佳瀝青材料用量。試驗(yàn)中,石油比為5.3%、5%、4.9%。按照技術(shù)要求,飛散損失必須低于20%,析漏損失不得高于0.8%,空隙率在20%以上。
按照不同石油比配備瀝青材料,對其該項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試。測試結(jié)果顯示,石油比為4.9%時(shí),各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),較其他兩種試驗(yàn)材料性能更佳,因此確定石油比為4.9%。按照此配比方案制備瀝青材料,對馬歇爾性能進(jìn)行測試,結(jié)果如表1 所示。
表1 馬歇爾性能指標(biāo)檢測測試結(jié)果
測試結(jié)果顯示,本文提出的瀝青材料配比方案能夠滿足馬歇爾各項(xiàng)性能指標(biāo)要求,從當(dāng)前攪拌效果來看,表面光澤,材料攪拌比較均勻,瀝青添加量比較適中,可以作為試鋪材料。
由于防滑降噪瀝青材料空隙較大,排水管道位于上層兩側(cè),這種設(shè)計(jì)方案雖然可以提高降噪性能和防滑性能,但是對下層路面的強(qiáng)度提出了要求。為了滿足施工質(zhì)量要求,相關(guān)施工人員需要在準(zhǔn)備工作開展期間,去除路面塵土、垃圾,盡可能保證無雜質(zhì)和松散顆粒;然后,利用瀝青灑布車,噴灑乳化瀝青,經(jīng)過滲水檢測,確定滲水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再繼續(xù)攤鋪瀝青材料。這個(gè)過程是在使用前的試驗(yàn)過程,經(jīng)過一番測試后,確定最佳防滑降噪處理方案。
本施工工藝采用間歇式設(shè)備攪拌混合料,根據(jù)材料制備需求設(shè)定攪拌環(huán)境溫度,當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后,開始設(shè)備攪拌作業(yè)模式。按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004),向攪拌器皿中加入熱電偶溫度計(jì),檢測當(dāng)前攪拌溫度是否達(dá)到瀝青混合料制備溫度標(biāo)準(zhǔn)。過高溫度將導(dǎo)致瀝青氧化,過低溫度則會(huì)降低瀝青黏力。按照規(guī)范中溫度范圍,調(diào)控瀝青攪拌溫度,該溫度較普通瀝青溫度高出1020℃。考慮到施工期間可能出現(xiàn)冒青煙、析漏、離析等情況,本施工方案設(shè)計(jì)瀝青生產(chǎn)周期75s,材料存儲(chǔ)時(shí)間限定24h,同時(shí)限定降溫幅度10℃。
預(yù)熱攤鋪機(jī),設(shè)置預(yù)熱時(shí)間為0.51h。開啟預(yù)熱模式后測量熨平板溫度,如果溫度超過100℃,則根據(jù)路面實(shí)際情況,調(diào)節(jié)熨平板作業(yè)振頻、振幅、仰角、橫坡度、高度等多項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)。對于本工程施工條件,振動(dòng)等級(jí)設(shè)置為5 級(jí),振搗5 級(jí),采用均勻攤鋪?zhàn)鳂I(yè)模式,控制螺旋布料器兩側(cè)與送料器高度關(guān)系,要求在送料器2/3 以上。作業(yè)期間,攤鋪溫度控制在160℃,速度13m/min 左右。
本施工工藝將瀝青路面碾壓劃分為3 個(gè)環(huán)節(jié),分別為初壓(初步成型)、復(fù)壓(調(diào)節(jié))、終壓(鞏固)。
4.4.1 初壓,碾壓23 遍,作業(yè)速度23km.h-1。
4.4.2 復(fù)壓,碾壓46遍,作業(yè)速度2.5~3.5km.h-1。
4.4.3 終壓,碾壓23 遍,作業(yè)速度23km.h-1。
檢測瀝青路面溫度下降至50℃以下,并且測得排水性能達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)后,開放交通。其中,路面排水處理采用洗刨施工工藝,對路緣石采取洗刨處理,要求路緣石不得高于路表面,下降高度約為1cm。
采用上述工藝施工,取部分瀝青混合料作為檢測對象,通過開展馬歇爾試驗(yàn)對試件成型情況進(jìn)行檢測,通過檢測礦料級(jí)配情況,并在施工現(xiàn)場檢測路面性能,檢測結(jié)果如表2、表3 所示。
表2 馬歇爾試驗(yàn)檢測結(jié)果
表3 成型路面性能檢測結(jié)果
從上述測試結(jié)果來看,本文提出的施工工藝符合路面施工要求,瀝青混合料性能達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn),可以采用上述瀝青制備方法和施工工藝開展施工工作。由于工程環(huán)境不同,對工藝應(yīng)用質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提出了差異化要求,因此為了保證施工工作順利開展,有效控制工藝應(yīng)用質(zhì)量,本文提出了一些質(zhì)量控制建議。
首先,需要保證施工方案可靠性,對施工方案每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢驗(yàn),待審核無誤后開始投入使用。首先,如果發(fā)現(xiàn)方案存在問題,應(yīng)立即調(diào)整方案,重新檢驗(yàn)每一個(gè)環(huán)節(jié)可靠性;其次,檢查施工設(shè)備,經(jīng)過一番調(diào)試,確定設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí),根據(jù)作業(yè)需求合理設(shè)置相關(guān)參數(shù);最后,檢查施工材料,保證質(zhì)量,同時(shí)檢查施工人員分配合理性。
為了達(dá)到混合料拌和標(biāo)準(zhǔn),大量材料拌和之前,準(zhǔn)備一個(gè)足夠大的容器,干拌熱料,經(jīng)過反復(fù)調(diào)整,使材料拌和機(jī)作業(yè)參數(shù)滿足要求。其中,攪拌溫度是本工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵。另外,還要檢查洗鍋和篩網(wǎng)操作是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
測量熨平板表面溫度,當(dāng)溫度顯示在120℃以上時(shí),開啟作業(yè)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)模式。在此過程中,控制攤鋪機(jī)勻速作業(yè),未達(dá)到道路終端之前,不可以停機(jī);同時(shí),實(shí)時(shí)測量攤鋪溫度,要求瀝青溫度不得低于160℃。
為了保證本文提出的施工工藝應(yīng)用質(zhì)量,在瀝青道路投入使用之前,應(yīng)對路面溫度進(jìn)行測試,除了控制溫度在50℃以下外,還需要對車輛的行駛軌道進(jìn)行限定。在通行5日內(nèi),布設(shè)禁止急轉(zhuǎn)彎、停車指示牌。如果在此期間出現(xiàn)特殊情況,應(yīng)立即封閉相同道路,修補(bǔ)后再通行。
本文圍繞防滑降噪瀝青施工問題展開探究,根據(jù)施工需求,提出此類型瀝青混合料的制備方法,經(jīng)過性能測試分析,檢驗(yàn)該混合料配制方法的可靠性。另外,本文以某道路工程為例,提出混合料應(yīng)用下施工工藝,以準(zhǔn)備工作、拌和、攤鋪、碾壓、檢測與處理作為研究指標(biāo),設(shè)計(jì)施工工藝。測試結(jié)果表明,該施工工藝符合防滑降噪需求。為了保證施工工藝順利實(shí)施,本文還提出了一些應(yīng)用期間的質(zhì)量控制建議,改善和提升了瀝青路面施工質(zhì)量。