程 俊
(湖北荊宜高速公路有限公司,湖北 宜昌 444100)
高速公路是最基礎(chǔ)的交通要道,給人們的生產(chǎn)生活帶來了很多便利,貨物的運輸、人們的出行都離不開高速公路。高速公路的使用頻率很高,這也給高速公路的路面造成了很大的壓力。時間一長,高速公路路面就會出現(xiàn)不同程度的損害。同時,大多數(shù)高速公路都是裸露的,沒有保護層,受自然現(xiàn)象的作用較大,這也提高了高速公路養(yǎng)護工作的難度。文章以荊宜高速公路為例,結(jié)合環(huán)境、性價比等因素分析SMA-5混合料在高速公路養(yǎng)護中的應(yīng)用問題。
荊宜高速公路(荊門-宜昌高速公路)建成于2008年,路面前期維修采用的是8cm+6cm+4cm瀝青混凝土。目前,該公路部分路段出現(xiàn)了松散、坑槽等路面病害,路面平整性較差,存在局部車轍和橋頭跳車問題。路面通行交通量大,如果進行長時間的路面養(yǎng)護維修工作必然會影響公路的通行能力。同時,高速公路維修養(yǎng)護資金有限,只能對局部損害嚴重的路段進行維修。如果部分路段維修不及時就會造成大面積的損害。綜合考慮之后,決定采用對路面病害做挖補灌封后加鋪橡膠瀝青碎石封層,再加2.5cmSMA-5混合料進行罩面施工。
SMA-5混合料配比設(shè)計所用原材料主要包括3~5mm玄武巖、SBS改性瀝青、石灰粉、0~3mm玄武巖、木質(zhì)素纖維、石灰?guī)r礦粉等。
通過水篩法對原材料進行篩分,并按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40—2004)確定玄武巖3~5mm、玄武巖0~3mm、礦粉以58∶30∶12為最佳配級。
按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40—2004)對瀝青混合料進行動穩(wěn)定性與水穩(wěn)定性檢驗。
(1)動穩(wěn)定度分析。瀝青混合料的動穩(wěn)定度主要用來檢驗其抗車轍能力,結(jié)果如表1所示。
SMA-5瀝青混合料的動態(tài)穩(wěn)定度均值為4088次/mm,大于規(guī)范規(guī)定的3000次/mm,因此SMA-5瀝青混合料的動穩(wěn)定度更強。
(2)凍融劈裂強度分析。凍融劈裂強度用來進行水穩(wěn)定性試驗。試驗分為2組,第一組為1、3、5、7四個試件;第二組為2、4、6、8四個試件,試驗結(jié)果如表2所示。
表1 車轍檢驗結(jié)果
表2 凍融劈裂強度試驗結(jié)果
SMA-5瀝青混合料的凍融劈裂強度比水穩(wěn)定性試驗結(jié)果為TSR=83.7%,大于規(guī)定的80%。
在施工前需要先對舊路面上的標線、反光道釘?shù)冗M行銑刨、拆除,做好舊路面清理工作;然后撒布橡膠瀝青進行封層。其中,橡膠瀝青的撒布量為1.8~2.2kg/m2;碎石的直徑Φ=0.8~1.2cm,且碎石的撒布量為10~14m3/km2。
瀝青加熱溫度在(168±3)℃,集料加熱溫度>190℃,混合料出廠溫度為(180±5)℃,儲料溫度降低幅度<10℃,廢棄溫度為200℃。在粗集料加入之后加入纖維,并在6s左右加入礦粉?;旌狭蠑嚢钑r溫度不能過高,過高會出現(xiàn)枯料與花白料等情況。
SMA-5混合料的黏性較大,因此在運輸時應(yīng)先在車廂和底板上涂抹油水混合物,避免出現(xiàn)黏連。運輸車輛到達現(xiàn)場后先進行混料問題檢查,確保溫度滿足鋪攤要求。若在運輸中出現(xiàn)淋雨或者結(jié)塊,則做廢料處理。SMA-5混合料的粒徑較小,且比較均勻,不會出現(xiàn)離析現(xiàn)象。不過鋪設(shè)中邊緣部位的粗料較多,且碾壓時邊緣部位也最為薄弱。因此,邊緣部位的鋪設(shè)需要采用人工方式。
在該項目施工中采用2臺ABG-423進行單幅全斷面階梯式攤鋪。第一臺攤鋪機采用非接觸式平衡梁進行厚度控制,第二臺攤鋪機采用內(nèi)側(cè)走滑靴,外側(cè)非接觸式平衡梁的方式進行厚度控制,兩臺攤鋪機之間的距離在2~3m。同時,考慮到SMA-5混合料的壓實空間小,松鋪系數(shù)小,因此還需要對厚度進行定點測量。
SMA-5混合料鋪設(shè)溫度>165℃,鋪設(shè)速度在2~2.5m/min,采用連續(xù)鋪設(shè)模式。罩面層厚度為2.5cm,松鋪系數(shù)位1.2,松鋪厚度為3cm,攤鋪機夯錘強度為4。攤鋪前先對熨平板進行加熱,確保其溫度在100℃以上,同時將標準木板墊在熨平板下進行料位調(diào)整。在攤鋪時,攤鋪要勻速進行,不能時快時慢,更不能隨意停車。側(cè)面位置的混合料要在螺旋布料器的2/3高度上,確保路面寬度范圍內(nèi)混料高度一致,防止離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。
SMA-5混合料鋪設(shè)結(jié)束之后,把水灑在預(yù)攤鋪段尾部,對端部混料進行人工鏟齊和碾壓,并用3m直尺進行平整度檢查和處理,確保施工直角鏈接。
SMA-5混合料攤鋪結(jié)束之后,需要對其溫度進行測量和碾壓?;炝夏雺旱目刂浦饕囟瓤刂坪蛪簩嵥俣瓤刂疲雺哼^程包括初壓、復(fù)壓與終壓。不同階段碾壓要求如表3所示。
表3 碾壓要求
碾壓作業(yè)中,壓路機驅(qū)動輪面朝攤鋪方向,往返軌跡要重合,在壓路機進入壓實路段后進行側(cè)移。初壓作業(yè)完成后對路拱進行檢查和修正,復(fù)壓操作采用的是鋼輪壓路機,可以使鋪設(shè)層滿足設(shè)計要求,終壓操作采用的也是鋼輪壓路機,不過操作方式為靜壓,其目的在于提高路面的平整性,消除路面碾壓痕跡。
SMA-5混合料鋪設(shè)、碾壓結(jié)束之后,在溫度<60℃時才可以開放交通。若需提前開放,則需要通過灑水操作降低混合料溫度。
SMA-5混合料瀝青路面性能優(yōu)越、施工方便、厚度薄,且造價低、經(jīng)濟效益好。文章設(shè)計SMA-5混合料配比為玄武巖3~5mm、玄武巖0~3mm、礦粉58∶30∶12,動穩(wěn)定性與水穩(wěn)定性試驗也表明該配比設(shè)計的各項指標滿足規(guī)范要求,可以應(yīng)用于大面積施工。因此,文章對荊宜高速公路維修工程SMA-5罩面層及其施工工藝進行了討論。在使用SMA-5混合料進行高速公路養(yǎng)護時,除了采用科學(xué)合理的混合料配,還要嚴格管控配料混合、運輸、攤鋪、碾壓以及后續(xù)保護等各項工藝的規(guī)范操作,以便最大化發(fā)揮SMA-5混合料瀝青路面的優(yōu)越性能。