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        SBS改性瀝青混凝土施工技術(shù)

        2021-01-27 12:15:50孫濤劉健
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2020年6期
        關(guān)鍵詞:攤鋪碾壓瀝青

        文/孫濤、劉健

        1 前言

        SBS 改性瀝青含有多種無機(jī)材料,對改善公路路面性能有積極作用。同時在此類材料應(yīng)用過程中,通過相關(guān)添加劑的加入讓瀝青的流變性發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使瀝青材料的抗疲勞性、抗老化性得到加強(qiáng)。在公路工程施工中,通過SBS 瀝青材料的應(yīng)用可以提升工程的質(zhì)量。因此,對SBS 改性瀝青混凝土施工過程進(jìn)行分析,探尋出有效的技術(shù)措施意義重大。

        2 優(yōu)勢和特點(diǎn)

        2.1 具備很強(qiáng)的高低性能,溫度感應(yīng)變化強(qiáng)。

        2.2 擁有一定的韌性與彈性,在受到外界荷載變形壓力時,短期恢復(fù)原始狀態(tài),可避免永久性變形問題。

        2.3 能夠承受較大的拉伸力,在環(huán)境惡劣的背景下保持該項特征。

        2.4 具備很強(qiáng)的抗老化能力,在相同條件下體現(xiàn)的性能優(yōu)于其他類型材料。

        3 項目實例

        某標(biāo)段項目長3.8km,屬于雙項四車道,路基設(shè)計寬度為24m。該工程路面結(jié)構(gòu)主要以SMA-16/SMA-13 結(jié)構(gòu)為主,選擇SBS 瀝青材料進(jìn)行施工,以下對該技術(shù)的操作方式進(jìn)行分析。

        4 施工方案設(shè)計

        4.1 厚度設(shè)計

        在SBS 改性瀝青材料施工的過程中,做好厚度的設(shè)計工作非常關(guān)鍵。攤鋪厚度的合理控制能夠提升路面的綜合性能,同時減少工程造價。因此,在厚度設(shè)計上,該工程結(jié)合實例分析,厚度設(shè)計范圍在12~18cm 范圍內(nèi)。

        4.2 面層設(shè)計

        在面層設(shè)計環(huán)節(jié),需要按照自然情況與交通情況進(jìn)行確定。對于該項目工程而言,在經(jīng)過相關(guān)現(xiàn)場勘察后,對公路面層設(shè)計采用的是AK-13A 結(jié)構(gòu)形式。該方式的應(yīng)用,能夠避免路面滲水問題,還可以預(yù)防車轍問題出現(xiàn)[1]。

        4.3 配合比設(shè)計

        4.3.1 目標(biāo)配合比的設(shè)計。在改性混凝土施工環(huán)節(jié)中配合比設(shè)計是非常重要的一項內(nèi)容,給工程的質(zhì)量造成的影響是比較明顯的。因此,在配合比設(shè)計上,先在料堆中抽樣檢測;其次在配制試件的過程中,需要將材料溫度提升到180℃,隨后對其進(jìn)行全面檢測,查看其軟化點(diǎn)、溫度是否達(dá)到驗證指標(biāo)的要求。同時在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后,確定最終的配比方案。

        4.3.2 設(shè)計方案驗證。按照上述提出的試驗結(jié)果,將最終的施工方案確定。另外,在具體作業(yè)環(huán)節(jié)需要按照規(guī)范的要求對瀝青混凝土拌和,然后進(jìn)行攤鋪試驗。在設(shè)計方案驗證的過程中,從多個角度對方案的特征與缺點(diǎn)進(jìn)行分析,確定可行性的方案。需要注意的是,若設(shè)計方案達(dá)不到施工規(guī)范要求,則按照方案存在的問題進(jìn)行優(yōu)化,保證設(shè)計方案具備操作性。

        5 SBS 改性瀝青混凝土技術(shù)分析

        該技術(shù)應(yīng)用過程中,需要嚴(yán)格根據(jù)施工方案要求做好施工準(zhǔn)備工作,同時對施工過程進(jìn)行嚴(yán)格控制,保證該技術(shù)的應(yīng)用效果可以發(fā)揮出來。

        5.1 施工準(zhǔn)備

        在具體施工階段,做好施工準(zhǔn)備工作是促進(jìn)項目開展的關(guān)鍵。因此,在材料準(zhǔn)備方面,需要按照SBS 材料的要求,對相關(guān)配置的材料性能進(jìn)行全面分析,劃分使用材料的數(shù)量與規(guī)格,并且對于其他材料的使用滿足技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范。此外,當(dāng)材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場后,及時對材料進(jìn)行抽樣檢測,確保材料的整體性符合施工要求。

        在機(jī)械設(shè)備方面,需要檢測攪拌機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車、攤鋪機(jī)與壓路機(jī)等設(shè)備的性能,查看機(jī)械是否帶病作業(yè),及時更換易損件,保證施工時的機(jī)械使用效率。

        在人員配置上,設(shè)定好相關(guān)項目經(jīng)理,合理分配施工任務(wù);要求施工人員熟悉施工方案,對工藝操作要點(diǎn)進(jìn)行把握;安排專門的管理人員,做好事前、事中、事后的質(zhì)量、安全控制,所有人員需持證上崗。

        5.2 拌和施工

        在SBS 瀝青材料施工的過程中,需要嚴(yán)格做好瀝青材料、集料以及加熱溫度與出廠溫度的控制。在瀝青材料拌和施工的環(huán)節(jié),控制拌和的時間,保證材料拌和的均勻性,同時還需要按照實際情況添加礦物料與添加劑。需要注意的是,混凝土拌和施工的溫度需要控制在150℃左右,拌和完畢后需要放在指定的儲存空間[2]。

        5.3 運(yùn)輸

        在SBS 改性瀝青材料運(yùn)輸之前,將運(yùn)輸車清理干凈。同時對材料的出廠溫度進(jìn)行測定,在溫度測定環(huán)節(jié)采取熱電偶溫度計插入混凝土體內(nèi)15cm,隨后記錄相關(guān)溫度。其次在混凝土材料裝車的過程中,需要讓運(yùn)輸車開到指定位置,裝料從兩端裝起,最后再裝中間位置,控制離析問題?;炷敛牧涎b車完畢后,采用防火布進(jìn)行覆蓋,避免運(yùn)輸時出現(xiàn)安全問題。最后在運(yùn)輸環(huán)節(jié),需要做好運(yùn)輸路線的規(guī)劃,一般路線盡可能在30 分鐘之內(nèi)到達(dá)施工現(xiàn)場,避免線路過長部分瀝青混凝土出現(xiàn)離析問題。

        5.4 攤鋪施工

        在SBS 混凝土攤鋪施工的過程中,按照設(shè)計方案的要求控制攤鋪的厚度。一般來說,該環(huán)節(jié)施工時需要將鋼絲繩搭設(shè),然后采用非接觸式的自動找平方法輔助施工,保證厚度達(dá)到設(shè)計方案要求。具體攤鋪時攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度宜控制在1~3m/min之間。同時,在攤鋪環(huán)節(jié)不能突然加速、也不可突然停車。為了提升攤鋪質(zhì)量,減少瀝青混凝土離析問題的出現(xiàn),在施工環(huán)節(jié),需要對出料口的高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),并且嚴(yán)格控制出料量,一般來說,布料器的控制高度是攤鋪機(jī)械整體的70%位置即可,通過這種控制方式可減少瀝青問題出現(xiàn)。

        5.5 碾壓

        在碾壓施工過程中,由于改性瀝青的高溫穩(wěn)定性非常強(qiáng),所以安排碾壓機(jī)跟隨攤鋪機(jī)同步施工。在同步作業(yè)階段,需要在設(shè)計定的范圍中將材料碾壓成型。由于改性劑聚合物能夠?qū)r青的軟化點(diǎn)提升,所以拌和料相比常規(guī)的瀝青混合料的硬度要高。因此,嚴(yán)格控制耐壓的遍數(shù)與整體工程質(zhì)量有重要關(guān)系。按照相關(guān)分析可知,在材料攤鋪以及到復(fù)壓施工的過程中,其溫度損失大約為20℃,當(dāng)施工環(huán)境特殊時溫度損失就會增加。在本工程施工中,為了提升碾壓質(zhì)量,選擇10t 的雙鋼輪振動壓路進(jìn)行碾壓,按照初壓、復(fù)壓、終壓的碾壓方式開展工作。在初壓階段進(jìn)行1~3 遍的耐壓,碾壓時對材料的溫度進(jìn)行控制;其次進(jìn)行復(fù)壓,該操作過程是在初壓的基礎(chǔ)上實踐的,碾壓1~5 遍,同時進(jìn)行振動施工;最后是復(fù)壓,在復(fù)壓環(huán)節(jié)碾壓1~2 遍,具體按照工程情況與施工要求核對[3]。復(fù)壓階段需要保證壓實機(jī)械緩慢行駛,中途不可停車、調(diào)頭、急剎,以免造成路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題。需要注意的是,在復(fù)壓環(huán)節(jié),針對初壓、復(fù)壓碾壓不到的位置,采用人工找平的方式將耐壓不到的地方壓實。在該工程施工中,混合料的碾壓方式主要按照初壓與終壓的方式進(jìn)行。在初壓環(huán)節(jié),主要采用的是兩輪壓路機(jī)在攤鋪布料機(jī)后面進(jìn)行靜壓施工以及輕壓施工。當(dāng)壓實路面與標(biāo)高設(shè)計一致后,再對橫坡進(jìn)行檢測,隨后調(diào)用重型壓實設(shè)備進(jìn)行壓實。在操作上該工程選擇的終壓壓實設(shè)備是18t 的振動壓路機(jī),在碾壓上厚度控制在20cm 的范圍內(nèi)。

        5.6 接縫施工

        縱向接縫:該施工環(huán)節(jié)可以選擇2 臺攤鋪機(jī)同步作業(yè),在項目開展階段為了提高路面的總體質(zhì)量,需要在路面中將一定寬度的混凝土鋪設(shè)(后續(xù)為10~20cm),而后在采用熱接縫處理的方式進(jìn)行縱向接縫施工。一般來說,在縱向施工階段,其重疊的寬窄可以確定在5~10cm之間,在進(jìn)行相應(yīng)的碾壓處理操作。

        橫向接縫:在橫向接縫施工階段中,通常采取的技術(shù)方案是冷接縫處理機(jī)械進(jìn)行操作的,但是冷接縫施工技術(shù)的應(yīng)用要求很高,所以在橫向接縫處理施工中需要做好以下幾點(diǎn)的控制:

        5.6.1 在施工環(huán)節(jié),對于已經(jīng)成型的瀝青層進(jìn)行檢測,檢測方式采用直尺進(jìn)行檢查,當(dāng)相關(guān)位置的平整度處于3mm 以上時,需要將該區(qū)域的結(jié)構(gòu)鏟除,對表面進(jìn)行清理,最后把瀝青涂抹到結(jié)構(gòu)層當(dāng)中[4]。

        5.6.2 通過測量的方式,把接縫位置混凝土層的厚度確定出來,同時根據(jù)施工攤鋪系數(shù)厚度將橫向接縫的位置確定,再進(jìn)行橫向接縫施工。在該區(qū)域施工環(huán)節(jié),需要先將原有路面的材料清理完畢,并且對接縫位置的跨度、距離進(jìn)行確定,采用攤鋪相關(guān)材料,最后選擇縱向碾壓施工的方式進(jìn)行施工。要注意的是,在橫向接縫處理階段,對于碾壓的速度與次數(shù)需要嚴(yán)格控制,使其達(dá)到工程規(guī)范要求。

        5.7 交通管制

        當(dāng)公路耐壓完畢后,做好交通封閉,禁止一切車輛通行。針對當(dāng)天耐壓成型的路面,在瀝青溫度沒有下降或是路面結(jié)構(gòu)沒有固定時,禁止在其表面堆放東西。一般來說,有條件的地方,可以在24 小時后開放交通。

        6 質(zhì)量控制

        6.1 瀝青粘結(jié)料的用量控制

        做好SBS 改性瀝青用量的控制是非常重要的一項內(nèi)容,因此,在具體項目施工的過程中,按照施工方案的要求,嚴(yán)格規(guī)范材料用量非常關(guān)鍵,這也是提升路面強(qiáng)度的指標(biāo)之一。在具體操作環(huán)節(jié),若瀝青量用量過少,施工環(huán)節(jié)可能存在粘度不足,導(dǎo)致路基、路面工程的強(qiáng)度、耐久性達(dá)不到規(guī)范要求。所以,在瀝青用量確定的過程中,除開按照工程施工要求外,還需要按照工程的特點(diǎn)一級施工季節(jié)與當(dāng)天氣候進(jìn)行選擇。最后,在用量確定的過程中,按照施工溫度確定瀝青用量也是非常關(guān)鍵的方法之一,這主要是按照瀝青軟化點(diǎn)的溫度要求,對瀝青用量控制,在相應(yīng)的范圍內(nèi)減少熱脹冷縮的問題和施工后路面出現(xiàn)坍塌、沉陷病害。

        6.2 石料控制

        對于瀝青混凝土工程來說,在項目開展的環(huán)節(jié),除開使用SBS 改性瀝青之外,還會使用石料進(jìn)行拌和施工。這主要是提升公路路面的承受力,石料的添加可以將外界產(chǎn)生的荷載問題消除,減少路面變形的情況出現(xiàn)。但是,在石料添加與使用的環(huán)節(jié)中,相關(guān)人員需要做好石料整體性能的鑒定,保證石料的粒徑、強(qiáng)度達(dá)到施工要求并且選擇的石料需要具備干燥性,達(dá)到路面施工強(qiáng)度的目標(biāo)[5]。

        6.3 碾壓控制

        在碾壓施工控制的過程中,需要按照具體施工方案的要求,對SBS 改性瀝青施工質(zhì)量進(jìn)行控制。一般來說,在初壓質(zhì)量控制的階段,做好碾壓次數(shù)的控制以及耐壓溫度的控制非常關(guān)鍵。具體如下:

        6.3.1 在碾壓施工的過程中,需要對基層進(jìn)行清理,同時在完成基礎(chǔ)清理后對基層標(biāo)高進(jìn)行核對。

        6.3.2 按照工程項目的實際情況,對壓實設(shè)備的噸位進(jìn)行選擇,并且確定好鋪設(shè)厚度。

        6.3.3 回填材料后,按照推平、預(yù)留碾壓的方式進(jìn)行施工。

        6.3.4 按照公路路面碾壓密度的要求進(jìn)行碾壓施工,同時按照施工人員對施工過程進(jìn)行記錄。

        7 結(jié)語

        總的來說,在公路工程項目建設(shè)的過程中,通過SBS 改性瀝青混凝土的應(yīng)用,大大提升了路面結(jié)構(gòu)的性能,無論是從耐久性或是從抗滑性方面而言起到的效果都是顯著的。但是,SBS 瀝青混凝土技術(shù)的應(yīng)用受限于施工環(huán)境,對于技術(shù)的操作要求以及材料的施工溫度還是存在差異性的。因此,在往后的研究中,需要加大力度對該技術(shù)的應(yīng)用情況深入分析,提出更加有效的施工方案,以助力我國交通工程項目的建設(shè)。

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