閆雄
(邢臺路橋建設(shè)集團有限公司,河北 邢臺 054000)
SBS 改性瀝青混合料面層作為新型優(yōu)質(zhì)路面施工材料,可以通過改性劑與路面瀝青混合料的摻雜提高路面的使用性能,從而提升路面耐久性、抗滑性、防滲性等性能,在高等級路面施工中應用廣泛,因此加強對SBS混合料面層施工技術(shù)的研究意義重大。
某高速公路工程設(shè)計為國家一級公路標準,該工程路線全長32.6km,雙向4 車道,設(shè)計行車速度為110km/h,公路建成后為當?shù)亟煌ㄒ溃瑸楸WC公路的抗?jié)B性、防滑性及耐久性,決定面層采用SBS 改性瀝青混凝土材料施工。本文對該工程SBS 改性瀝青混凝土面層施工技術(shù)展開分析。
2.1.1 施工準備
(1)機械準備:本工程SBS 改性瀝青混凝土路面施工采用的機械設(shè)備包括攤鋪機、碾壓機、運輸車以及其他小型機械工具,所有的機械設(shè)備使用前需要進行檢測與調(diào)試,大型設(shè)備組織聯(lián)合試運營,以保證機械的施工性能。安排專業(yè)人員負責機械的定期養(yǎng)護維修,確保機械的正常使用。
(2)場地準備:SBS改性瀝青混凝土面層施工前,對路面基層的施工質(zhì)量進行驗收,基層質(zhì)量驗收合格后將基層表面清理干凈,并鋪灑黏層油,以增加面層與基層之間的黏結(jié)性,使公路形成整體。黏層油的鋪灑應均勻無遺漏,鋪灑后養(yǎng)護7d,方可開始面層攤鋪作業(yè)[1]。
(3)技術(shù)準備:SBS 路面施工前,組織檢測隊伍對工程所在地進行勘察,明確場地周圍的環(huán)境條件,制定合理的施工方案,并組織施工人員進行技術(shù)交底作業(yè),根據(jù)施工方案在養(yǎng)護完成后的基層上方測量放樣,明確攤鋪施工中路面的中線、邊線、厚度等,為后續(xù)攤鋪施工做指導。
2.1.2 材料準備
(1)瀝青:使用改性瀝青,主要是向普通瀝青混合料中摻加改性劑,以改變?yōu)r青材料的性能。改性劑的添加量可通過試驗確定,本工程改性劑用量試驗中分別設(shè)置2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%用量的5組實驗,經(jīng)對改性后瀝青材料的高溫穩(wěn)定性、軟化點、耐久性等性能的分析,最終得出改性劑含量3.0%的瀝青材料性能最優(yōu),因此決定瀝青材料的改性劑摻加量為3.0%。
(2)粗集料:本工程粗集料選用質(zhì)地堅硬、耐磨性能好的玄武石,粗集料為碎石材料,主要作用是增加SBS 混合料的強度,材料入場前需通過試驗檢測,粗集料的檢測為每500t 抽檢1 次,檢測內(nèi)容包括集料的壓碎值、粒徑、強度指標等性能,滿足條件的材料進入施工現(xiàn)場分類存放[2]。
(3)細集料:細集料與粗集料不同,其主要作用是增加SBS 混合料的密實性,本工程選用的細集料為潔凈、無風化現(xiàn)象的河砂,入場前需要通過試驗檢測,細集料每200m3抽檢1 次,檢測內(nèi)容與粗集料一致,合格后入場存儲。
(4)其他材料:除瀝青、集料外,SBS 混合料的原材料還包括礦粉與水,其中礦粉作為填料,主要是增加混合料的黏附性,本工程選用的礦粉為石灰石粉末,選用的礦粉應保持干燥,且性能滿足要求;水使用普通干凈的飲用水,水中不得含有過量的化學物質(zhì),避免與其他材料產(chǎn)生化學反應,水的pH 值應呈中性[3]。
2.2.1 拌和
(1)原材料準備完成后,選擇拌和場地開始SBS混合料的拌和施工,本工程拌和場地距離施工場地約800m,采用間歇式拌和機作業(yè),機械的最大生產(chǎn)量為300t/h。拌和機使用前需進行校對,保證稱重裝置讀數(shù)的精準,校對后根據(jù)配合比設(shè)計的原材料用量稱取并投放至機械中。SBS混合料的拌和時間為45s,其中5s 干拌,40s 濕拌,拌和后混合料呈現(xiàn)均勻狀態(tài),無花白料、離析問題。
(2)SBS 瀝青混合料拌和過程中應合理控制混合料的溫度。與普通瀝青混合料不同,SBS 混合料的瀝青加入溫度為160~165℃,礦粉的加熱溫度為190~200℃,集料的加熱溫度為175~185℃,混合料拌和完成后要在拌和站試驗檢測,合格的SBS 瀝青混合料可以運輸至施工現(xiàn)場,此時混合料的出廠溫度宜在175℃以上[4]。
2.2.2 運輸
(1)拌和完成的SBS 混合料利用自卸式運輸車運送至施工現(xiàn)場,車輛裝料前要清理車廂,在車廂內(nèi)部涂刷防黏結(jié)劑,并設(shè)置檢測孔,通過檢測孔可以獲取混合料的溫度。檢測時,檢測設(shè)備需插入混合料150mm 以上的深度,檢測孔的位置設(shè)置在車廂側(cè)面中間位置,與車廂底部的距離控制在300mm以上[5]。
(2)SBS混合料裝車過程中采取分次裝車的方法,共分為3 次,即前、中、后裝料,裝載完成后利用篷布遮蓋,實現(xiàn)混合料的保溫目標,同時避免運輸過程中遭受環(huán)境的干擾。運送至施工現(xiàn)場后通過檢測孔測量車廂混合料的溫度,如檢測溫度在160℃以下,則不得用于攤鋪作業(yè),如檢測合格,則將運輸車掛空擋停放至攤鋪機前方。
2.2.3 攤鋪
(1)SBS 混合料運輸至施工現(xiàn)場,且等待卸料的車輛不少于5輛時,開始路面攤鋪作業(yè)。攤鋪施工前,先對攤鋪機進行預熱,預熱時間約為3~5min,預熱后機械的熨平板溫度可達110℃以上,預熱完成后需調(diào)整機械的夯錘和熨平板初始位置,然后結(jié)合放樣作業(yè)中規(guī)定的攤鋪路線及方向開始攤鋪作業(yè)。
(2)SBS 瀝青混合料攤鋪作業(yè)時,攤鋪機的行進速度應比普通路面更慢,控制在3m/min 即可,面層的虛鋪厚度系數(shù)為1.1~1.2,攤鋪過程中不得隨意變換攤鋪速度。攤鋪完成后,對路面的攤鋪質(zhì)量進行檢查,存在攤鋪不平整、漏鋪的位置人工找平攤鋪處理,待檢測路面平整度滿足要求后及時碾壓施工。
2.2.4 碾壓
SBS 混合料面層碾壓施工時遵循緊跟慢壓、高頻低幅的碾壓原則,碾壓方法為先靜壓1~2 遍調(diào)整平整度,再復壓4~6 遍增加壓實度,最后靜壓2 遍收面。碾壓過程中機械的碾壓速度控制在2.5~3.0km/h,路面混合料的溫度應始終處于100~160℃,碾壓時從路面兩側(cè)30~40cm 的位置向中間碾壓,避免直接從外側(cè)碾壓而破壞路面兩側(cè),碾壓完成后需要及時開展養(yǎng)護作業(yè),待路面溫度降至50℃以下后,開放交通[6]。
2.3.1 滲水系數(shù)
本次SBS 改性瀝青混凝土面層施工完成1 年后,為明確路面使用性能的變化,對路面的滲水系數(shù)進行檢測,并與施工完成時的檢測結(jié)果相對比。滲水系數(shù)主要代表路面滲水性能,如滲水系數(shù)過大,則路面極易發(fā)生水損害問題。檢測過程依據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60—2008)規(guī)范進行,檢測結(jié)果如表1。
表1 滲水系數(shù)檢測結(jié)果
由表1 檢測結(jié)果可得,SBS 改性瀝青混凝土路面經(jīng)1 年的使用后,路面的平均滲水系數(shù)為73.6ml/min,與施工完成時的平均滲水系數(shù)71.2ml/min 相比,相差2.4,但均滿足設(shè)計要求,表明SBS改性瀝青混凝土路面滲水性能良好。
2.3.2 抗滑擺值
路面的抗滑性能是反應路面性能的重要指標,與路面的行車安全密不可分,因此,此次檢測中也采用了擺式儀對SBS 瀝青混凝土路面的抗滑性能進行檢測,并與施工完成時的檢測結(jié)果相對比。檢測過程依據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60—2008)規(guī)范進行,檢測結(jié)果如表2。
由表2 檢測結(jié)果可得,SBS 改性瀝青混凝土路面經(jīng)1 年的使用后,路面的平均抗滑擺值為61.1BPN,與施工完成時的平均抗滑擺值63.2BPN 相比,相差2.1,但均滿足設(shè)計要求,表明SBS改性瀝青混凝土路面抗滑性能良好。
綜上所述,在高等級路面施工中施工SBS 瀝青混合料面層,可以有效提升路面使用性能,滿足公路的施工要求,有利于公路行業(yè)的進一步發(fā)展。為保證SBS 路面的施工質(zhì)量,應有效把控施工細節(jié),提升SBS 混合料的適用性,以實現(xiàn)公路的社會效益和經(jīng)濟效益。