歐陽毅
(廣東冠粵路橋有限公司,廣東 廣州 511400)
云浮羅定至茂名信宜(粵桂界)高速公路工程TJ14合同段樁號k93+920~k129+820,路線全長35.9km,項目采用雙向四車道高速公路標準建設,設計時速100km。整體式路基寬26m,主線路面結(jié)構(gòu)為4.5cmGAC-16C(SBS改性瀝青)+5.5cmGAC-20C(SBS改性瀝青)+8cmGAC-25C瀝青下面層+38cm水泥穩(wěn)定級配碎石基層+20cm水泥穩(wěn)定級配碎石底基層+20cm級配碎石墊層。
改性瀝青混凝土具有以下多重突出的優(yōu)勢,在公路路面施工中應用廣泛:
改性瀝青混凝土屬于混合料,集多類材料于一體,即高彈性聚合物改性瀝青和集料組,以合理的配比選用材料并混合后用于施工,成型的結(jié)構(gòu)具有足夠的密實性及不滲水的特性,能夠與基層緊密結(jié)合,有效避免變形問題,因而裂縫的發(fā)生幾率較低,即便存在裂縫,得益于改性瀝青混凝土良好的自愈能力,也可在一定程度上恢復原狀,避免裂縫異常擴展。
在應用改性瀝青混凝土后,由于結(jié)構(gòu)的密實性,可有效阻止地表水的下滲及毛細水的上升,此時路面受水損害的程度較輕,結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。
在應用特種改性材料后,瀝青含量可達到0.8%以上,黏結(jié)性能較好,能夠使瀝青層和水泥混凝土路面結(jié)合為完整且穩(wěn)定的整體。
改性瀝青混凝土應力吸收層的彈性模量約為200MPa~600MPa,具有突出的抗疲勞特性,較之于其他抗裂方法,更有利于提高路面的穩(wěn)定性。
從施工的角度來看,改性瀝青混合料對配套機械設備、工藝參數(shù)均無特定要求,僅采用與普通混合料相同的設備和工藝即可。
以《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)為依據(jù),選擇碎石或者碎礫石為宜,并保證粒徑的合理性。此外,集料應具有潔凈、干燥、未摻雜有害雜質(zhì)的特點。為了保證粗集料顆粒形態(tài)的合理性,可根據(jù)施工需求利用反擊式破碎機生產(chǎn)。對于公路路面的上面層,考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求,宜采用堅硬、耐磨的玄武巖集料。
常見的細集料有人工砂和天然砂兩類,具體視工程實際條件選擇。對于瀝青路面面層,細集料可選擇人工砂,要求其潔凈、干燥、無風化、顆粒組成合理、黏附性較好(需要與改性瀝青穩(wěn)定結(jié)合)。天然砂與瀝青的黏附效果有限,難以穩(wěn)定結(jié)合于一體,若使用此類材料,可能會對瀝青混合料的工程性能帶來影響,影響面層質(zhì)量,因此非必要時不選用。
對于改性瀝青混合料的填充料,應用較為廣泛的是以憎水性石料為原料(巖漿巖、石灰?guī)r等)研磨產(chǎn)生的礦粉,應確保礦粉潔凈、干燥。
改性瀝青是改性瀝青混凝土中的重要原材料,在對此類材料展開實驗與檢測時,需注重如下幾點:有序檢查每車改性瀝青的質(zhì)量,不遺漏;規(guī)范取樣,要求各樣品均具有代表性;選取試樣后做加熱處理,達到溫度要求后一次澆筑至試模內(nèi),禁止多次操作;組織軟化段試驗時,有效保證試樣加熱溫度的合理性,待其充分流動后方可澆筑試樣環(huán),否則會影響試驗結(jié)果的準確性。
該工程中SBS改性瀝青為主材料,上中面層SBS摻量分別為瀝青質(zhì)量的4%和5%,具體如表1所示。
表1 SBS改性瀝青技術(shù)要求表
混合料的溫度合理性、不離析均是裝料運輸階段需要重點考慮的要求,為此特采取如下措施:
綜合考慮混合料的生產(chǎn)能力及攤鋪能力,選擇大噸位自卸車,控制數(shù)量,建立一支高效的運輸隊伍,有秩序地將優(yōu)質(zhì)瀝青混合料運送至現(xiàn)場。運料前,先檢測車輛性能,判斷其是否有異常,若有則予以維修。
裝料前,需清除干凈車上存在的無關物品,并涂抹油水混合物。
裝料時,料車適當向前后方向移動,分三堆裝料,以免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
裝料后,覆蓋大篷布,以免瀝青混合料在與外界環(huán)境接觸后發(fā)生溫度異常下降的情況;運輸過程中,運料車盡可能勻速行駛,不可忽然提速或急剎車,否則混合料易離析。
攤鋪是路面施工中的重點環(huán)節(jié),為保證攤鋪效果,應采取如下措施:
為現(xiàn)場配備兩臺攤鋪機,由具有資質(zhì)的人員操作,駕駛者聽從指揮,實施梯隊聯(lián)合攤鋪的作業(yè)模式,高效推進攤鋪施工進程。具體開展作業(yè)過程中,控制兩臺設備,使它們相距10m左右,上、下層搭接的位置應錯開至少20cm。嚴格控制攤鋪時的熱接縫,必須避開通車后行車的輪跡帶,否則在車輛荷載作用下,熱接縫部位易出現(xiàn)質(zhì)量問題。
以攤鋪時間為準,提前0.5h~1h預熱熨平板,若現(xiàn)場氣溫較低,則有必要延長預熱時間,確保熨平板的表面溫度在130℃以上。
對于下面層和橋面上下鋪裝層兩部分,攤鋪期間用鋼絲引導控制高程。每10m設一處鋼絲支架,施工所用鋼絲均為扭繞式,拉力在800N以上。
對于中、上面層兩部分,攤鋪時用非接觸式平衡梁控制厚度,縱向熱接縫采用斜接縫的方式,以免因產(chǎn)生痕跡而影響面層的完整性與穩(wěn)定性。螺旋布料器內(nèi)必須具備充足的混合料,且料位需稍微高出布料器高度的三分之二。
攤鋪機適配熨平板自控裝置,在其支持下,提高施工的可控性;在傳感器的聯(lián)合作用下,用基準線自動控制熨平板,以便精細化攤鋪,確保攤鋪坡度和平整度均滿足要求。
遵循連續(xù)攤鋪的基本原則,攤鋪速度視拌和能力、碾壓能力、攤鋪寬度及厚度而定,一般是2m/min~6m/min,如果選擇SMA混合料,應在此基礎上合理減緩速度,控制在1m/min~3m/min。
輸料器送料必須具有足夠的穩(wěn)定性,以免影響攤鋪的均勻性。攤鋪前,先靈活調(diào)整螺旋喂料器的姿態(tài),并向其中準備足量的混合料(需要超過螺旋喂料器高度的三分之二)。盡可能避免頻繁的收斗,同時合理選擇收斗的時機,以免出現(xiàn)混合料溫度異常下降、離析問題。攤鋪機需做防離析改進:加裝反向螺旋葉片;螺旋布料器葉片邊部擋料板的距離一般要小于20cm,前擋板宜加裝活動式膠皮擋板;受料斗膠皮擋板應采用高強度耐高溫橡膠擋板。
嚴格管控好混合料的攤鋪溫度,一般來說,普通瀝青須超過135℃,改性瀝青須超過160℃。鑒于瀝青混合料對溫度較為敏感,在現(xiàn)場氣溫低于10℃時不允許施工。
采用輪胎壓路機和雙鋼輪振動壓路機聯(lián)合作業(yè),高效碾壓。
1.碾壓作業(yè)應遵循的規(guī)則
碾壓順序為自下而上。碾壓過程中,驅(qū)動輪在前面、從動輪在后面;后退時,應嚴格沿碾壓輪跡運行,不可發(fā)生錯位;根據(jù)攤鋪機的運行速度,靈活調(diào)整壓路機的碾壓作業(yè)段長度,實現(xiàn)均衡施工;壓路機折返時應呈階梯形;碾壓全程,壓路機均沿直線方向運行;優(yōu)先從外側(cè)開始碾壓,而后逐步向中間推進,最終做到全面碾壓;對于超高路段,則按照先低后高的流程碾壓,重疊量取輪寬的1/3;碾壓時驅(qū)動輪面向攤鋪機,壓路機嚴格依據(jù)預先確定的路線勻速行駛,禁止隨意變更路線和速度,否則瀝青混合料會發(fā)生推移,隨之影響碾壓面層的平整性和穩(wěn)定性。
2.碾壓步驟
按照初壓、復壓、終壓的順序依次碾壓,確保面層的壓實度、平整度等各方面均滿足要求,各階段的具體作業(yè)要點如下:
初壓:在攤鋪施工階段,熨平板已經(jīng)對瀝青混合料產(chǎn)生了一定的夯實作用,對初壓的要求相對較低,僅需輕度壓實即可,但必須注重工序的銜接性,即在瀝青混合料攤鋪后盡快初壓,面層初壓溫度不低于155℃。該項目中,選擇雙鋼輪壓路機初壓,驅(qū)動輪在前,盡可能勻速運行,如需后退則按照前進時的輪跡運行。
復壓:經(jīng)過初壓后,進一步安排復壓,經(jīng)過此階段的碾壓后,確保施工路面的壓實度能夠完全滿足要求。若想確保復壓作業(yè)質(zhì)量,需在溫度較高的環(huán)境下實施壓實,注意初壓完成后隨即復壓。設備方面,擬采用13t雙輪振動壓路機和26t以上輪胎壓路機聯(lián)合作業(yè),由專員在現(xiàn)場調(diào)控,保證壓實施工的秩序,使兩類壓實機械設備均可以高效運行。
終壓:該環(huán)節(jié)的目的是清除前面作業(yè)時的輪跡,確保面層干凈和平整。為了消除輪跡,需在瀝青混合料溫度較高時碾壓。設備方面,以靜態(tài)雙輪壓路機為宜;溫度方面,中、上面層終壓完成后的溫度均不可低于100℃。
SBS改性瀝青作為一種新型混合原料,具有很高的抗高溫和抗低溫能力,能夠有效提升抗滑、耐磨性,同時具有較高的可塑性,可在路面施工中得到重點使用。本文著重探討了高速公路SMA改性瀝青路面的相關施工技術(shù),提出了具體的作業(yè)思路及要點,給相關路面工程施工提供了技術(shù)層面的參考。