灌入式沥青混凝土SFAC-20的设计及施工工艺控制

2015-11-07陆旭峰

城市道桥与防洪 2015年5期

关键词：空隙基体试件

陆旭峰

（海门东方路桥工程有限公司，江苏海门226100））

灌入式沥青混凝土SFAC-20的设计及施工工艺控制

陆旭峰

（海门东方路桥工程有限公司，江苏海门226100））

针对南通市2014年养护大中修工程LMSG5标灌入式复合路面技术要求，对SFAC-20的设计及施工工艺控制进行了详细试验。试验结果表明，所有试验、检测结果均满足要求。

灌入式沥青混凝土；SFAC-20；设计；施工；控制

0　引言

随着经济和社会的飞速发展，我国的交通事业也得到了前所未有的发展，灌入式沥青混凝土SFAC-20的应用也越来越广泛。灌入式复合路面是结合水泥路面和沥青路面特点，形成的一种新型的路面，它是指在基体沥青混合料（空隙率20%～28%）路面中，灌注以灌入材料为主要成分的灌入材料而形成的复合路面，其通过骨料之间的相互嵌挤作用和灌注式的灌入材料共同形成材料强度，提高了结构层抵抗荷载作用的能力，具有“刚柔并济”的特点。因此，本文针对南通市2014年养护大中修工程LMSG5标灌入式复合路面技术要求，对SFAC-20的设计及施工工艺控制进行了详细试验。试验结果表明，所有试验结果均满足要求。笔者希望，本文所论述的方式方法可以为相关的工程实践提供相应的参考意见。

1　SFAC-20目标配合比设计

1.1基体沥青混合料设计

首先采用的集料、矿粉、沥青的密度试验结果见表1所列，各种集料及矿粉的筛分结果见表2所列。

表1　集料及沥青密度试验结果一览表

按照筛分结果进行级配调试，结果见表3所列。

1.2基体沥青混合料试验

再次按照筛分结果进行级配调试，采用初试油石比3.0%及±0.3%，以马歇尔击实（正反50次）成型试件，并记录试验结果。根据试验结果，综合考虑马歇尔试件空隙率、稳定度等性能指标要求。该项目标配合比设计的最佳油石比取值3.0%。最后，由于基体沥青混合料空隙率大，因此需要对基体沥青混合料进行析漏和飞散试验。

采用初试油石比3.0%及±0.3%，以马歇尔击实（正反50次）成型试件，试验结果汇总于表4。

由于基体沥青混合料空隙率大，因此需要对基体沥青混合料进行析漏和飞散试验，试验结果如表5、表6所列。

SFAC-20配合比设计结果如表7所列。

2　SFAC-20生产配合比设计

2.1生产配合比调试

首先进行生产级配调试，此次南通市2014年养护大中修工程LMSG5标下面层采用石灰岩集料，对拌和楼热料仓取出的集料进行了密度和筛分试验，并记录试验结果，之后按照筛分结果进行生产级配调试。

然后分别用2.7%、3.0%、3.3%的油石比进行马歇尔试验，测定各组试件的稳定度、流值、空隙率等指标，并确定各组对应的最大理论相对密度。试验中合成表观相对密度为2.725，合成毛体积相对密度为2.696。据马歇尔稳定度试验结果，由稳定度、流值、空隙率、VMA、饱和度与油石比的关系，根据目标配合比的最佳油石比，并结合交通、气候特点，经论证予以取用，最终得出生产配合比最佳油石比为3.0%。

表2　下面层石灰岩矿料筛分结果一览表

表3　级配调试结果一览表

表4 马歇尔试验体积性质技术指标表

表5 （浸水）飞散试验结果一览表（单位：%）

表6　析漏试验结果一览表（单位：%）

表7　灌入式复合路面沥青混合料设计配比一览表

通过水泥砂浆性能试验证明，按照水泥：砂：矿粉：水=1：0.4：0.7拌合的水泥砂浆能满足灌入式复合路面SFAC-20的要求，可以应用到灌入式复合路面SFAC-20混合料中。

2.2灌入式复合路面性能验证

灌入式复合路面指在大空隙基体沥青混合料中（空隙率为20%～28%），灌入以水泥为主要成分的特殊浆剂而形成的路面，具有高于水泥混凝土的柔性和高于沥青混凝土的刚性的特点。在灌入式复合路面室内性能验证中，试件按下列步骤成型：

首先成型基体沥青混合料试件，待试件冷却后，灌入已完成配比设计的水泥砂浆到已成型的灌入式复合沥青混合料试件。在制作中，需要注意观察试件底部，确认砂浆已填充满基体沥青混合料空隙，然后将试样放在标准养护条件下（温度20±1℃，湿度90%）养护7d。最后取出试件按照沥青混合料相关试验规程进行性能验证试验。

2.3生产配合比设计结果

SFAC-20配合比设计结果如表8所列，其马歇尔稳定度试验结果如表9所列。

表8 灌入式复合路面沥青混合料设计配比一览表

表9　SFAC-20生产配合比马歇尔稳定度试验结果一览表

就这样，对南通市2014年养护大中修工程LMSG5标下面层灌入式复合路面SFAC-20进行了生产配合比设计，并在生产配合比设计成功的基础上进行了试拌，所有试验结果均满足要求。

3　灌入式复合路面施工

灌入式复合路面施工分为两部分，首先铺筑基体沥青混合料，然后拌制灌入材料并进行灌浆形成灌入式复合路面。

3.1基体沥青混合料的生产

基体沥青混合料的矿料级配应符合生产配合比的控制范围要求。混合料沥青用量：控制在生产油石比-0.2%、+0.2%；沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制，拌和厂的设置除应符合国家有关环境保护、消防、安全等外，各种矿料必须经抽检合格后方可进场，应分仓堆放。堆放各种矿料的地坪必须硬化，并且有良好的排水系统。沥青混合料应采用间隙式拌和机拌和，拌和机应有防止矿粉飞扬散失的密封性能及除尘设备，并有检测拌和温度的装置和自动打印装置。在拌和过程中应逐盘打印沥青及各种矿料的用量、拌和温度，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核。每天应用拌和总量检验矿料的配比和沥青含量的误差。沥青混合料拌和时间以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青胶结料为度。在生产中，先干拌5～10s，加入沥青湿拌35～40s。

3.2基体沥青混合料的摊铺

混合料必须采用机械摊铺机，在摊铺前应检查确认下层的质量，质量不合格时，不得进行铺筑作业。摊铺机应调整到最佳状态，使铺面均匀一致，不得出现离析现象；进行作业的摊铺机必须具有自动调节厚度及找平的装置，必须具有振动熨平板或振动夯等初步压实装置。宜采用移动式自动找平基准装置。摊铺机的摊铺速度应调节至与供料、压实速度相平衡，保证连续不断地均衡摊铺，中间不停顿。沥青路面的松铺系数应根据试铺段确定，一般为1.05～1.10。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡，达不到要求时，应立刻进行调整。

3.3灌入式复合路面碾压

灌入式复合路面是在基体沥青混合料中填充灌入材料而形成的路面结构，因此在大空隙基体沥青混合料的铺设中要严格控制骨架空隙率、平整度等方面的质量管理，选择合适的压实机械和碾压次数。有条件的话，尽量选用宽幅摊铺设备，这样可以减少接缝痕迹，保证路面平整度。为防止表面堵塞而影响填充灌入材料的渗入，初压和复压时基体沥青混合料的铺设以双钢轮压路机为宜，不宜使用胶轮压路机作为碾压工具，一般不使用振动压实。碾压次数可比普通沥青混合料少一遍，但是当混合料温度降到80℃左右时要进行整平碾压，以消除轮迹。

3.4灌入材料的灌入

在路面温度降至50℃以下后，首先钻芯取样，测定已铺灌入式复合路面基体沥青混合料的空隙率。以此作为控制灌入材料用量与技术指标设计的参数，控制灌入材料的流动度，以保证灌入材料的渗入。渗透用灌入材料的使用数量，根据渗透深度、基体开级配沥青混合料的空隙率及砂浆损失率等因素计算确定，其中：砂浆损失率一般为10%～15%左右。当确认铺设的大空隙基体沥青混合料己冷却至50℃以下后，将设计用量的灌入材料搅拌完毕后尽快灌浆，一般应在搅拌后的5～15min内进行，以免影响灌入材料的渗透效果。因此，灌入式复合路面要求各工序之间的衔接一定要更加迅速、紧凑。结合相关经验，灌浆时，应将灌入材料反复在大空隙基体沥青混合料铺装层表面摊铺，并使用橡胶路耙反复拖拉使其自然漫透。为了使灌入的灌入材料更加均匀、密实，当路面有纵向坡度时，要从低处向高处撒铺砂浆，以防止灌入材料因为快速流动而造成渗透效果不好。为了更好地让灌入材料灌入至基体沥青，需采用平板夯进行辅助施工，施工时需注意振动设备来回振捣，直到将灌入的砂浆振动到不再向下流动时为止。