TX 铺装施工工艺探讨
2020-04-27王立争包青林
王立争 尹 晶 包青林
(1、辽宁省交通高等专科学校,辽宁 沈阳110112 2、中建三局第一建设工程有限责任公司,湖北 武汉430000)
某高速公路收费站路面工程中,采用了TX 半柔性路面结构。本文对这种路面结构的施工工艺进行探讨。TX 路面结构性能介于刚性与柔性结构之间,适用于交叉路口、重交通道、寒冷地区的道路、隧道内的路面、收费站周边、公交车专用线、公交、卡车停车场停车场等工程。
1 TX 铺装的概念及优点
1.1 TX 铺装是指添加了SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)系乳液添加剂TX-O 的水泥浆渗入大空隙率的开粒度的沥青混合料(母体沥青混合料)中的全渗透型半弹性铺装方法。
1.2 TX 的铺装优点
TX 铺装是一种兼具沥青路面的柔性和混凝土路面的刚性的复合型铺装路面,力学性能介于柔性与刚性之间,具备耐流动性强、静荷载引起的变形比较小、耐磨性能好、具有彩色效果,施工中可根据不同用途进行着色、具有耐油性和抗燃性、易于施工,养生时间短,能很快通车、对于不同沉降的路基追随性能好、抗水损害能力强等诸多优点。
2 国外应用现状
国际上二十多年的历史和施工实践证明TX 半柔性路面铺装具有非常好的抗车辙效能。日本大成道路技术株式会社,自1984 年起至今,铺装的TX 合计面积达135 万m2。2006 年10 月北京城建道路建设集团有限公司承建的北京市朝阳路大容量快速公交站台半柔性路面30000m2,至今保持着良好的路面稳定性,具有良好的抗车辙实际应用效果。
3 施工工艺流程及施工注意事项
母体沥青采用开级配沥青混合料,孔隙率18%以上,本项目由试验确定,孔隙率20-20%,油石比为3.1-3.5%。在施工时需要控制以下几点:
3.1 级配控制:控制油石比在3.1%-3.5%范围内,出料时制作马歇尔试件,检测并确认其孔隙率在20-28%。
3.2 温度控制:施工时按下表所示进行温度控制:
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3.3 摊铺:使用摊铺机施工,摊铺时的混合料松铺厚度控制在10%左右。
3.4 碾压:使用小于15 吨的钢轮压路机,不使用胶轮压路机,碾压速度初压1.5km/h(最大3km/h),复压2.5~3.5km/h(最大5km/h),终压2.5~3.5km/h(最大5km/h),按沥青混合料施工正常静碾压4-6 遍,不得震动。
3.5 接合部位施工:要采用热接缝工艺。
3.6 母体沥青混合料面层的保护:铺完的母体沥青混合料路面在灌注水泥浆前要做好保护,不得造成污染,尽可能的减少路面空隙被沙土、垃圾、小石子等堵塞,以免造成面层混合料空隙堵塞,影响灌浆。
3.7 灌注水泥浆。
图1 灌浆施工
用塑料布等对附近的构造物进行保护、在有可能向外泄漏的地方涂上乳化沥青等防止泄露;灌注水泥浆的施工顺序如下:
3.7.1 母体沥青混合料表面温度低于50℃后再开始灌注水泥浆,温度过高会加速水泥浆的硬化,影响灌浆;
3.7.2 水泥浆拌合时,材料投放的先后顺序为: 水→减水剂→TX-O→水泥,要边搅拌边投放水泥,材料全部投放后,还需再搅拌一分钟以上;
3.7.3 从水泥浆搅拌机中排放水泥浆。
3.7.4 用橡胶耙将水泥浆在母体沥青混合料表面摊开。
3.7.5 用振动平板机将水泥浆振动至充分渗透入母体沥青混合料的空隙。
3.7.6 将多余的水泥浆填至不够的部位,仍然不够的部位,再灌注新的水泥浆。
3.7.7 渗透结束后,用橡胶耙将表面剩余的水泥浆摊铺至略高于母体沥青混合料表面的高度。
3.7.8 在表面的水膜基本消失后,再开始进行面层横向拉毛,做到纹路统一,表面不残留水泥渣。
3.8 使用的材料性能和质量控制
3.8.1 TX 水泥浆是用TX-O 乳液,水泥,水,减水剂按一定比例调制而成的水泥浆,其配合比设计方法是将TX-O 乳液按5%的比例添加,改变水与水泥比例,测定水泥浆的流动度(漏斗流动度试验10-15S)而进行配合比计算的。
3.8.2 配合比表:水灰比W/C=55%TX-O=5%水泥:水:TX-O:减水剂=1056:581:81.8:5.28。
3.8.3 使用的水泥是快硬硫铝酸盐水泥或早强水泥,TX-O乳液(SBR 苯乙烯丁二烯橡胶系乳液),水泥浆可进行抗弯强度试验,尺寸为4×4×16cm。
3.8.4 母体混合料中使用的骨料为玄武岩,11.4-16、8-11.4、5.6-8mm 三种规格,细集料为0-1.18、1.18-2.36、2.36-4.75mm三种规格的机制砂,改性沥青软化点不小于70℃,5℃低温延度大于45cm,针入度不小于50cm),母体混合料的技术指标如下:马歇尔密度1.90-2.1g/cm3之间,稳定度2.94KN 以上,流值20-40,空隙率20-28%,击实正反面各50 次。
3.8.5 TX 铺装体抗车辙性
a. 将TX 铺装体在空气中干燥养生7 天(室温20℃,湿度60%);
b.样品尺寸30×30×5cm,温度60℃;
c.动稳定度DS:11500-21000 次/mm,本次试验段动稳定度达到了42000 次/mm,变形率RD:0.2-0.4×10-2mm;试验后的车辙件(变形0.2mm 左右)动稳定度达到了42000 次/mm。
图2 车辙后试件
4 效益评价
通过已完成的TX 半柔性路面工程项目,TX 铺装工程应用的经济和社会效益十分显著。第一,节约养护成本该铺装技术的应用可以显著地降低路面的养护成本。该路面结构具有良好的耐磨性和抗滑性,在车辙病害高发部位路面采用半柔性路面TX 铺装技术维修改造后,明显路面车辙病害。相同的路况条件下,采用其它抗车辙铺装工艺,病害维修次数明显增多。
第二,减少维修道路交通干扰。
TX 铺装路面良好的耐磨性,病害的减少,维修次数相应减少,对于道路工程,维修作业对道路交通的干扰减少,保证交通顺畅到利于保持城市重要交通干道的正常使用及运营。
TX 铺装路面,为道路工程路面提供了一种新的结构形式,作为一种长效、高稳定性的抗车辙路面铺装技术,通过实际应用,充分发挥其良好的性能,在我国道路工程领域,具有广阔的应用前景。