高等级公路SBS混合料面层施工技术
2022-07-12闫雄
闫雄
(邢台路桥建设集团有限公司,河北 邢台 054000)
0 引言
SBS 改性沥青混合料面层作为新型优质路面施工材料,可以通过改性剂与路面沥青混合料的掺杂提高路面的使用性能,从而提升路面耐久性、抗滑性、防渗性等性能,在高等级路面施工中应用广泛,因此加强对SBS混合料面层施工技术的研究意义重大。
1 工程概况
某高速公路工程设计为国家一级公路标准,该工程路线全长32.6km,双向4 车道,设计行车速度为110km/h,公路建成后为当地交通要道,为保证公路的抗渗性、防滑性及耐久性,决定面层采用SBS 改性沥青混凝土材料施工。本文对该工程SBS 改性沥青混凝土面层施工技术展开分析。
2 高等级公路SBS面层施工
2.1 准备阶段
2.1.1 施工准备
(1)机械准备:本工程SBS 改性沥青混凝土路面施工采用的机械设备包括摊铺机、碾压机、运输车以及其他小型机械工具,所有的机械设备使用前需要进行检测与调试,大型设备组织联合试运营,以保证机械的施工性能。安排专业人员负责机械的定期养护维修,确保机械的正常使用。
(2)场地准备:SBS改性沥青混凝土面层施工前,对路面基层的施工质量进行验收,基层质量验收合格后将基层表面清理干净,并铺洒黏层油,以增加面层与基层之间的黏结性,使公路形成整体。黏层油的铺洒应均匀无遗漏,铺洒后养护7d,方可开始面层摊铺作业[1]。
(3)技术准备:SBS 路面施工前,组织检测队伍对工程所在地进行勘察,明确场地周围的环境条件,制定合理的施工方案,并组织施工人员进行技术交底作业,根据施工方案在养护完成后的基层上方测量放样,明确摊铺施工中路面的中线、边线、厚度等,为后续摊铺施工做指导。
2.1.2 材料准备
(1)沥青:使用改性沥青,主要是向普通沥青混合料中掺加改性剂,以改变沥青材料的性能。改性剂的添加量可通过试验确定,本工程改性剂用量试验中分别设置2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%用量的5组实验,经对改性后沥青材料的高温稳定性、软化点、耐久性等性能的分析,最终得出改性剂含量3.0%的沥青材料性能最优,因此决定沥青材料的改性剂掺加量为3.0%。
(2)粗集料:本工程粗集料选用质地坚硬、耐磨性能好的玄武石,粗集料为碎石材料,主要作用是增加SBS 混合料的强度,材料入场前需通过试验检测,粗集料的检测为每500t 抽检1 次,检测内容包括集料的压碎值、粒径、强度指标等性能,满足条件的材料进入施工现场分类存放[2]。
(3)细集料:细集料与粗集料不同,其主要作用是增加SBS 混合料的密实性,本工程选用的细集料为洁净、无风化现象的河砂,入场前需要通过试验检测,细集料每200m³抽检1 次,检测内容与粗集料一致,合格后入场存储。
(4)其他材料:除沥青、集料外,SBS 混合料的原材料还包括矿粉与水,其中矿粉作为填料,主要是增加混合料的黏附性,本工程选用的矿粉为石灰石粉末,选用的矿粉应保持干燥,且性能满足要求;水使用普通干净的饮用水,水中不得含有过量的化学物质,避免与其他材料产生化学反应,水的pH 值应呈中性[3]。
2.2 施工阶段
2.2.1 拌和
(1)原材料准备完成后,选择拌和场地开始SBS混合料的拌和施工,本工程拌和场地距离施工场地约800m,采用间歇式拌和机作业,机械的最大生产量为300t/h。拌和机使用前需进行校对,保证称重装置读数的精准,校对后根据配合比设计的原材料用量称取并投放至机械中。SBS混合料的拌和时间为45s,其中5s 干拌,40s 湿拌,拌和后混合料呈现均匀状态,无花白料、离析问题。
(2)SBS 沥青混合料拌和过程中应合理控制混合料的温度。与普通沥青混合料不同,SBS 混合料的沥青加入温度为160~165℃,矿粉的加热温度为190~200℃,集料的加热温度为175~185℃,混合料拌和完成后要在拌和站试验检测,合格的SBS 沥青混合料可以运输至施工现场,此时混合料的出厂温度宜在175℃以上[4]。
2.2.2 运输
(1)拌和完成的SBS 混合料利用自卸式运输车运送至施工现场,车辆装料前要清理车厢,在车厢内部涂刷防黏结剂,并设置检测孔,通过检测孔可以获取混合料的温度。检测时,检测设备需插入混合料150mm 以上的深度,检测孔的位置设置在车厢侧面中间位置,与车厢底部的距离控制在300mm以上[5]。
(2)SBS混合料装车过程中采取分次装车的方法,共分为3 次,即前、中、后装料,装载完成后利用篷布遮盖,实现混合料的保温目标,同时避免运输过程中遭受环境的干扰。运送至施工现场后通过检测孔测量车厢混合料的温度,如检测温度在160℃以下,则不得用于摊铺作业,如检测合格,则将运输车挂空挡停放至摊铺机前方。
2.2.3 摊铺
(1)SBS 混合料运输至施工现场,且等待卸料的车辆不少于5辆时,开始路面摊铺作业。摊铺施工前,先对摊铺机进行预热,预热时间约为3~5min,预热后机械的熨平板温度可达110℃以上,预热完成后需调整机械的夯锤和熨平板初始位置,然后结合放样作业中规定的摊铺路线及方向开始摊铺作业。
(2)SBS 沥青混合料摊铺作业时,摊铺机的行进速度应比普通路面更慢,控制在3m/min 即可,面层的虚铺厚度系数为1.1~1.2,摊铺过程中不得随意变换摊铺速度。摊铺完成后,对路面的摊铺质量进行检查,存在摊铺不平整、漏铺的位置人工找平摊铺处理,待检测路面平整度满足要求后及时碾压施工。
2.2.4 碾压
SBS 混合料面层碾压施工时遵循紧跟慢压、高频低幅的碾压原则,碾压方法为先静压1~2 遍调整平整度,再复压4~6 遍增加压实度,最后静压2 遍收面。碾压过程中机械的碾压速度控制在2.5~3.0km/h,路面混合料的温度应始终处于100~160℃,碾压时从路面两侧30~40cm 的位置向中间碾压,避免直接从外侧碾压而破坏路面两侧,碾压完成后需要及时开展养护作业,待路面温度降至50℃以下后,开放交通[6]。
2.3 路面检测
2.3.1 渗水系数
本次SBS 改性沥青混凝土面层施工完成1 年后,为明确路面使用性能的变化,对路面的渗水系数进行检测,并与施工完成时的检测结果相对比。渗水系数主要代表路面渗水性能,如渗水系数过大,则路面极易发生水损害问题。检测过程依据《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60—2008)规范进行,检测结果如表1。
表1 渗水系数检测结果
由表1 检测结果可得,SBS 改性沥青混凝土路面经1 年的使用后,路面的平均渗水系数为73.6ml/min,与施工完成时的平均渗水系数71.2ml/min 相比,相差2.4,但均满足设计要求,表明SBS改性沥青混凝土路面渗水性能良好。
2.3.2 抗滑摆值
路面的抗滑性能是反应路面性能的重要指标,与路面的行车安全密不可分,因此,此次检测中也采用了摆式仪对SBS 沥青混凝土路面的抗滑性能进行检测,并与施工完成时的检测结果相对比。检测过程依据《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60—2008)规范进行,检测结果如表2。
由表2 检测结果可得,SBS 改性沥青混凝土路面经1 年的使用后,路面的平均抗滑摆值为61.1BPN,与施工完成时的平均抗滑摆值63.2BPN 相比,相差2.1,但均满足设计要求,表明SBS改性沥青混凝土路面抗滑性能良好。
3 结语
综上所述,在高等级路面施工中施工SBS 沥青混合料面层,可以有效提升路面使用性能,满足公路的施工要求,有利于公路行业的进一步发展。为保证SBS 路面的施工质量,应有效把控施工细节,提升SBS 混合料的适用性,以实现公路的社会效益和经济效益。