高速公路S B S改性沥青混凝土路面施工技术研究

2023-01-15任佳

工程建设与设计 2022年23期

任佳

（中建路桥集团有限公司，石家庄 050000）

1 引言

高速公路属于高等级公路类型，其路面主要为沥青混凝土结构形式，沥青路面相对于水泥路面等具备平整度高、抗滑性好、耐磨耐久等优点，且使用寿命较长。沥青路面材料主要由集料、沥青胶结料、填料等构成，具有一定的孔隙率，通过一段时间的行车荷载作用，外加外界温度的循环变化影响，沥青路面在运营一段时间后难免会存在一些病害问题，如车辙、裂缝、坑槽等，降低公路行车的舒适性和安全性，同时在雨季后路面积水、渗水问题严重，影响公路的整体美观，因此，在高速公路沥青路面运营一段周期后应结合实际情况进行必要的养护处治，同时，在前期施工时应选择性能优异的材料进行路面施工。SBS改性沥青混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性以及耐久性，用于路面施工可有效提高路面的使用性能，目前在高速公路路面施工中应用较为广泛。本文为研究高速公路SBS改性沥青混凝土路面施工技术，围绕SBS改性沥青混合料设计及施工技术要点进行展开，并在具体工程中进行应用。

2 工程概况

某高速公路建设项目长71.5 km，路基宽度为27.5 m，设计行车速度为100 km/h，车道数为双向4车道。路面设计为3层，其中，中上面层沥青混合料中沥青胶结料均选择采用SBS改性沥青。SBS改性沥青混合料的路用性能良好，相比于普通沥青混合料具有良好的高温稳定性和低温抗裂性，可有效提高沥青路面的使用性能。本文重点对SBS改性沥青混凝土路面施工技术进行研究分析。

3 SBS改性沥青混合料设计

3.1 沥青

进行基质沥青改性时，应重点考虑基质沥青的配伍性，同时由于高速公路里程较大，运料比较不便，以此应确保沥青胶结料的供应充分，以免影响正常施工进度。经研究表明，70号基质沥青与SBS改性剂的配伍性更好，剪切制备出的SBS改性沥青其性能更加优异，经决定选用国产的70号基质沥青进行路面施工，基质沥青主要技术指标如表1所示[1]。

表1 基质沥青主要技术指标

3.2 S B S改性剂

本工程项目决定采用高聚物SBS改性沥青用作路面施工胶结料，并应严格遵循试验规范要求和指标进行改性沥青制备，通常高聚物改性沥青制备中需提高较大温度，但不得出现沥青老化现象。SBS改性沥青制备过程中应严格控制各项参数指标，SBS改性剂在与基质沥青发生溶胀反应时，需对搅拌温度、搅拌速率、搅拌时间以及SBS改性剂掺量等进行严格控制，制备完毕后的SBS改性沥青同样需进行必要的室内性能检测试验。本项目所用SBS改性剂颗粒主要技术指标如表2所示[2]。

表2 SBS改性剂主要技术指标

3.3 集料

3.3.1 粗集料

沥青混合料结构设计中通常将粗集料用作为混合料的骨架结构，利用粗集料粒径差异产生的内摩擦力来预防路面位移，SBS改性沥青混合料中粗集料多用于碎石和砾石，同时集料还应具备较高的坚硬度和结构强度，表面纹理应丰富，确保与沥青胶结料间黏附性满足设计要求，避免后期沥青在集料上脱落，按规定沥青的黏附等级不得低于4级。本项目粗集料选用玄武岩，其技术指标检测结果如表3所示[3]。

表3 粗集料技术指标试验结果

3.3.2 细集料

沥青混合料中细集料主要用于骨架内部孔隙的填充作用，形成密实结构后确保混合料的整体稳定性。本项目选用的细集料主要为人工砂，其主要技术指标如表4所示。

表4 细集料技术指标试验结果

3.4 填料

为提升沥青混合料的路用性能，应在混合料内掺加一定量的矿粉填料，以提高级配优异性。SBS改性沥青混合料中常用的矿粉填料多为石灰岩磨制石料，同时所用填料应保持洁净、干燥，且掺量应在2%。本项目中石灰岩填料主要技术指标如表5所示[4]。

表5 石灰岩矿粉物理性能试验结果

3.5 级配

采用专业计算方式对SBS改性沥青混合料级配进行优化设计，其级配设计如表6所示。

表6 沥青混合料矿料级配

4 SBS改性沥青路面施工技术要点

4.1 拌和

为提高沥青混合料拌和质量，且能保证拌和施工的正常进行，在拌和施作之前应先对各项原材料进行性能检测，确保其性能指标可满足设计规范要求，同时严格按照方案对混合料级配和油石比进行检测，以得出最佳级配及油石比大小。安排专门技术人员对混合料的拌和质量进行实时监测，对拌和过程中的温度和功率进行合理调设，避免因温度过大而导致沥青老化，同时合理控制混合料拌和速率，确保沥青胶结料和矿料间能混合充分均匀，拌和完毕的沥青混合料不得长时间存放，避免产生离析现象。

4.2 运输

结合混合料拌和数量和运输间距来选择最佳数量的装载运输车，装料前对运输车车厢内壁进行彻底清扫，保持绝对的干燥整洁，再在内壁上涂刷上一层隔离油，同时起到润滑和隔离的作用，避免混合料温度降低而黏附在车壁之上。混合料运输过程中还需做好混合料的保温措施，采用厚实帆布袋进行覆盖处理。

4.3 摊铺

正式摊铺施工前确保摊铺机是否可运转正常，并将熨平板进行提前预热并调设相关参数，一切准备工作就绪后即可开展路面摊铺施工。SBS改性沥青路面摊铺施工速率控制在3 m/min左右，螺旋布料器上确保混合料供应充足，料斗内工作中需处于满载状态，摊铺过程中时刻检查是否存在裂纹或离析现象。可采用多台摊铺机同步梯队施作，各台摊铺机间距控制在20 m左右。