高速公路改性沥青混凝土路面施工技术
2023-11-21李久勇邹观明
李久勇、邹观明
(江西公路开发有限责任公司,江西 南昌 330038)
0 引言
沥青混凝土路面在当前的高速公路施工中应用广泛,其所呈现出的力学性能和综合效益都比较突出。但因沥青混凝土的稳定性较差、易开裂,因此业内关注对相关施工技术的优化。SBS 是一种性能比较突出的改性乳化沥青混凝土,与混合料的结合更为稳固,采用改性沥青混凝土路面施工技术,能够进一步提升高速公路路面质量。
1 沥青混凝土路面施工质量要求
1.1 路面基础施工要求
路面基础施工是确保道路稳定性和耐久性的关键,涵盖多个方面的要求,因此进行沥青混凝土路面施工前,施工单位应确保路面基础准备妥当,从基础材料的选择到施工工艺的实施,都需要严格遵循标准和规范。
第一,施工之前,需要对路基土壤进行充分的勘察和分析,确保其承载能力和稳定性符合设计要求。若土壤质量不达标,需要采取相应的加固措施,如填筑砂石料、搅拌土壤改良等,以提升土壤性能。
第二,道路基础应具备良好的排水性能,以避免积水导致路面损坏。施工中需确保排水设施畅通,设置合适的坡度和排水沟,以保障路面的干燥和稳定。
第三,进行沥青混凝土摊铺之前,需对基层进行清洁和湿润处理,以提升沥青与基层的黏结性。在沥青摊铺过程中,应确保摊铺均匀、厚度一致,同时进行初步压实,以消除气孔和空隙。
1.2 沥青集料粒径要求
在沥青混凝土路面的设计中,集料的粒径应基于工程的具体需求和性能目标确定。一般而言,沥青集料包括粗骨料、中间骨料和细骨料。粗骨料主要承担路面的承载能力,要求具有足够的强度和稳定性;中间骨料在填充和连接粗骨料的同时,能够提升沥青混凝土的密实性和耐久性;细骨料则有助于填充空隙、提高路面的光滑度和抗滑性。通常以不同孔径的筛子对集料进行分级,得到不同粒径级别的集料,常见的粒径级别有10mm、16mm、20mm 等,根据路面设计要求和使用环境,选择适当的粒径组合。
2 高速公路改性沥青混凝土路面施工技术
2.1 配合比设计
进行配合比设计的过程中,首要关注的是目标配合比的确定,需要明确各类材料在混合料中的用量。一般情况下,目标配合比的级配曲线呈“S”型趋势,基于这一曲线特点,可以通过测定各类材料的参数,为不同材料混合料的准备提供针对性的指导。在设计生产配合比并进行验证的基础上,还必须明确现实施工的相关要求,以保证施工的规范性和高效性。在SBS 改性沥青混合料的配合比中,一般会考虑油石比,这一比例通常为5.3%。然而,这只是配合比设计的起点,更重要的是通过多次测试来优化调整各类材料的配比,为实际施工提供有力的支持和依据,确保混合料的性能和质量达到预期要求[1]。
2.2 混合料拌和
进行改性沥青混合料拌和时,需要注意拌和时间和温度的控制,以保证混合料的质量和性能。一般来说,改性沥青混合料的拌和时间应稍长,干拌的时间不少于75s,湿拌时间则要在45~55s 范围内。这样的时间设置可以确保混合料充分混合,各种组分得以充分融合,从而提高混合料的均匀性和稳定性。此外,改性沥青混合料的拌和温度相对于普通沥青混合料会稍高一些,通常高出15℃。在实际操作中,需要注意拌和过程中的温度控制。在加热过程中,混合料的温度应该在165~175℃范围内,这样可以确保混合料充分软化,有利于与其他组分的混合。另外,集料的加热温度需要控制在175~190℃范围内,以保持集料的适宜状态。
2.3 混合料运输与卸料
第一,选择适宜的运输工具是关键。应采用大吨位的自卸车辆,确保有足够的装载容量,从而减少运输次数,提高运输效率。同时,在选用自卸车辆时,要确保车辆不会出现漏油或漏料等情况,以防止对混合料性能和施工质量产生不良影响。
第二,在混合料运输过程中,需要注意保温处理。常见的保温方法包括使用棉被和毡布等材料覆盖混合料,以减少混合料的温度损失,确保混合料在运输过程中性能的稳定性。
第三,为方便后续卸料操作,运输车辆的车厢内部应涂刷一层薄薄的隔离剂,以减少混合料在车厢内的黏附,使卸料更加顺畅,提高卸料效率。
第四,运料车辆在摊铺机前停放时,应距离摊铺机前缘10~30cm,以确保混合料能够顺利地输送到摊铺机上,减少材料的浪费和损失。
第五,在运料车完成卸料后,应及时关闭车辆并进行混合料的清理工作[2]。
2.4 混合料摊铺
第一,摊铺施工之前,应先将施工区域的工作面清理干净。通常采用清水冲洗,表面晾干后才可进行摊铺施工。摊铺施工前,还应在下层路面涂刷黏层油,用量控制在0.3L/m2。
第二,改性沥青混合料与普通的混合料有很大的不同,压实系数明显小于后者,相应的松铺系数应基于前期的试验测定来确定,施工过程中应根据具体的施工情况实时调整,以满足施工要求。
第三,使用SBS 改性沥青的情况下,摊铺温度一般应保持在160~180℃区间内,以切实保障施工的稳定性。
第四,在摊铺过程中,通常应采用2 台或2 台以上同型号的摊铺机阶梯式施工。在具体操作过程中,应使两幅重叠5~10cm,2 台设备的前后间隔应控制在20m 之内,且应做好熨平板的参数调整,为稳定、高效的摊铺施工提供有利条件。
第五,为提升路面平整度,上面层通常应采用相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。因SBS 沥青混合料的黏度较大,而摊铺机后雪橇采用的是胶轮式结构,会影响摊铺施工效果,因此应做好相应的结构调整,如调整成钢滑靴式结构。
第六,在摊铺混合料的过程中,应确保摊铺设备的各项参数与供料及碾压等施工保持协调,如保持持续供料。
在具体操作过程中,还应重点关注以下几点:其一,将混合料运送到施工现场后,应及时检测其温度,温度如果低于出厂温度10℃,则不可用于摊铺施工。其二,摊铺机的各项参数应满足既定的施工要求,为高质量的施工提供保障。其三,在施工过程中,应由专人做好混合料摊铺温度等参数的测定,以确保整体施工的稳定性。其四,在施工过程中,如果遇到降雨天气,应立即停工并做好未压实混合料的处理。受到雨淋的混合料应予以废弃,切忌用于摊铺施工中。改性沥青混合料摊铺施工如图1 所示。其五,人工摊铺区域一般应高出设备摊铺施工面1cm[3]。
2.5 碾压成型
碾压施工应按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的基本原则有序推进,压路机紧跟摊铺机,且应注意合理把控碾压温度,注意速度适宜,以确保整体施工的稳定性。通常情况下,完成碾压施工后,压实度应控制在最大理论密度的94%以上,试件的空隙率不大于4%。在质量测定环节,应采用钻孔法。短期无法进行钻孔取样的,需要合理控制压路机的碾压次数,基层面轮迹消除才算达标。混合料面层达到既定要求的密度标准后,停止碾压施工,否则会因过度碾压影响结构的稳定性。
在具体的碾压施工过程中,应重点关注以下几点:第一,如果采用2 台摊铺设备同步施工,应做好分幅摊铺和一次碾压等布置,从两侧向中间有序碾压,以提升结构搭接部位混合料的密实性。第二,在碾压过程中,如果碾压速度大于100m/min,碾压面层会出现不平整的情况,速度低于50m/min,则会造成过振的不良情况,会影响结构的稳定性。因此,在具体操作过程中,应合理调控各项施工参数[4-5]。第三,在碾压过程中,应使压路机的驱动轮面向摊铺机,以推进稳定、规范施工。第四,应严格把控振动压路机的振幅和振频,为高质量的工程提供保障。第五,改性沥青混合料的黏性较大,极易出现黏结碾压设备的情况。为此,应在钢轮表面均匀洒水保湿,同时应合理把控压实度,以提升施工的稳定性[6]。改性沥青碾压施工如图2 所示。
图2 改性沥青碾压
2.6 接缝施工
在高速公路改性沥青混凝土路面施工中,高质量的接缝施工可以有效防止路面开裂、变形和损坏,提高路面的承载能力和使用寿命。在接缝施工中应注意以下几点:
第一,根据路面的功能、荷载特点和材料性能,合理选择接缝类型,包括长缝、短缝、扩缝等。设计接缝时,要考虑路面的变形特性,确保接缝的布置密度和位置合理,避免出现过大或过小的接缝间距,以及不合理的接缝形状。
第二,进行接缝施工前,应对路面进行充分的清洁,确保接缝处没有杂物和污垢。在施工过程中,应使用专业的道路切割机进行切割,保证接缝的宽度和深度符合要求。同时,要注意控制切割的速度和角度,避免对路面造成不必要的损害。
第三,接缝施工完成后,需要选择适当的密封材料进行填充,常用的有沥青胶、聚合物胶等。选择密封材料时,要考虑其抗老化、抗裂性能,以及与路面材料的相容性。施工过程中,要确保密封材料均匀填充到接缝内部,避免出现空隙和漏填的情况。
第四,对于宽缝和深缝,可以采用预铺条的方法,即在施工前在接缝处预先铺设条状材料,然后再进行沥青混凝土铺设,以有效避免沥青渗透到接缝内部,提高接缝的密封效果和耐久性。
第五,接缝施工完成后,及时清理施工现场的杂物和残渣,确保密封材料能够完全固化和黏合。路面开始投入使用后,应定期检查和维护接缝的状态,及时进行修补,以保障路面的持久性能和安全性。
2.7 养护
第一,在施工完成的最初几天,应密切关注路面的情况,及时发现并修复损坏问题,如沉陷、裂缝等。并且,应禁止重型车辆通行,以避免过度压实和路面损坏。
第二,定期清扫路面,清除积水、泥土和杂物,以减少外界因素对路面的影响,如防止积水侵蚀路面,延长使用寿命。
第三,根据路面的使用情况和损坏程度,制订定期的养护计划,进行必要的维修工作,包括填补裂缝、修复坑洞、更换损坏的路面层等,以保持路面的平整性和稳定性。
第四,应注意维护路面标线和标志,确保驾驶员能够清晰辨认道路情况,提高交通安全性。同时,定期检查排水设施,保持畅通,防止积水导致路面软化和损坏。
3 结语
综上所述,因沥青混凝土路面施工涉及的内容较多,且具体的处理流程比较复杂,因此施工人员应精细控制施工过程的各个环节,以推进高质量的工程施工。与此同时,应加强对现有施工技术的分析,不断优化技术、提高质量控制效果,打造高质量的公路工程。