李太平
重庆通力高速公路养护工程有限公司 重庆 401147
摘要:随着高速公路网的逐步完善和营运时间的增长,进行科学的路面养护显得尤为重要,特别是高温多雨的山区高速公路,具有桥隧比高、长大纵坡多等特点,如何确保路面功能的持久性将是道路安全研究的重点。本文结合多年来在山区高速公路路面养护工程实例,对SBS改性沥青混合料在养护工程中的应用进行阐述,供同类环境下养护工程参考借鉴。
关键词:原材料;高温性能指标;SBS改性沥青混合料;过程控制
一、引言
SBS改性沥青以基质沥青为基础,加入一定量的SBS改性剂、稳定剂及其他添加剂,经发育、研磨、搅拌等工序形成SBS改性沥青。与基质沥青相比,SBS改性沥青由于其网状的空间结构而使得其性能较为稳定,极大的提高了沥青路面使用性能。在高速公路路面维修养护工程中,SBS改性沥青路面具有高温、低温、变形、耐久等性能,保证路面行车安全和舒适。本文就SBS改性沥青混合料在山区高速公路沥青路面养护工程近20年来的应用实例进行分析,并提出相应的控制措施。
二、SBS改性沥青混合料主要材料及使用性能分析
(一)原材料
SBS改性沥青混合料主要包含改性沥青、集料、矿粉等材料,其中基质沥青早期主要采用进口品牌的沥青,近10年来随着我国沥青加工工艺的提升,其基质沥青质量得到了大幅度的提高。目前,国产基质沥青经SBS改性后其性能完全符合相关技术规范要求,满足沥青路面使用的技术要求。粗集料采用碎石、破碎砾石等,细集料采用机制砂、石屑,填料均采用石灰岩经磨细之后的矿粉。各类原材料在使用之前均进行质量检测,符合相关技术规范要求后方可使用。
(二)使用性能分析
对SBS改性沥青及混合料在高速公路路面维修施工前应对其使用性能进行试验验证,通过物理力学指标来检测改性沥青技术指标,验证沥青混合料的高温、低温、水稳等使用性能,满足相关技术指标的情况下方可投入使用。SBS改性沥青混合料经过长期应用验证,其在实际应用中能有效改善路面使用性能。本文采用改性沥青其SBS掺量为4.5%(内掺),通过马歇尔试验和车辙试验分析二者在高温条件下的稳定性。
1.马歇尔试验
沥青混合料的高温稳定性是沥青路面使用性能的重要指标,如果高温稳定性不达标,在高温条件下,随着荷载累加沥青路面会出现变形类破坏。马歇尔指标可用于沥青混合料破坏荷载及抗变形能力的测定,力学指标为 MS与 FL 。试验温度设定为 45℃、60℃ 和 70℃,相同的沥青混合料类型AC-13,其基质沥青和 SBS 改性沥青在三个温度条件下的马歇尔稳定度分别为: 基质沥青试件:12.01、9.54、8.12 ;SBS 改性沥青试件:13.42、11.65、9.17 。由此可知,在试验条件相同的情况下,掺入 SBS 改性沥青试件随着温度的增加,沥青混合料的稳定度也随之增大。
2.车辙试验
众多研究表明,车辙动稳定度能较好反映沥青路面在高温季节抵抗形成车辙的能力,其条件与马歇尔试验相同,在这一条件下,基质沥青试件和 SBS 改性沥青试件的 DS ( 动 稳 定 度) 分 别 为: 基 质 ( 3067、1187、523 ) ;SBS ( 6418、3126、1762)。由此可知,掺入SBS 改性剂后沥青混合料的车辙试验动稳定度大幅提升。
三、SBS改性沥青混合料在山区高速公路养护工程中的应用
(一)前期准备工作
结合高速公路路面维修施工要求,按照养护施工标准加强施工质量控制。对原路面进行检验,并按设计要求对路面破坏型病害提前进行处治,为后续SBS改性沥青混合料施工奠定基础;严格控制原材料质量,确保备料充分,保证施工连续有序进行;为确保各类施工机械设备稳定运行,在设备进入施工现场前应提前调试,确保各类施工机械设备处于稳定运行状态,以提高作业效率。
(二)工程应用
某山区高速公路在通车12年后,路面在环境与荷载的长期作用下,出现麻面、车辙、坑槽等病害,严重影响车辆通行安全,急需通过维修养护实现原路表面使用功能的恢复。经有关部门研讨并立项,决定对该高速公路路面进行养护施工。为能更好地提升路面的使用性能,确保行车安全和舒适性,特将SBS改性沥青混合料应用施工中。本文结合该工程维修养护施工实例,介绍SBS改性沥青混合料在工程中的应用。
1.拌和
本项目使用的拌和设备是间歇式拌和机。与传统的沥青混合料相比,SBS改性沥青混合料的拌和要求高,如干拌时间不宜小于6s,加入沥青之后的湿拌时间为40s,以确保生产的沥青混合料均匀、无离析、花白料等问题。拌和过程中集料温度控制在190~210℃,改性沥青温度控制在165℃以内,沥青混合料出料温度保持在170~185℃,并设专人对温度进行检测,以满足规范要求。
2.运输
根据工程需要,尽可能采用大吨位自卸车运输沥青混合料。装料时车辆应前后移动不少于3次,并按“品”字形装料,避免发生离析问题。运输过程中采取有效的保温措施,确保混合料的摊铺温度满足规范要求。沥青混合料运输到施工现场应做好到场温度检测,若温度低于160℃,需要做废弃处理。此外,为防止车厢壁和底板粘滞混合料,应事先涂刷一层隔离剂,避免沥青粘结现象。
3.摊铺
采用相同型号履带式摊铺机,按照梯队作业方式实施改性沥青混合料的摊铺。每车料摊铺前应对改性沥青混合料的温度进行检测,符合要求后方可投入施工。为进一步提升路面摊铺平整度,摊铺作业过程中摊铺机应保持缓慢、匀速运行状态,且尽量避免中途停顿或中断,行进速度宜保持在2.0~4.0m/min之间。为确保摊铺机连续不间断作业,每台摊铺机前方至少有3台以上装料车等待,以确保沥青混合料供应正常。
4.碾压
改性沥青混合料路面采用多台12t及以上双钢轮压路机组合,以缓慢、均匀的速度由低逐渐向高进行,碾压速度符合相关规范,并按照初压、复压、终压三个阶段进行碾压作业。初压采用双钢轮压路机静压2遍,复压采用双钢轮压路机振动碾压4~6遍(高频低幅),终压采用双钢轮压路机静压2遍并消除轮迹。施工结束后,路表面温度不低于90℃。
该养护工程已投入使用近6年时间,在后期的跟踪检测中,其路面无任何结构性损坏,且路用性能指标均满足高速公路路面使用性能指标的要求。
四、结语
本文以养护工程实例为基础,从原材料的质量控制、改性沥青混合料性能指标、具体工程应用等入手,重点探讨了SBS改性沥青混合料在山区高速公路路面养护工程中的具体应用,同时进行了跟踪检测。本文认为,SBS改性沥青混合料应用于山区高速公路养护工程可以显著提升路面养护工程的整体质量,从而延长路面使用寿命,提升行车的安全性和舒适性。
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