沈江微
北京住总第六开发建设有限公司 100050
摘要:
为研究SBS改性沥青超薄铺装施工关键技术,本文对超薄铺装沥青混合料配合比、粘层油选择以及拌和、运输、摊铺、碾压等施工工艺进行研究总结。依托实体工程,对采用本文施工工艺的超薄铺装路面进行质量检测,研究结果表明:施工质量整体符合设计要求;摊铺碾压的起始位置出现过压现象,应尽量控制压实遍数均匀;摊铺料的温差控制在20℃以内,压路机及时碾压以保证接缝处的渗水系数和压实效果。
关键词:道路工程;?超薄铺装;?SBS改性沥青;?施工工艺;?质量控制;
前言:
SBS改性沥青是典型的弹性塑胶类改性沥青,相较于传统的SBS沥青,其在黏度和软化点两方面均有所提高,路面的稳定性更佳。因此,为充分发挥SBS改性沥青的应用优势,施工单位应准确掌握材料的特性,并合理应用施工技术,将各项工作落实到位。
1.SBS改性沥青特性研究
改性沥青主要指的是在基质沥青中掺加适量改性剂并充分搅拌后制成新的沥青胶结料,目前最常用的沥青改性剂为SBS改性剂,SBS改性剂为一种拥有多相结构的热塑性弹性体,在基质沥青中掺加适量SBS改性剂,再通过剪切搅拌后将SBS在沥青中分散均匀,制成的SBS改性沥青具有良好的性能,投入公路路面施工中可提高路面质量。
2.超薄铺装的材料配比
2.1超薄铺装原材料与配合比
(1)原材料。
本文研究的超薄铺装采用SBS与自熔型复合增效改性剂的复合改性沥青,其性能指标满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)要求;采用的矿料为玄武岩石料1#(10~5mm)、玄武岩石料2#(5~3mm)、石灰岩石料3#(3~0mm)和石灰岩矿粉,其性能指标满足《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)规范要求。
(2)配合比设计。
本文应用的超薄铺装拟采用密级配设计,渗水系数小,可适用于铣刨加铺养护。通过马歇尔设计方法,结合各项路用性能试验的验证,其中矿料1#掺量51%、2#掺量12%、3#掺量32%、矿粉掺量5%,油石比5.4%,复合添加剂的用量为矿料质量的0.35%,对应沥青混合料的体积参数和其他路用性能指标均满足设计要求。根据沥青混合料拌合站的矿料仓储和试拌情况,对设计配合比进行调整得生产配合比。
3.施工工艺
3.1施工准备
(1)施工前组织进行图纸会审,保证图纸中的各项内容无误。
(2)以现场作业情况及工程质量要求为准,合理规划,保证材料和设备等物资的供应充足,以免出现施工中断的情况。
3.2混合料的拌和
(1)以设计配比为准,配备粗集料、细集料等相关材料。
(2)项目部专职质检人员参与沥青混合料的生产,加强质量检验,保证施工质量。
(3)拌和阶段应严格控制温度、拌和时间,以免因某项参数控制不到位影响混合料的质量。
(4)沥青、骨料为重要材料,其对温度较为敏感,应精准控制温度,考虑混合料类型、结构层厚度、现场气候等因素。
(5)应废除不满足质量要求的混合料,例如过度加热、含水量过高、已炭化的混合料,均不可投入使用。
(6)配合比发生变化时,应根据全新的配比组织试拌,判断混合料的质量情况,并报监理工程师审批,通过后方可大规模生产。
(7)以试拌结果为准,合理控制拌和时间,要求集料可完全裹覆沥青结合料,材料的分布应具有均匀性;通常应达到45s,在不影响混合料质量的前提下,应适当缩短干拌时间,以免打碎粗集料。
(8)拌和机生产阶段,每日取2次试样(时间分别为上午和下午),组织马歇尔试验,用于检验油石比、矿料级配等关键指标;以周为单位分析检测结果,从中求得标准差和变异系数,为后续工作的开展提供参考依据。
3.3混合料的运输
(1)按需生产混合料,应避免现场停机等料,避免混合料明显超过需求,利用自卸车平稳运输至现场。
(2)混合料出厂后,由自卸车装载并运输。装料前应全面清理车辆料斗,待恢复洁净状态后刷涂隔离剂,以便后续可快速卸料,避免混合料出现黏结的情况。
(3)混合料在途运输期间易出现温度降低、受灰尘污染、洒落至外界等情况,在装料后需加盖篷布。
(4)根据前述分析可知,温度的变化易影响混合料的质量,因此,应加强温度控制,在出厂和到场时均利用红外线温度计测温。
(5)混合料装车过程中易出现离析现象,自卸车可前后移动位置,分多次装料;若已经离析或温度不满足要求,应进行废料处理。
(6)卸料时运输车挂空挡,依靠摊铺机推动前进,将混合料卸至指定位置,运抵现场的混合料须在当班或当天完成摊铺和压实作业,避免由于混合料质量下降而造成浪费。
3.4混合料的摊铺
(1)摊铺前应全面检查下承层,若存在杂物附着或柴油污染等问题,应及时进行处理,具体可根据实际情况采取可行的方法。对于下承层残留的泥土和垃圾,应先清扫干净,再使用水车冲洗;柴油污染较轻时,可采取人工凿除、补撒透层油的方法,柴油污染较重时,需要切除被污染的区域,并使用沥青混合料填补、压实。
(2)对于与构造物接触的部分,应刷涂薄层沥青,在此基础上组织摊铺作业。
(3)主线机动车道施工中,共需配备3台摊铺机,采取半幅全断面施工的方法;针对匝道机动车道等部位,安排1台摊铺机,采取全断面施工的方法[1]。
(4)摊铺机的前后距离稳定在8~10m,要求纵缝具有密实、平整的特点;挂设钢丝绳,以此为基准,精准控制摊铺厚度。钢丝绳直径应达到6mm以上,拉力需超过800N,按5m的间距依次设置钢丝架。两台摊铺机的摊铺层将形成纵向接缝,该部分采用斜接缝的形式。
(5)综合考虑拌和站的生产能力、自卸车及摊铺机的工作性能、摊铺工作量等因素,控制摊铺速度,遵循连续的作业原则,全程摊铺速度以3~5m/min为宜,具体需根据混合料供给量进行相应调整,实现不间断摊铺的目标。摊铺过程中不可随意更换速度、不可停顿,避免影响路面的摊铺质量。
(6)摊铺期间应加强质量检查与控制,要求面层的厚度具有一致性、集料的分布具有均匀性,若存在离析或局部受损等质量问题,应及时与现场主管技术人员取得联系,采取换填、补料等相关处理措施。
(7)螺旋布料器的转动速度应与摊铺速度相匹配,料量应达到总布料器高度的2/3。
(8)完成摊铺作业但未采取压实处理措施时,应禁止无关人员和设备进入现场;摊铺机的作业效率较高,但难以全面覆盖边角等区域,该部分可采取人工摊铺的方法。
(9)摊铺期间存在降雨时,应随即暂停施工,将未经过压实处理的混合料清理干净,以免影响摊铺质量。
3.5混合料的压实
(1)压路机紧跟摊铺机,采用双钢轮压路机先静后振一遍,速度1.5~2km/h;再使用双钢轮压路机振压两遍,速度适当增加,以2.5~3.5km/h为宜;随后采用胶轮压路机静压一遍,此阶段可进一步提高速度,以4~6km/h为宜;最后收面,使用设备为单钢轮压路机[2]。
(2)优先从低边开始碾压,路面两侧为薄弱区域,需多压2~3遍,确保该处具有足够的稳定性。
(3)压路机运行期间易出现黏轮的情况,应提前使用油水混合液刷涂钢轮,使其能够与被碾压的混合料相互独立。
(4)新铺筑的路面不宜在该处停机、加油或做出其他活动,易出现油料等杂质落至路面的情况。若因特殊情况中断施工,压路机仅可停留在已经过压实处理且达到冷却状态的路段。
(5)压路机按规划路线匀速前进,不可随意停顿、加速、急刹车。交替前后碾压时,要求轮迹带的横向错位量需超过10cm,两次停留点位的纵向错位呈阶梯状排列。
(6)部分边角区域的碾压可采用小型压路机,以规避大型压路机碾压不全面的问题。
结语:
根据实体工程验证可知,在采用本文总结的超薄铺装的摊铺碾压工艺后,压实度、渗水系数、构造深度等施工质量均能满足设计要求,道路通车半年内持续观测试验段,表面无明显破坏现象,说明试验段施工质量控制效果总体成功。总结的施工工艺可供同类型工程参考应用。
参考文献
[1]李正中,柴东然,耿磊,肖庆一.密级配抗滑超薄磨耗层材料UWM-10设计与路用性能研究[J].中外公路,2019,39(01):243-248.
[2]王晓菲,贝苏甬,陈汝婷,金光来.高性能超薄铺装沥青混合料设计和性能研究[J].工程技术研究,2019,4(02):27-29.
[3]贺盛,高慧婷.高性能超薄铺装在高速公路车辙养护中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2018,41(02):160-161,163.
[4]贺承猛.高性能U-PAVE超薄罩面技术探究[J].新经济,2016(11):127.