杜偉剛 馬亮亮
(河南省中州公路工程有限公司,河南 南陽(yáng) 474550)
某公路工程總長(zhǎng)度為24.4km,為雙向四車道,路基寬度為24.5m。為全面提升工程建設(shè)質(zhì)量,降低施工成本,該工程選取SBS改性瀝青混凝土路面施工。此類路面結(jié)構(gòu)抗磨耗、抗衰老性與高溫穩(wěn)定性良好,符合施工規(guī)定。
SBS改性瀝青是以基質(zhì)瀝青為原料,按比例將一定量SBS改性劑摻加到混合料內(nèi),通過剪切、攪拌等一系列工序流程,保證SBS改性劑均勻分散于瀝青混合料內(nèi)。與此同時(shí),還需將一定量專用穩(wěn)定劑摻加到混合料內(nèi),共同構(gòu)成一種SBS混合料,通過此類材料,可有效改善瀝青混合料的使用性能。在路面面層施工中,使用SBS改性瀝青混合料,其特點(diǎn)如下:
第一,抗車轍性能。SBS改性劑的應(yīng)用,可使混合料的大分子組成、極性物質(zhì)增多,加大混合料內(nèi)聚力,提高集料和瀝青之間的粘結(jié)力,在此基礎(chǔ)上,便可提升混合料的抗車轍性能。
第二,溫度敏感性。高溫條件下,SBS改性劑粒子的物理交聯(lián)可形成混合料內(nèi)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物,有效避免瀝青分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)試驗(yàn)證明,瀝青混合料經(jīng)SBS改性之后,需在8%以內(nèi)控制摻加量,從而提升行車穩(wěn)定性。
第三,抗老化性。SBS改性劑中相比基質(zhì)瀝青,改性劑內(nèi)的聚丁二烯玻璃化溫度較高。低溫環(huán)境下,將嚴(yán)重制約基質(zhì)瀝青內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng),但是SBS改性劑分子柔性更較好,可大幅減小改性瀝青混合料的低溫脆性,以此提升低溫抗裂能力。
第四,疲勞特性。SBS改性劑粒子結(jié)合基質(zhì)瀝青分子,可產(chǎn)生協(xié)同受力作用,當(dāng)摻加極性分子后,可顯著提升基質(zhì)瀝青的柔韌性與粘聚力。但與普通基質(zhì)瀝青混合料相比,混合料改性之后,其應(yīng)力消散能力與力學(xué)強(qiáng)度更強(qiáng),可直接提升混合料疲勞特性,從而達(dá)到延長(zhǎng)路面使用壽命的作用。
1)瀝青。選取SBS—I—C改性瀝青用于全線上面層瀝青瑪蹄脂碎石,且根據(jù)施工路段具體情況選擇與之相適應(yīng)的材料。根據(jù)瀝青來源、標(biāo)號(hào)合理分類放置瀝青材料,在瀝青使用時(shí),要求儲(chǔ)罐存儲(chǔ)溫度在110~170℃范圍內(nèi)。
2)粗、細(xì)集料。SBS改性瀝青混合料具有較大內(nèi)摩擦角,集料之間具有顯著的嵌擠作用,則其就具有良好的高溫穩(wěn)定性。通常來說,集料石質(zhì)的堅(jiān)韌性、顆粒形狀等直接對(duì)集料嵌擠作用的大小起決定作用。除此之外,因上面層要求必須具備較高的集料抗壓碎性,因此集料選擇必須具備高強(qiáng)度及良好的耐磨耗性能。粗集料:本工程選取的粗集料必須具備表面粗糙且形狀近似于立方體等特征,其技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。細(xì)集料:本工程細(xì)集料選取石灰磨制機(jī)制砂,這對(duì)改性劑瀝青混合料高溫穩(wěn)定性提升極為有利。選取機(jī)制砂的主要原因在于其通過反復(fù)破碎堅(jiān)硬巖石而形成,棱角性與嵌擠性良好。
3)填料。在改性瀝青混合料內(nèi)礦粉具有至關(guān)重要的作用,改性瀝青只有在礦粉表面吸附才能充分結(jié)合粗、細(xì)集料。要求礦粉必須不能具有較高含水率、不能出現(xiàn)污染現(xiàn)象,不得選取回收粉塵作為礦粉材料,且對(duì)粒徑低于0.075mm的含量加以嚴(yán)格控制。
SBS改性瀝青面層施工中,要先了解其特點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)際情況,確定施工方案,掌握施工技術(shù)要點(diǎn),才能提升施工技術(shù)水平。那么,可按照以下工藝要點(diǎn)進(jìn)行施工。
1)面層試驗(yàn)段鋪筑。為了保證后期大面積施工質(zhì)量,決定在施工前,選取具有代表性的路段作為試驗(yàn)段進(jìn)行鋪筑,長(zhǎng)度為200m。從而驗(yàn)證生產(chǎn)配合比、施工方案、工藝等適應(yīng)性,為正式鋪筑路面提供必要的技術(shù)參數(shù)。
2)混合料拌和?;旌狭习韬捅仨殗?yán)格按照設(shè)計(jì)、試驗(yàn)進(jìn)行配合比確定,隨后向拌和機(jī)內(nèi)投入集料、瀝青等原材料,保證集料全部覆蓋瀝青膜,待瀝青向集料內(nèi)完全均勻混合之后,可確定混合料的拌和溫度及時(shí)間,即干拌時(shí)間10s,濕拌時(shí)間45s。瀝青加熱溫度175~175℃,礦料加熱溫度190~200℃,混合料出場(chǎng)溫度170~185℃,若混合料溫度在210℃以上,則不得使用。
3)混合料運(yùn)輸。施工時(shí),需先沖洗干凈運(yùn)輸車輛,并將隔離劑涂抹到車廂底板與四周,避免粘黏車廂。待涂刷完隔離劑之后,嚴(yán)禁車廂內(nèi)存有積液。為避免裝料過程中混合料離析,必須合理控制裝車順序,要求按照前、后、中順序進(jìn)行裝料,運(yùn)送到攤鋪現(xiàn)場(chǎng)時(shí),運(yùn)輸車與攤鋪機(jī)之間必須保持安全距離,一般可控制在10~30cm之間。
4)混合料攤鋪。在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中,必須保證混合料攤鋪消耗基本匹配生產(chǎn)速度,確保面層施工平整度及密實(shí)度,此外在攤鋪施工中,可在2~3m/min之間控制攤鋪機(jī)行走速度。路面攤鋪時(shí),需要先對(duì)攤鋪厚度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),根據(jù)施工要求,可采用自動(dòng)找平履帶式瀝青混合料攤鋪機(jī)進(jìn)行施工,保證推動(dòng)力強(qiáng)勁,運(yùn)料能力與攤鋪能力匹配,可同時(shí)勻速前行。此外,可指派專人進(jìn)行巡視,若出現(xiàn)異常情況,如波浪、裂縫等,應(yīng)快速處理,采用熱料填補(bǔ),為碾壓施工提供方便。
5)混合料碾壓。待完成上述施工作業(yè)之后,可采用組合式碾壓法進(jìn)行混合料碾壓,如雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)+輪胎壓路機(jī)。為了避免輪胎壓路機(jī)與混合料粘黏,可在碾壓前,可采用1:1植物油和洗滌劑均勻涂抹到膠輪上,此外,在整個(gè)碾壓階段,還要做好碾壓溫度控制,如初壓時(shí)溫度必須控制在150℃之上,而碾壓終了溫度則需控制在90℃以上。一般按照三階段完成碾壓施工。初壓時(shí),可采用2臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行3~4遍碾壓,行駛速度控制在2~3km/h;復(fù)壓時(shí)可采用“鋼輪壓路機(jī)+膠輪壓路機(jī)”的組合方式,碾壓遍數(shù)控制在4~5遍,行駛速度控制在3~4.5km/h。終壓時(shí)可采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2~3遍碾壓,行駛速度控制在3~4km/h,終壓結(jié)束后,要及時(shí)檢查路面平整度,保證滿足施工規(guī)范要求。
6)橫向施工縫處理。一般采用平接縫處理橫向施工縫,沿縱向位置采用三米直尺進(jìn)行檢查,在攤鋪端部呈懸臂狀,以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置,切割整齊后鏟除,并重新進(jìn)行攤鋪。清理干凈鋸切下余留的灰漿,并將一定量粘層瀝青涂抹其上,攤鋪機(jī)熨平板應(yīng)由接縫位置開始進(jìn)行攤鋪施工。整個(gè)碾壓過程中,可通過鋼輪壓路機(jī)沿橫向碾壓。
7)質(zhì)量控制措施。(1)施工前,必須先清理干凈下承層,特別是細(xì)微部位,要將其表層雜物,如樹葉、浮土等一并清理,如攤鋪前,采用手推式大風(fēng)力鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行清除。(2)在運(yùn)輸環(huán)節(jié),必須先確定運(yùn)輸距離、行車速度及所需時(shí)間等,從而保證不會(huì)影響混合料的現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)情況。若混合料溫度消散過快,將會(huì)造成極大損失。為此,在大規(guī)模施工前,必須縮短運(yùn)輸距離,保證運(yùn)輸施工質(zhì)量。
綜上所述,改革開放40多年來,我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)突飛猛進(jìn),公路建設(shè)里程越來越多。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,大量新技術(shù)、新材料、新工藝被廣泛應(yīng)用于公路施工,SBS改性瀝青作為一個(gè)高效、高質(zhì)的瀝青改性材料,相比基質(zhì)瀝青,可以有效改善瀝青的高低溫性能及抗老化性能,且來源較廣。為此,在瀝青路面面層施工中合理采用SBS改性瀝青材料,可有效改善混合料使用性能,保證具備良好的施工效果。