高速公路SBS改性瀝青混凝土施工技術(shù)研究

呂品菊

(廣西交通投資集團南寧高速公路運營有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國高速公路交通量和車輛軸載不斷增加，瀝青路面承受著交通荷載的嚴(yán)峻考驗。為防止瀝青路面出現(xiàn)車轍、擁包等病害，亟需提高瀝青路面的路用性能。根據(jù)近年實踐研究可知，使用SBS改性劑對瀝青進行改性，能夠有效提高瀝青混合料高低溫穩(wěn)定性、耐久性等路用性能，提高路面使用質(zhì)量[1]。但SBS改性瀝青混合料在施工時要求較基質(zhì)瀝青混合料高10 ℃～20 ℃，當(dāng)溫度損失過快導(dǎo)致施工溫度不達標(biāo)，其更易發(fā)生離析、壓實度不夠等問題，因此需嚴(yán)格控制各施工階段溫度，從而保障改性瀝青路面施工質(zhì)量。

本文通過鋪筑某高速公路試驗段SBS改性瀝青路面上面層，介紹SBS改性瀝青生產(chǎn)過程、施工原材料選取和礦料級配確定方法，探討SBS改性瀝青路面施工工藝與質(zhì)量控制措施，并通過對試驗路段進行抗滑擺值和滲水性能檢測，檢驗試驗段路用性能是否滿足規(guī)范要求。

1 原材料

1.1 集料

SBS改性瀝青混合料作上面層，粗集料宜選用質(zhì)地堅硬、棱角性好的玄武巖碎石，細集料選用具有較好嵌擠性的機制砂，而填料選用與瀝青粘附性較好的石灰石礦粉[2]。集料相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果與規(guī)范具體要求見表1。

表1 集料相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果及規(guī)范要求表

1.2 瀝青

瀝青在混合料中起到膠結(jié)作用，其性能是決定瀝青路面鋪筑質(zhì)量的關(guān)鍵，本文通過向70#基質(zhì)瀝青中摻加5%星型SBS改性劑制備SBS改性瀝青。制備方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至170 ℃～180 ℃時，加入SBS改性劑并攪拌均勻，使用高速剪切機以4 500 r/min的轉(zhuǎn)速高速剪切45 min，最后在165 ℃下發(fā)育30 min。制備所得SBS改性瀝青相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果及規(guī)范要求見表2。

表2 SBS改性瀝青相關(guān)技術(shù)指標(biāo)及規(guī)范要求表

1.3 礦料級配

根據(jù)國內(nèi)相關(guān)經(jīng)驗，選用密級配AC-16型瀝青混合料對上面層進行鋪筑，并使用最大理論密度線和多級嵌擠密級配理論進行調(diào)整，礦料各級配組成見表3。

表3 AC-16型瀝青混合料級配組成表

2 工程實踐

2.1 工程概況

試驗路段全長9.84 km，路面寬度28 m，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計為8 cmAC-25型下面層+6 cmAC-20型中面層+4 cmAC-16型上面層。

2.2 施工工藝

2.2.1 拌合過程

選用具有自動記錄數(shù)據(jù)功能和纖維添加裝置的間歇式拌合機。在拌合前對拌合機、計量設(shè)備等進行調(diào)試，調(diào)試完畢后將骨料與木質(zhì)素纖維加入拌鍋中干拌5 s，之后向拌鍋中依次加入礦粉與瀝青，此時拌合開始計時，拌合時間為45 s。

2.2.2 運輸過程

混合料選用9輛20 t以上載重自卸式運料車進行運輸，車輛在開始工作前，需將車廂內(nèi)部清理干凈并涂抹肥皂水，防止瀝青及混合料粘黏車廂，同時加蓋雙層篷布，防止混合料運輸過程中熱量損失嚴(yán)重引起離析；車輛在保持平穩(wěn)的前提下，盡量提高車速，在運距不變的情況下縮短運輸時間，減少混合料溫度損失[3]；另派專人進行前后場指揮協(xié)調(diào)工作，保證車輛順暢通行。

2.2.3 攤鋪過程

路面攤鋪過程采用兩臺具備浮動基準(zhǔn)梁自動找平裝置的攤鋪機進行作業(yè)。自動找平裝置在攤鋪前要嚴(yán)格按照規(guī)范進行安裝；攤鋪之前，需將路面清理干凈后灑布粘層油；攤鋪機在攤鋪過程中，必須保持緩慢、均勻、連續(xù)攤鋪，攤鋪速度保持在2.5 m/min以內(nèi)。

2.2.4 碾壓過程

SBS改性瀝青混合料在初壓時選用2臺12 t雙鋼輪壓路機，采用先靜壓后振壓的方式碾壓兩遍，速度控制在1.5～2.0 km/h；復(fù)壓時選用2臺26 t鋼輪壓路機在2.5～3.5 km/h的速度下振壓3遍；終壓選用一臺12 t鋼輪壓路機在2.5～3.5 km/h速度下靜壓一遍。

2.2.5 接縫處理

為避免施工過程中出現(xiàn)縱向冷接縫和橫向施工縫，采用橫接縫，接縫需在混合料未完全冷卻前完成切割過程，處理完畢后用3 m直尺及時檢測，保證路面平整度。

2.3 施工質(zhì)量控制

SBS改性瀝青混合料在施工過程中，每個施工環(huán)節(jié)都會對路面質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此有必要對施工各環(huán)節(jié)進行質(zhì)量控制。

(1)嚴(yán)格控制施工各環(huán)節(jié)溫度。如果施工中混合料溫度過低，混合料將難以壓實，導(dǎo)致空隙率過高，易在通車后產(chǎn)生松散、坑槽等早期損壞；混合料溫度過高，瀝青容易老化，路面可能會出現(xiàn)車轍等問題。施工過程具體溫度控制范圍見表4。

表4 施工過程溫度控制范圍表

(2)混合料拌合完成后，按規(guī)定檢查拌合質(zhì)量，要求目測無團塊、花白、過油等現(xiàn)象。并從拌合樓中取樣進行馬歇爾試驗、抽提篩分試驗，檢查混合料體積指標(biāo)、油石比和配合比。

(3)攤鋪作業(yè)前測量人員需首先施工放樣，控制上面層厚度；攤鋪機必須一車一收料斗，螺旋送料器要保持勻速送料，防止混合料產(chǎn)生離析；同時運輸車卸料時嚴(yán)禁撞擊攤鋪機，避免攤鋪機內(nèi)混合料受力狀態(tài)改變；攤鋪完成后檢查攤鋪寬度、坡度、虛鋪厚度，并及時對不合格處進行處理[4]。

(4)在混合料碾壓時，可以通過灑適量水，防止混合料粘輪；碾壓過程遵循“緊跟慢壓、高頻低幅原則”，碾壓完成后需及時檢測路面壓實度，對不符合要求的區(qū)域進行返工。

2.4 路面檢測

2.4.1 滲水系數(shù)

當(dāng)路面滲水系數(shù)較大時，水分能夠進入路面內(nèi)部連通空隙，經(jīng)過車輛荷載產(chǎn)生的動水壓力作用，容易引發(fā)路面水損害[5]。本文以滲水系數(shù)作為評價路面滲水性能指標(biāo)，根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTGE60-2008)規(guī)范，對試驗路段進行滲水性能檢測。檢測結(jié)果見表5。

表5 滲水性能檢測結(jié)果表

由表5可知，施工完成時路面平均滲水系數(shù)為71.2 ml/min，通車1年后路面平均滲水系數(shù)為73.6 ml/min，均滿足規(guī)范要求；同時，通車1年后路面滲水系數(shù)與施工完成時相比變化不明顯，試驗段路面抗?jié)B水性能較好。

2.4.2 抗滑擺值

路面抗滑性能是路面使用性能的重要指標(biāo)，直接影響路面行車安全性，本文根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTGE60-2008)規(guī)范，使用擺式儀對試驗段路面擺值進行檢測，以擺值作為衡量路面抗滑性能的指標(biāo)，試驗段抗滑擺值檢測結(jié)果見表6。

表6 抗滑擺值檢測結(jié)果表

根據(jù)表6可知，施工完成時路面平均抗滑擺值為63.2 BPN，通車1年后路面平均抗滑擺值為61.1 BPN，均能夠滿足規(guī)范要求；通車1年后路面抗滑擺值比施工完成時僅下降3%，路面抗滑性能良好，能夠滿足路面抗滑設(shè)計要求。

3 結(jié)語

本文結(jié)合工程實踐，介紹SBS改性瀝青路面原材料選取、SBS改性瀝青制備、礦料級配設(shè)計；探討其施工工藝及施工質(zhì)量控制措施；并對試驗段施工完成時及通車1年后滲水系數(shù)和抗滑擺值進行檢測。結(jié)果表明：路面滲水系數(shù)和抗滑擺值均能滿足SBS改性瀝青路面設(shè)計要求，通車1年后兩項指標(biāo)均變化不大，路面鋪筑質(zhì)量優(yōu)良。

[1]唐 軍，李曉勇，汪衛(wèi)東.SBS改性瀝青混合料路用性能研究及工程實踐[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004(7)：809-813.

[2]于明輝，李大鵬，張旭.SBS改性瀝青混凝土路面的施工工藝[J].公路，2008(2)：184-186.

[3]劉 欣，潘 放.SBS改性瀝青混凝土施工工藝與質(zhì)量控制[J].公路，2004(11)：174-178.

[4]車承志，張 可，王代勇，等.SBS改性瀝青在市政道路中的應(yīng)用[J].公路，2014(8)：202-205.

[5]韓 波，段春泉，汪永林，等.永武高速公路瀝青路面施工工藝控制[J].筑路機械與施工機械化，2011(3)：49-51.