公路工程沥青玛蹄脂碎石路面施工技术

2022-09-21 16:43:20 来源:写作指导

公路工程沥青玛蹄脂碎石路面施工技术

摘要:结合某高速公路工程,重点探讨了沥青玛蹄脂碎石路面施工技术的应用。主要施工流程为原材料准备、配合比设计、黏结层施工、混合料生产、运输、摊铺、碾压、接缝处理,施工完成后对路面施工质量进行检测,结果表明,该工程施工质量良好,满足设计要求,工程可以投入使用。

关键词:公路工程;沥青玛蹄脂;路面施工

1工程概况

某高速公路工程路线全长11.8km,设计为双向四车道,设计行车速度110km/h,公路所在地为交通要道,建成后行车量大,为提高公路的承载能力,改善人们的出行体验,决定采用沥青玛蹄脂碎石材料,即SMA改性沥青进行路面施工,基于此,本文对该工程沥青玛蹄脂碎石路面施工技术的应用进行分析。

2沥青玛蹄脂碎石路面施工技术的应用

2.1原材料要求

(1)粗集料:SMA混合料的高温稳定性与粗集料密切相关,主要由粗集料的嵌挤作用控制,因此,粗集料的坚韧性、棱角性、颗粒形状等参数会直接影响混合料的性能,本次施工中采用的粗集料要求具有良好的坚韧性,集料颗粒表面平整,针片状颗粒含量≥1.5,基于此,决定粗集料选用玄武石[1]。(2)细集料:细集料在SMA混合料中的含量在10%以下,可以对混合料的内部实现镶嵌,提升混合料的密实性,细集料的选用要求为内部保持干净,粒径≤5mm,本次施工细集料采用机制砂。(3)其他材料:结合设计要求,本次施工采用石灰石研磨成的细粉,纤维稳定剂选用松散状的木质纤维素,水使用干净的饮用水,所有的原材料选择完毕后,进场前要对材料的质量进行检测,明确材料的性能后,方可入场使用。

2.2配合比设计

(1)SMA混合料具有相互嵌挤紧密的粗集料骨架,配合比设计工作中要满足马歇尔试件的粗集料间隙率要求,粗集料的间隙率应小于捣实状态下的粗集料骨架间隙率,在SMA粗集料骨架间隙内填充沥青结合料,沥青的用量应满足最小沥青用量的要求,从而使马歇尔试件的空隙率控制在3%~4%[2]。(2)根据本工程设计配合比的标准要求,经过多次矿料组成及不同油石比的反复试验,最终确定SMA混合料的配合比,其最佳油石比(Pa)为6.2%,混合料的孔隙率(Va)为3.5%,粗集料的间隙率(Va)为37.5%,细集料的间隙率(VCA)为38.6%,沥青饱和度(VFA)为80.1%,矿料间隙率(VMA)为17.5%,混合料的配合比设计完成后,在实验室进行试拌作业,明确SMA的实际性能是否满足要求,实现对配合比的验证。

2.3黏结层施工

SMA路面正式施工前,施工单位要对下层路面的杂物、尘土进行清理,严重污染的位置,可用水冲洗干净,清理后在其表面铺洒一层黏层油,目的是实现面层之间更好黏结,黏层施工采用的黏层油为乳化沥青,喷淋量在0.2~0.3kg/㎡之间,施工现场在10℃以下或路面湿湿时,不得进行喷洒施工,喷洒完成后及时封闭交通进行养护,待黏层干燥后进行SMA路面施工[3]。

2.4混合料生产

(1)本项目SMA沥青混合料的拌和采用间歇拌和设备,此设备具有完整的除尘系统,满足环保施工的要求,同时机械的给料仓数量大,具备添加纤维材料的装置,能实现配合比设计的配料要求,拌和后的混合料可以存储于机械自带的存储仓,在存储过程中混合料的温度下降不会超过10℃,其存储时间不宜过长,当天拌和的混合料要当天用完。(2)混合料的拌和时间随试拌时间确定,拌和后的SMA沥青混合料要包裹均匀,本次施工每盘混合料的拌和时间宜≥45s,其中干拌时间控制在5~10s,对未能充分拌和均匀的情况,可以适当延长拌和时间,在拌和过程中,纤维材料要确保拌和均匀,纤维材料的投料由机械自动完成,投料方式为喷送,在纤维材料投放后要先干拌,再投入矿粉,此外,在拌和过程中,要时刻对沥青泵、管道、计量装置等进行检查,每盘混合料拌和完成后,要进行清洗,同时要对混合料的拌和质量进行检查。(3)拌和过程中,要对施工温度进行合理控制,SMA混合料的拌和温度比普通沥青混合料的拌和温度高出约10~20℃,沥青材料的加热温度在165℃以上,集料的加热温度在210~220℃,拌和完成且检验合格后,混合料的出厂温度应≥180℃,如拌和后SMA混合料的温度在195℃以上,则应将其废弃[4]。

2.5混合料运输

(1)SMA混合料的运输采用载重量为20t以上的自卸式运输汽车,由于沥青玛蹄脂的黏性大,在运输车装载混合料前,要将车厢的内部涂刷防黏结油,在装料过程中分三次进行,先装载车辆前端再向前移动车辆装载中间,最后装载尾部。(2)在运输过程中,为防止SMA混合料温度的急剧下降,每辆运输车须配备保温篷布和棉被,对混合料进行覆盖,运输时车辆保持匀速前行,停车要做到缓慢平稳,减少混合料的晃动,运送至施工现场后开始卸料,为保证摊铺工作的持续进行,施工现场至少要有3辆以上的运输车等待卸料,卸料车在距离摊铺机前20~30cm空挡停车,不得与摊铺机相撞,卸料时由摊铺机顶推同步前进完成卸料工作。

2.6混合料摊铺

(1)摊铺SMA混合料前,须对摊铺机的相关参数进行校正,合理调整摊铺机料门的高度,确保混合料可以经过传送设备输送至摊铺机的螺旋布料器,在摊铺机向前摊铺作业时,SMA混合料的高度宜大于螺旋装置高度的一半,不宜超过其高度的2/3。(2)SMA混合料中粗集料的占比在70%以上,因此,摊铺机的摊铺厚度可以适量加宽,本次施工采用一台摊铺机半幅进行摊铺作业,此施工方法可以提升路面的平整度,同时可以避免不必要的接缝处理,减少施工中的问题,在摊铺过程中,机械的摊铺速度要保持匀速,控制在1.5~2.5m/min,SMA混合料的温度宜控制在160~175℃。

2.7混合料碾压

(1)摊铺完成后需要进行碾压作业,与普通混合料相比,SMA混合料中粗集料的含量大,导致SMA混合料很难压实,因此,需要采用振动压路机进行反复振压,提升路面的压实度,与此同时,要对路面的平整度进行合理控制,在振压完成后,要利用压路机进行多遍静压进行收面,在振压过程中要遵循高频率、低幅度的碾压原则,避免压碎的粗集料体现在面层表面[5]。(2)相对于普通混合料的压实温度要求,SMA沥青玛蹄脂碎石混合料的压实温度范围和控制要求更严格,初压的碾压温度控制在150~160℃,以1.8~2.0km/h的速度进行碾压,复压的温度控制在135~145℃,碾压速度要慢,控制在1.2~1.5km/h,终压的温度控制在110~130℃,碾压速度控制在1.5~1.8km/h。

2.8接缝处理

(1)本工程SMA沥青玛蹄脂路面施工中停止施工在2h以上,应将停工位置做接缝处理,接缝按形式分为纵缝和横缝,其中纵缝采用斜缝,在已摊铺的混合部分中留出10~20cm宽暂不碾压,作为后半幅摊铺施工的高程基准面,搭接位置重叠在10cm左右,摊铺完成后,在接缝位置做跨缝碾压,消除接缝施工的痕迹,使路面形成整体。(2)横缝采用平接缝的形式,在需要设置接缝的位置,采用锯缝机割将SMA混合料切割整齐,在后续恢复施工时,先将接缝位置的灰浆进行擦洗,于接缝位置涂刷黏结沥青后再进行摊铺施工,摊铺后需要利用碾压机进行横向和纵向的双向压实,碾压后接缝处的高度与路面整体保持一致。

2.9质量检测

工程施工完成后,为检验施工效果,对SMA路面的压实度及渗水系数进行了检测,路面压实度的检测方法为钻芯取样法,渗水系数的检测采用路面渗水仪进行,本次检测共选取5个检测点,检测结果见表1:由表1检测结果可得,SMA路面施工完成后,路面的压实度均在96%以上,路面的渗水系数均小于200ml/min,这表明本次施工质量合格。

3结语

综上所述,SMA路面施工的难度较普通路面高,因此在施工中要保证施工质量,施工单位应从下承层的处理开始,合理控制混合料的质量、施工工艺、机械组合等多个方面,并在每一个环节中均要采取必要的控制措施,最终保证路面的施工质量,发挥SMA路面特有的优势。

作者:宋超 单位:河北盛通公路建设有限公司