金武高速公路中新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備的應(yīng)用

馮杰年

【摘 要】在金武高速公路建設(shè)項(xiàng)目對(duì)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，效果明顯，有利于在公路新建、改建中推廣和應(yīng)用。路面工程施工以高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的技術(shù)及工藝進(jìn)行施工，在甘肅省內(nèi)的高速公路建設(shè)中處于領(lǐng)先地位，因此有必要將該項(xiàng)目中采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備推廣。本文對(duì)高速公路中新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備的應(yīng)用提出自己的一些看法，僅供同仁參考。

【關(guān)鍵詞】新技術(shù) 新工藝 及新設(shè)備 金武 施工應(yīng)用

金武高速公路路線全長71.125公里，主線采用雙向四車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，連接線采用雙向四車道一級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主線及連接線路基寬度均為24.5米，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里∕小時(shí)。主線路面結(jié)構(gòu)層為AC-16C改性瀝青混凝土上面層厚度5cm+ SBR改性瀝青粘層+ATB-25改性瀝青穩(wěn)定碎石下面層厚度7cm+改性瀝青碎石封層+煤油稀釋瀝青透層+水泥穩(wěn)定砂礫基層（摻30%碎石）厚度32cm+水泥穩(wěn)定砂礫底基層厚度18cm。路面工程施工以高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的技術(shù)及工藝進(jìn)行施工，在甘肅省內(nèi)的高速公路建設(shè)中處于領(lǐng)先地位，因此有必要將該項(xiàng)目中采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備推廣。

1 新技術(shù)：SBS改性瀝青

在高等級(jí)公路中SBS改性瀝青的應(yīng)用，以其瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高，延長路面的使用壽命，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，具有良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。SBS改性瀝青是以基質(zhì)瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時(shí)，加入一定比例的穩(wěn)定劑，形成SBS改性瀝青材料，經(jīng)檢測瀝青拌合廠生產(chǎn)的改性瀝青符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中的聚合物改性瀝青SBS類I-C指標(biāo)的技術(shù)要求，在施工過程中，從原材料檢測開始，對(duì)瀝青混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等各工藝上進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，并在大面積鋪筑瀝青路面施工前開展了試驗(yàn)段的驗(yàn)證，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)及行車狀態(tài)下，現(xiàn)場查看，瀝青改性質(zhì)量以及路面施工質(zhì)量達(dá)到了預(yù)定的效果。

2 新工藝

2.1改性瀝青碎石封層

在瀝青碎石封層用于路面結(jié)構(gòu)層中的概念被提出前，建設(shè)的高速公路半剛性基層在營運(yùn)中開裂現(xiàn)象成為通病，為養(yǎng)護(hù)工作帶來了重復(fù)的灌縫工作。溫度梯度裂縫或溫度疲勞裂縫、干縮、疲勞破壞裂縫等原因引起半剛性基層的開裂是不可避免的。為防止雨水滲入到面層與基層的交界面上產(chǎn)生沖刷與唧漿損壞，保護(hù)基層，同時(shí)延緩或減少基層開裂引起的瀝青面層反射裂縫，為此，金武高速公路在基層表面設(shè)置了下封層（或稱應(yīng)力吸收層），采用同步碎石封層技術(shù)，首次在路面施工中開展SBS改性瀝青防水層的施工應(yīng)用。

在封層的施工中，采用電腦控制的瀝青灑布車，精確控制灑布量，從數(shù)量上保證足夠的瀝青層厚度。SBS改性瀝青的灑布用量約為2.0～2.2Kg/m2，灑布碎石路段采用8～13.2mm 單一粒徑碎石，單粒徑碎石其用量為滿鋪一層量的65～75%，其目的為保護(hù)改性瀝青層薄膜不受運(yùn)料車和攤鋪機(jī)損壞；碎石與碎石間的空隙足夠大，在攤鋪高溫層瀝青混合料時(shí)，混合料能很好地壓入碎石空隙中，不會(huì)出現(xiàn)混合料中的大碎石架空現(xiàn)象，可形成良好的嵌擠效果；然后用膠胎壓路機(jī)穩(wěn)壓1-2遍成型。同步碎石封層技術(shù)施工工藝簡單、設(shè)備少而速度快，可以縮短工期，降低工程造價(jià)。因此，采用同步碎石封層設(shè)備和SBS改性瀝青防水層，能大大提高對(duì)瀝青路面下封層的施工質(zhì)量和防水、抗裂性能。阻斷基層反射裂縫向上傳遞，通過該項(xiàng)目碎石封層的施工，應(yīng)用了新材料，施工質(zhì)量得到了保障。

2.2下面層ATB-25結(jié)構(gòu)施工

改性瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25路面結(jié)構(gòu)在我省高速公路上的應(yīng)用尚屬起步階段。改性瀝青穩(wěn)定碎石屬于粘彈性材料，韌性強(qiáng)，有一定的自愈能力，對(duì)反射裂縫有較好的抑制作用和一定的抗車轍能力，另外，它具有較高的抗剪強(qiáng)度和耐疲勞性能，同時(shí)不易產(chǎn)生收縮開裂和水損害，又可作為承重層，使整個(gè)路面受力，變形更為協(xié)調(diào)。為此，金武高速公路建設(shè)項(xiàng)目下面層設(shè)計(jì)采用密級(jí)配改性瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25（8cm 厚）路面結(jié)構(gòu)，瀝青混合料采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉。采用雙鋼輪和輪胎壓路機(jī)組合碾壓，以輪胎壓路機(jī)揉壓為主，要求使用噸位較大的（30 噸以上）膠輪壓路機(jī)，以提高壓實(shí)功，保證壓實(shí)效果。建議每一工作面11 噸以上雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)不少于2 臺(tái)，30 噸以上膠輪壓路機(jī)不少于4 臺(tái)壓。

3 新設(shè)備：振動(dòng)壓實(shí)成型儀和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型儀的使用

為了更好的保證工程質(zhì)量，加大試驗(yàn)檢測力度，用準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，該項(xiàng)目中心試驗(yàn)室和兩個(gè)路面施工單位工地試驗(yàn)室配置了振動(dòng)壓實(shí)成型儀和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型儀，并在項(xiàng)目中使用。因此為結(jié)合實(shí)際，在級(jí)配設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室已越來越多地采用振動(dòng)壓實(shí)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)及制備試件。它與其它方法比較，具有模擬實(shí)際現(xiàn)場施工狀況，不破壞級(jí)配、壓實(shí)的密實(shí)度高等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)選的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法。

在以往的路面基層施工中，基層標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)都是沿用規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)和靜壓法試驗(yàn)來作為控制基層施工質(zhì)量的依據(jù)，雖然也能夠有效的控制基層的質(zhì)量，但是，隨著大噸位振動(dòng)壓路機(jī)的推廣使用和試驗(yàn)方法的不斷研究和完善，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果來控制基層質(zhì)量暴露出了很多問題；比如，同條件下標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)確定的最大干密度和最佳含水率比振動(dòng)壓實(shí)法確定的最大干密度小而含水率大，水泥劑量也相應(yīng)的較高，反應(yīng)在質(zhì)量方面主要表現(xiàn)在現(xiàn)場壓實(shí)度超密、水泥劑量偏大、干縮和溫縮裂縫較多；而使用振動(dòng)壓實(shí)法后，很好的解決了以上問題。振動(dòng)壓實(shí)成型儀的工作原理是模擬現(xiàn)場大噸位振動(dòng)壓路機(jī)的作業(yè)原理，采用振動(dòng)壓實(shí)法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的。而且，應(yīng)用振動(dòng)壓實(shí)成型法確定的最大干密度較大，含水率相對(duì)較小，水泥劑量比標(biāo)準(zhǔn)方法確定的低。這樣既很好的控制了質(zhì)量還節(jié)約了成本。振動(dòng)壓實(shí)儀的投入使用，不但給了我們一個(gè)全新的施工理念，更把我們的基層質(zhì)量控制提升到了一個(gè)新的高度。

在瀝青面層施工過程中對(duì)于瀝青混合料試驗(yàn)，試驗(yàn)室使用了旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀與傳統(tǒng)的馬歇爾擊實(shí)儀相比，有很多優(yōu)點(diǎn)，模擬實(shí)際路面熱拌熱鋪瀝青混合料的體積性質(zhì)和工作特性，在恒定的垂直壓力、恒定的壓實(shí)角度、規(guī)定的壓實(shí)旋轉(zhuǎn)速度三個(gè)主要技術(shù)條件下，通過揉搓方法，使試件循偏心角度作勻速圓周旋轉(zhuǎn)，并壓實(shí)，完成瀝青混合料的試件壓實(shí)成型。在成型試件時(shí)壓力持續(xù)、均衡，制備的試件能更加精確地反映混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，而且，采用大馬歇爾試件，試件高度控制準(zhǔn)確，混合料的級(jí)配和油石比的變化反映比較靈敏。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀的使用，使施工單位能準(zhǔn)確及時(shí)的掌握瀝青混合料的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，以此對(duì)混合料進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，使混合料的孔隙率、相對(duì)密度、礦料間隙率、瀝青飽和度及穩(wěn)定度和流值等重要指標(biāo)得到有效控制，適應(yīng)新形勢(shì)下公路重載交通的現(xiàn)狀，更好的預(yù)防了路面早期破壞，提高了工程質(zhì)量。

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