山區(qū)高速公路應(yīng)用膠粉改性瀝青面層優(yōu)勢與施工控制要點探討

馮 琦

(中電建冀交高速公路投資發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，山區(qū)高速公路建設(shè)日益增多。為了更好地實現(xiàn)山區(qū)高速公路使用安全耐久性，必須重點把控好施工設(shè)計，尤其是對路面面層進(jìn)行合理設(shè)計，確保其表現(xiàn)出高質(zhì)量、有良好耐久性的使用效果。作為路面新材料的膠粉改性瀝青在河北省高速公路的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，憑借其高彈性模量的特點，也發(fā)揮出了較為理想的作用，有效提升了高速公路質(zhì)量水平。本文通過對太行山高速公路路面膠粉改性瀝青應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行分析，圍繞著山區(qū)高速公路面層施工質(zhì)量控制要點進(jìn)行探討，以便達(dá)到對膠粉改性瀝青這一環(huán)保新型材料使用效果的總結(jié)和推廣。

1 膠粉改性瀝青面層應(yīng)用優(yōu)勢分析

在山區(qū)高速公路建設(shè)過程中，為了更好地實現(xiàn)對施工質(zhì)量的有效保障，必須重點把握好面層設(shè)計以及施工處理，在工程中采用膠粉改性瀝青材料的優(yōu)勢十分明顯，主要表現(xiàn)如下：

(1)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。膠粉瀝青相對于傳統(tǒng)SBS改性瀝青，在造價控制方面表現(xiàn)更為突出。膠粉改性瀝青材料成本中廢輪胎膠粉約占20%的含量，而膠粉價格僅為基質(zhì)瀝青的一半，與SBS改性劑相比，其價格僅為SBS的1/10，因此膠粉改性瀝青成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他瀝青，價格比SBS改性瀝青低約20%[1]。而膠粉改性瀝青混凝土用在中面層，可大大節(jié)約前期的一次性投入。同時因為橡膠粉的大量使用，延長了路面的全壽命周期，降低了后期公路運營期維護(hù)費用。因此，選用膠粉改性瀝青對于前期降低太行山PPP項目投資造價，降低路面運營期的養(yǎng)護(hù)費用，提高高速公路的建設(shè)運營經(jīng)濟(jì)效益的貢獻(xiàn)十分明顯。

(2)環(huán)保優(yōu)勢。在太行山高速公路建設(shè)伊始，便以節(jié)約環(huán)境資源為設(shè)計思路，以“既要金山銀山、也要綠水青山”的宗旨樹立起環(huán)境也是資源的理念，堅持“不破壞就是最大的保護(hù)”的原則，摒棄“先破壞、后恢復(fù)”的做法。在設(shè)計中采用膠粉/SBS復(fù)合改性瀝青以及采用廢舊輪胎膠粉、SBS雙重改性瀝青，大力推行廢舊橡膠輪胎再生循環(huán)利用，讓廢物增值利用，摒棄燃燒處理措施，極大節(jié)約了社會資源，改善環(huán)境狀態(tài)，較好實現(xiàn)對于污染問題的控制，有利于建設(shè)環(huán)保型高速公路[2]。

(3)性能優(yōu)勢。在山區(qū)高速公路施工建設(shè)中運用膠粉改性瀝青還能夠在施工性能方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢，這也是膠粉改性瀝青面層得到較好應(yīng)用的重要條件。通過科研單位對膠粉改性瀝青的試驗優(yōu)化，路面中面層的試驗指標(biāo)在基本穩(wěn)定性、平整度以及抗車轍方面表現(xiàn)出了較傳統(tǒng)改性瀝青明顯優(yōu)良的效果。同時在提升面層耐久性、降低裂縫等問題的形成、抗變形能力等方面的表現(xiàn)同樣突出。此外，膠粉改性瀝青面層因其高彈性模量的彈性吸收還能夠有效實現(xiàn)路面降噪，這也是傳統(tǒng)面層材料無法達(dá)到的重要性能優(yōu)勢。經(jīng)過科研驗證及設(shè)計上的優(yōu)化，為膠粉改性瀝青作為中面層的使用提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，其性能優(yōu)勢有助于山區(qū)高速公路通行使用效能的整體提升。

2 山區(qū)高速公路應(yīng)用膠粉改性瀝青面層施工控制要點

為了更好地提升膠粉改性瀝青在山區(qū)高速公路應(yīng)用中的施工效果，發(fā)揮材料本身的性能優(yōu)勢，必需吃透面層設(shè)計要點以及施工工藝要點。在膠粉改性瀝青面層施工控制中應(yīng)做好以下要求：

(1)膠粉改性瀝青配合比設(shè)計。對于膠粉改性瀝青面層來說，前期確定整體混合料配合比設(shè)計對施工性能的表現(xiàn)十分重要。在設(shè)計中，選取優(yōu)質(zhì)礦料，切實做好材料的級配設(shè)計是比較關(guān)鍵的一環(huán)。只有確?；旌霞线_(dá)到接近理論設(shè)計的級配密度，才能夠發(fā)揮整體瀝青混合料的價值。在具體級配設(shè)計處理中，需要重點關(guān)注集料空隙率，結(jié)合空隙率指標(biāo)進(jìn)行膠粉改性瀝青混合料的目標(biāo)配合比設(shè)計，通過試驗對選定級配進(jìn)行復(fù)核[3]。同時，在具體膠粉改性瀝青級配設(shè)計中，還需要重點圍繞著混合料的吸收量、動穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度等進(jìn)行分析[4]，驗證其是否滿足對山區(qū)高速公路施工設(shè)計的要求，確保其能夠表現(xiàn)出較為理想的試驗表現(xiàn)，為后續(xù)生產(chǎn)配合比提供約束條件。

(2)加強(qiáng)膠粉改性瀝青拌和站生產(chǎn)控制。在膠粉改性瀝青混合料生產(chǎn)配合中，同樣也需要加強(qiáng)產(chǎn)品檢測分析，對于礦料間隙率、相對變形狀況、穩(wěn)定度以及飽和度等指標(biāo)進(jìn)行不斷抽檢，確保其對性能不存在任何影響。膠粉改性瀝青混合料在生產(chǎn)中溫度方面的控制是比較關(guān)鍵的一點，因膠粉自身的粘聚性，相對于傳統(tǒng)材料其需要更高的溫度要求，干拌需要將礦料加熱到180 ℃～200 ℃，而膠粉瀝青則需要加熱到185 ℃～200 ℃，以確保最終的混合料溫度能夠在175 ℃～190 ℃[5]。只有達(dá)到要求的出料溫度，才能夠?qū)崿F(xiàn)對混合料的良好拌和。在具體生產(chǎn)拌和中，也需要進(jìn)行拌和機(jī)具的標(biāo)準(zhǔn)化控制，避免在混合料中出現(xiàn)花白、離析以及冒青煙問題。膠粉改性瀝青混合料生產(chǎn)完成后，應(yīng)對運輸車輛進(jìn)行規(guī)范，保證混合料運輸?shù)玫捷^好防護(hù)，避免材料在運輸過程中受到污染影響。對于運輸過程中形成的一些殘渣，也要在運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后及時清除處理。

(3)膠粉改性瀝青面層攤鋪。在膠粉改性瀝青攤鋪處理中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計方案進(jìn)行，確保攤鋪布料規(guī)范、攤鋪速率可控，尤其是在攤鋪厚度以及攤鋪范圍的控制中，必須要確保其精確。在工程實際建設(shè)過程中，針對膠粉改性瀝青混合料的攤鋪都采用專業(yè)的攤鋪機(jī)進(jìn)行處理，利用激光定位和鋁合金尺共同進(jìn)行基準(zhǔn)線控制，確保攤鋪厚度準(zhǔn)確。在攤鋪處理中，為了更好地確保最終攤鋪效果，宜采用兩臺攤鋪機(jī)同時作業(yè)，以確保在寬度方面能夠進(jìn)行聯(lián)合搭配。為了更好地提升攤鋪質(zhì)量效果，還需要保證膠粉改性瀝青混合料的攤鋪溫度，加強(qiáng)運輸過程的保溫措施，在攤鋪開始前，對機(jī)器橫梁進(jìn)行預(yù)熱，保證混合料現(xiàn)場攤鋪溫度在165 ℃以上。同時攤鋪機(jī)應(yīng)勻速行進(jìn)，速度最好控制在3.5 m/min左右，保證卸料滿足控制攤鋪量，確保攤鋪過程不間斷。在攤鋪作業(yè)中，還需要基于施工縫進(jìn)行合理控制，確保施工縫能夠按照設(shè)計方案以及施工現(xiàn)場的具體情況進(jìn)行一次性處理，避免在后續(xù)進(jìn)行過多的人工點補(bǔ)操作。

(4)膠粉改性瀝青面層碾壓控制。在膠粉改性瀝青面層施工處理中，碾壓控制是最為關(guān)鍵的一環(huán)，其直接影響后期路面使用的舒適性。需要圍繞碾壓操作進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)管，力求碾壓后的膠粉改性瀝青面層具備較好的平整度表現(xiàn)。一般膠粉改性瀝青面層碾壓分為初壓、復(fù)壓以及終壓三個基本環(huán)節(jié)，在碾壓過程中需要遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的基本要求。在碾壓作業(yè)時，各碾壓機(jī)械應(yīng)該緊隨攤鋪作業(yè)開展，確保碾壓過程符合連續(xù)施工作業(yè)的要求。在初壓處理中，需要控制速度在30～50 m/min，初壓時的膠粉改性瀝青面層溫度應(yīng)該>150 ℃，前進(jìn)時靜壓，后退時強(qiáng)震碾壓；在進(jìn)行復(fù)壓處理時，應(yīng)該確保膠粉改性瀝青面層溫度在130 ℃以上，速度控制在50～80 m/min，碾壓兩遍；在終壓處理時，應(yīng)該控制其面層溫度在110 ℃以上，速度控制在80～100 m/min；最后進(jìn)行光面碾壓，避免在膠粉改性瀝青面層中遺留輪跡。在碾壓過程中需要重點規(guī)避可能存在的明顯中途停頓或者是緊急變速等問題，力求碾壓后的面層更為光滑，并且具備較高承載力。同時，加強(qiáng)現(xiàn)場車輛管理，所有攤鋪及作業(yè)車輛，不允許在當(dāng)天攤鋪的路面上長時間停放。通過新鋪筑路面時控制車速，避免對路面平整度造成影響。

3 結(jié)語

綜上所述，在太行山高速公路路面工程中，通過采用膠粉改性瀝青混凝土面層，能夠較好地實現(xiàn)對于整體山區(qū)高速公路通行能力的優(yōu)化，在不增加造價的前提下，確保其具備更高的質(zhì)量保障效果。當(dāng)然，膠粉改性瀝青混合料還具備明顯的環(huán)保效益，其耐久性使得路面在后期養(yǎng)護(hù)保障方面也能取得比較理想的效果，值得在未來山區(qū)高速公路項目建設(shè)中推廣運用。