論高速公路SMA改性瀝青路面施工技術(shù)

秦 權(quán)

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030012)

0 引 言

公路工程作為系統(tǒng)工程，在項(xiàng)目施工的階段中對(duì)于路面工程施工的質(zhì)量要求比較高，因此在項(xiàng)目開展環(huán)節(jié)必須要注重施工材料以及施工技術(shù)的應(yīng)用。SMA改性瀝青材料作為路面工程常用的一項(xiàng)技術(shù)材料，具備耐老化效果好，高溫抗車轍性能高，低溫抗裂性好等特點(diǎn)，所以得到了廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行研究，探尋出更為科學(xué)有效的技術(shù)措施，對(duì)推進(jìn)項(xiàng)目的開展意義重大。

1 性能優(yōu)勢(shì)

(1)SMA的耐老化效果明顯。經(jīng)過實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行拌和作業(yè)之后的改性瀝青材料展開模擬試驗(yàn)檢測(cè)，獲取回彈模量數(shù)據(jù)信息，與傳統(tǒng)材料的抗老化性能對(duì)比，有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，抗老化性能提升比較明顯。(2)SMA的低溫抗裂性良好。如果自然環(huán)境溫度比較低，應(yīng)用SMA建設(shè)的路面結(jié)構(gòu)低溫抗裂性能比較高。(3)高溫穩(wěn)定性好。對(duì)于SMA材料進(jìn)行高溫特性的研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用SMA材料中加入特定比例的SBS改性劑材料，保證其針入度下降比較明顯，所以軟化點(diǎn)的水平提升比較明顯，高溫抗車轍性能提高了。(4)水穩(wěn)定性高。應(yīng)用SMA材料制作中，做好配合比的設(shè)計(jì)工作，保證配合比達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，從而可以保證混合料的粗、細(xì)集料粘結(jié)性能得到很大的提升，還能夠減小內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空隙率，從而可以保證水穩(wěn)定性合格，完全達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程概況

太原東二環(huán)高速為山西省重要的公路路網(wǎng)組成部分。該項(xiàng)目總長(zhǎng)度為33.199 km。分別與青銀高速、京昆高速連接，是不可或缺的交通組成部分。該高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)為雙向六車道的形式，設(shè)計(jì)速度為100 km/h。在路面表層設(shè)計(jì)為瀝青混凝土的結(jié)構(gòu)，主線路面結(jié)構(gòu)可見表1。

表1 主線路面結(jié)構(gòu)表

3 施工工藝

建設(shè)SMA改性瀝青路面時(shí)，需要使用瀝青瑪蹄脂材料填充到粗細(xì)集料中間位置，使得施工難度大幅提高，路面壓實(shí)難度增大。在SMA路面施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)溫度控制才能保證工程的質(zhì)量合格，所以加強(qiáng)溫度控制極為重要。

3.1 材料選擇

材料中碎石、瀝青、礦粉、木質(zhì)纖維等都是比較重要的組成部分，一定要結(jié)合工程的具體情況合理地選用施工材料，以提高結(jié)構(gòu)的總體性能。

(1)基質(zhì)瀝青：對(duì)改性用基質(zhì)瀝青采用90A級(jí)瀝青；

(2)SBS改性瀝青：SBS類推薦劑量上面層不小于5%；

(3)纖維穩(wěn)定劑：應(yīng)用木質(zhì)素纖維、礦物纖維的效果最好；纖維需要經(jīng)過25 ℃的條件攪拌處理不會(huì)發(fā)生變質(zhì)、脆化等問題，且能夠符合環(huán)保性的要求，不會(huì)給人造成任何傷害與問題。加入纖維后，進(jìn)行充分的攪拌處理，以確保其均勻性合格；纖維材料的存儲(chǔ)管理極為重要，必須是室內(nèi)或者有棚的位置，同時(shí)在運(yùn)輸階段不會(huì)發(fā)生受潮、結(jié)團(tuán)等情況；纖維材料的加入比例按照瀝青材料的總量進(jìn)行百分比的計(jì)算，通常來說，應(yīng)用到SMA內(nèi)的木質(zhì)纖維素比例控制在0.3%以上；礦物材料的加入比例控制在0.4%以上，實(shí)際加入比例需進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)分析。

3.2 配合比設(shè)計(jì)

(1)目標(biāo)配合比：用作擬定拌合站每個(gè)冷料倉出料的多少、補(bǔ)充材料的速度等作為儲(chǔ)備材料和試拌合的依據(jù)。

(2)生產(chǎn)配合比：去拌和樓的熱料倉取試樣篩分，然后反復(fù)調(diào)整冷料比例，實(shí)現(xiàn)供料均衡。采用最佳瀝青用量±0.2%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)，確定礦料、礦粉、纖維、瀝青用量，供試拌、試鋪使用。

(3)標(biāo)準(zhǔn)配合比：把經(jīng)過試拌、試鋪、檢測(cè)確認(rèn)可行的配合比，作為生產(chǎn)與質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)。

(4)實(shí)際生產(chǎn)中遇到材料變化、混合料抽檢、馬歇爾試驗(yàn)不達(dá)標(biāo)時(shí)，要及時(shí)查明原因調(diào)整配合比。

3.3 粘層施工

應(yīng)用粘層油在施工中，確保SMA路面表層的上下層結(jié)構(gòu)之間穩(wěn)定連接。在該項(xiàng)目中，為了能夠使得路面結(jié)構(gòu)達(dá)到整體的標(biāo)準(zhǔn)要求，使用SBS改性乳化瀝青為粘層油結(jié)構(gòu)，必須在正式攤鋪前1日開展噴灑施工。粘層油灑布需要使用瀝青灑布車進(jìn)行施工，按0.3～0.5 kg/m2控制灑布量，保證其達(dá)到均勻性的要求。如果環(huán)境溫度不足10 ℃或者濕度較大，不能進(jìn)行瀝青材料的噴灑施工。等到粘層油完全破乳，才能應(yīng)用SMA混合料鋪設(shè)施工。

3.4 混合料拌和

SMA混合料屬于間斷級(jí)配的形式。在拌和過程中，要認(rèn)真依據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比進(jìn)行，保證拌和環(huán)節(jié)處于管控范圍內(nèi)，可以采用間歇式的瀝青混合料拌和及實(shí)施生產(chǎn)作業(yè)。拌和樓內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)化控制，做好各種材料的稱量控制，還要布置有除塵的系統(tǒng)。拌和環(huán)節(jié)，如果檢查發(fā)現(xiàn)存在不均勻的問題，需要選擇使用合適的材料進(jìn)行材料稱量精度的控制，并且及時(shí)進(jìn)行集料的烘干處理。加強(qiáng)拌和時(shí)間控制，一般在拌和施工中，先進(jìn)行干拌15 s，礦粉在加入瀝青之后的3 s才加入，然后加入瀝青、纖維之后繼續(xù)濕拌4 5s，總計(jì)拌和時(shí)間為60～75 s。加強(qiáng)溫度控制，瀝青材料加熱溫度為170～180 ℃之間，礦料加熱溫度為185～195 ℃之間，在混合料制作結(jié)束后，出廠溫度處于170～185 ℃之間，溫度不能超出195 ℃。

3.5 混合料運(yùn)輸

混合料制作結(jié)束后，用自卸車直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。在裝載材料之前，需要進(jìn)行車廂內(nèi)壁的隔離劑涂刷施工。裝料要依前、中、后的順序進(jìn)行，減少離析現(xiàn)象。運(yùn)輸階段，使用三層棉被或者篷布進(jìn)行表面覆蓋保溫處理?？刂七\(yùn)輸車速為30～40 km/h。運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，材料溫度不低于170 ℃。

3.6 混合料攤鋪

SMA混合料內(nèi)含有一定量的纖維材料，主要的作用就是保持混合料有較高的粘性，但是也導(dǎo)致施工難度升高。為了使得SMA路面平整度合格，SMA改性瀝青混合料應(yīng)用較大功率攤鋪機(jī)連續(xù)攤鋪方式進(jìn)行，一次攤鋪成型。并保證攤鋪料溫度超過160 ℃。該項(xiàng)目是用兩臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行的。如果遇到陰雨或者溫度不足10 ℃的情況，需要停止攤鋪施工。

3.7 混合料碾壓

SMA混合料壓實(shí)施工難度較高，必須在高溫條件下開展碾壓施工，保證密實(shí)度符合要求，并且不會(huì)發(fā)生推擁的問題。在混合料完成攤鋪后，材料溫度還較高的情況下進(jìn)行，嚴(yán)格執(zhí)行碾壓施工工藝要求。碾壓環(huán)節(jié)，禁止其他車輛進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)，且保證路面的材料溫度符合要求，否則將會(huì)給路面平整度產(chǎn)生不利的影響。在碾壓施工之前，選擇20～30 m的路段進(jìn)行試驗(yàn)分析，振動(dòng)壓路機(jī)的輪跡重疊尺寸在20 cm以下。為了防止發(fā)生粘輪的問題，一般需要在碾壓前使用清水或者肥皂水進(jìn)行噴灑處理，禁止使用油類或者油水混合液。設(shè)備行駛保持緩慢、均勻的速度進(jìn)行。初壓施工環(huán)節(jié)，材料溫度在160 ℃以上，碾壓速度2～4 km/h；復(fù)壓時(shí)溫度超過140 ℃，碾壓速度4～5 km/h；在終壓時(shí)的溫度要在120 ℃以上，碾壓速度5 km/h。加強(qiáng)碾壓施工遍數(shù)的控制，不能存在過度碾壓的情況。應(yīng)用SMA混合料施工，經(jīng)過冷卻后，其表面硬度較高，粗糙度好、抗磨性好，在進(jìn)行壓實(shí)結(jié)束24 h后，則可以開放交通通行，以保證結(jié)構(gòu)滿足運(yùn)行要求，達(dá)到交通運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié) 語

綜合以上敘述，在高速公路瀝青路面施工的階段中，SMA材料作為非常關(guān)鍵的一項(xiàng)材料，需要按照項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)做好材料的配比，并且對(duì)施工的設(shè)計(jì)進(jìn)行控制，才能夠?qū)⒃摬牧系男阅馨l(fā)揮出來，提高公路工程的整體質(zhì)量。在本文研究中對(duì)SMA改性瀝青路面技術(shù)的應(yīng)用過程以及要點(diǎn)進(jìn)行探究，目的在于推進(jìn)路面工程的不斷開展，達(dá)到高速公路事業(yè)的發(fā)展需求。