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摘要:以SBS改性沥青为研究背景,分析SBS改性沥青性能,分别从集料选择与混合料拌和以及摊铺碾压等环节,论述SBS改性沥青在高速公路路面工程中的具体运用,实践可知,通过SBS改性沥青技术的应用,能够提高高速公路路面结构的抗温、抗裂能力,大大提高了路面的整体施工质量,实践证明该技术值得推广使用。
关键词:SBS改性沥青;高速公路;路面工程
引言
SBS改性沥青混凝土材料和传统的橡胶混凝土材料相比,SBS改性沥青混凝土具备耐磨性能强、使用周期长、后期维护成本低、抗温能力高等优势,故而在高速公路建设过程中得到了广泛应用。
1改性沥青的性能分析
1.1高温稳定性在车辆长期运行影响下,高速公路路面受到荷载的影响出现车辙、推移、开裂等病害。SBS改性材料应用到路面工程中,路面高温性能能显著提高,且在SBS改性材料中适当增加抗渗剂,还能有效提高路面的耐热性。
1.2低温抗裂性能高速公路在冬季气温条件不断下降时,很容易出现应变能力超过设计的强度(所能承受的极限应变),此时会出现龟裂的现象,而通过SBS改性沥青材料的应用后能够切实提高路面抗低温性能,主要是SBS沥青材料含有高分聚合物,能提高路面结构的整体能力。
1.3抗老化性能随着时间的不断推移,沥青路面在长时间的运行下会出现老化现象,而导致老化问题的因素来自多方面,不仅有施工工艺的因素,而且还有交通负荷、荷载等方面的影响,而路面老化是一个必然的过程,老化问题导致路面整体性能降低(安全、稳定等)。在路面工程施工中,应用SBS材料可以提高路面的弹性能力,使其恢复如初,同时SBS改性沥青材料具备改善孔隙率特点,故而能够提高路面老化能力[1]。
2工程概况
某高速公路全程50km,主要分为两段施工,其中一段路程设置双向四车道,行车时速设计为80km/h,路基宽度设计24.5m;另外一车道按照双向六车道设置,行车时速为100km/h,路基宽为32m。在考虑到公路路面结构以及行车速度等众多因素上,项目部决定采取SMA路面结构方式,同时施工时采用SBS改性沥青材料进行施工。
3施工工艺
3.1集料选择在选择混合料时,混合料的内摩擦角越大,则表示集料之间的嵌挤效果会越强,其高温稳定性就会很强。而嵌挤能力的大小取决于众多因素,例如集料的形状、颗粒等。而路面的施工对集料的应用要求很高,尤其是对抗压、抗裂性能上。在选择集料时,必须要从材料的强度、耐磨性出发,选择细集料的主要技术指标见表1[2]。
3.2混合料拌制混合料拌制环节,要选择间歇式拌和的方式,同时要求拌和的设备具备记录功能,使其能够在拌和环节,详细记录拌和材料的用量及温度,同时还需要具备以下几点要求:①混合材料具备均匀性;②混合料不存在离析现象;③混合料不结块、流动性强;④无花白。混合料在完成拌和后,需要对材料进行抽样检查,同时按照抽样检查的结果对施工配合比以及设计比进行比对,若存在偏差情况,则需要分析原因后及时进行调整处理;在确定混合料用量时,需要按照工程的要求进行确定,且按照现拌现用的原则进行,不能使用隔夜拌和的材料;混合料温度控制要按照设计要求,由于高温拌和会引起沥青老化,故而矿料拌和加温温度控制在190~200℃内,混合料出厂温度控制在170~180℃(大于180℃会变为废料)[3]。
3.3混合料运输混合料运输之前,需要规划好运输路线,保证混合料的时间能够控制在30分钟内到达施工现场;装料车应选择大吨位的车辆(20t以上),且车辆需要具备保温措施。装料时需要按照先两端后中间的装料原则,装料完成后采用帆布覆盖;运料车在施工场地时,安排工作人员采用高压水枪冲洗车辆轮胎的淤泥、杂物;摊铺时为了提高摊铺效率以及提高摊铺连续性,需要安排足够数量的运料车,使其能够同时作业,在摊铺位置前端安排3~5辆运料车同时慢速行驶等候卸料。
3.4混合料摊铺在混合料摊铺环节,采用的是机械摊铺作业方式,控制厚度以及平整度时,需要使用>15m的自动找平装置;材料摊铺环节,需要缓慢、均匀、连续作业,严格按照规范要求控制速度,一般控制在2.5m/min以内。
3.5混合料的碾压和接缝混合料碾压工序是非常重要的一项环节,同时压实过程是保障沥青混合料气孔含量的重要环节。由于SBS改性沥青混合料的温度和沥青黏度存在变化关系,故而在碾压过程中,要求SBS改性沥青混合料的温度比其他材料温度要高20℃;同时,在碾压过程中,要配置3~5台压路机,一般情况下,大吨位压路机要2辆,2辆相同型号的双钢轮压路机;压实环节通常按照三个步骤操作,即:初压施工、复压施工、终压施工三个环节[4]。在初压过程中,其主要的任务是对混合料进行整平,给后续的施工创造有利条件,该环节是SBS改性沥青混合料施工基础环节,初压施工时,要求压路机设备与摊铺技术速度一致,且间隔的距离控制在2m范围左右,同时需要保持高温碾压,少喷水,初压温度需要控制在150℃以上。复压施工时,选择2~3台承重为10t的振动压路机进行操作,施工时碾压的次数控制在4~6次,且振荡频率需要控制在40~50HZ之间,振幅为0.5~0.7mm之间。在终压施工时,选择12t的压路机进行终压施工,碾压次数需要控制在2~4遍,终压碾压的温度要保持在90~110℃范围内;同时碾压速度需要保持一致,碾压时,压路机轮滚之间需要保持1/3~1/2轮宽重叠,以减少集料位移的现象。在接缝碾压环节安排两台设备以梯形的方式进行碾压,在处理缝迹过程中,采用热接的方式处理;而针对横向接缝处理时,由于难度系数较大,故而采用冷接缝方式处理[5]。
4SBS改性沥青混凝土路面施工要点
4.1对原有路面进行处理SBS改性沥青混凝土在正式施工前,需要做好原路面结构的处理,同时结合原道路的实际情况做好路基的固定处理。在该环节中,需要安排工作人员对路面的杂物进行清理,减少塌陷、起鼓问题的出现。其次,全面做好原路面的检查工作,保证路面的土壤性能可以满足施工要求,在操作过程中,若发现实际路面工程质量不满足SBS改性沥青混凝土施工要求时,则需要进行路基面的改良后,方可进行SBS改性沥青混凝土施工。
4.2对路堤填料进行更换处理路堤填料以及加固处理环节中,需要做好以下几点质量控制:首先,路堤位置施工时,需要排除土层中的水分,并且为了控制地下水向上渗,给沥青路面造成影响,还需要做好防水措施,在下层料填充时,要使用透水能力强的材料,且填筑时可以按照横向纵坡的方式,减少地下水上渗的现象;其次,在路基加固处理时,需要视土壤性质的不同,做好混合料的填充以及加固控制,保证后期的路面质量能够得到控制。
5结语
总而言之,在高速公路路面工程施工中,应用SBS改性沥青技术能够切实提高整体工程的路面质量,同时还能改善车辙、移位、开裂等问题,这对提高高速公路路面质量和使用年限有着重要的作用,通过本工程的实例应用可知,在工程建设后各种路面性能指标均满足设计规范要求,该技术值得推广使用。
参考文献:
[1]金鑫,高武.SBS改性沥青混凝土路面施工技术[J].交通世界,2017(33):172-173.
[2]宋明勇,肖坤.高速公路SMA改性沥青混合料路面施工技术[J].交通世界,2017(34):150-151.
[3]尚庆芳,田俊壮,牛昌昌,等.SBS改性乳化沥青黏层材料的剪切性能[J].筑路机械与施工机械化,2017(11):77-80.
[4]董彩虹.高压实度改性沥青路面表层施工技术[J].华东公路,2017(5):78-79.
[5]孟令国,江瑞龄,祝争艳.SBS改性沥青及其混合料稳定性研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017(10):18-21.
作者:郑明 叶勇芳 单位:江西省公路工程有限责任公司