彭凌
[摘 要] 我國城市經濟的快速發展在很大程度上促進了我國道路施工技術的發展,其中,瀝青混凝土路是目前我國市政道路建設中最常見的道路類型,本文主要對市政道路瀝青混凝土路面的改進設計進行了介紹,對一些關鍵點進行了著重分析。
[關鍵字] 市政工程;瀝青混凝土;超薄磨耗層
城市市政道路中不斷出現的新技術促成了市政路網建設水平的快速提升。瀝青混凝土路面以其施工方便、養護簡單的優點很快成為當前市政工程中主要鋪設的道路類型,但是瀝青道路同樣也有自身的一些不足,比如路面容易變形,不耐高溫等,尤其是在深圳這種大都市,改革開放的不斷深化、強勁的經濟活力帶來了城市交通量的迅猛攀升,車輛大型化、重載化使得城市路面的破損更加嚴重,本文從降低市政道路損害、緩解道路養護資金的角度出發,對城市瀝青混凝土道路的施工技術進行了研究。
一、市政瀝青路面常見問題及設計施工要點
市政道路瀝青路面建設質量水平的提升一方面需要加強設計源頭的綜合考慮,另一方面需要保障施工基礎的監管力度,市政瀝青路面中常見的問題主要表現在:一是路段交通量確定環節淡薄,設計不合理;二是面層結構組合設計和厚度設計不合理;三是路面結構層層間連續設計嚴重缺失,影響路面結構整體性能,這些問題影響了市政路面建設的經濟性和舒適性,也給市民的出行帶來了負面的影響。
因此在城市瀝青道路施工建設的前期應該將路網交通量的確定作為基礎,并將其換算成標準軸載車道累積當量軸次數據后進行結構厚度的設計;此外通過對所在城市的氣候、水文、地質等的調查,確保路面的結構組合設計的密實、抗滑和耐久;最后,路面質量的關鍵還是在瀝青中礦料的質量和礦料的級配。
二、超薄磨耗層路面的施工方案
1、施工方案的選擇
1)超薄磨耗層是超薄瀝青混凝土路面磨耗層的簡稱,它是一種將間斷級配熱拌瀝青混合料與乳化瀝青相結合的技術。在夏季高溫(60℃)下,超薄磨耗層在車輛荷載的反復碾壓過后不會產生車轍、擁包等路面病害,并且具有車輛行駛噪聲低的特點,既可用于舊路面表面功能的恢復,又可用于新建路面的抗滑層,特別適用于交通量擁擠的城區道路建設當中。
2)Duroflex是一種功能強大的瀝青混凝土改性添加劑,可以適用于任何熱混合料配方,是一種替代使用SBS改性瀝青的方法,適用于道路的新建工程,也可用于路面的養護維修,使用Duroflex改性后的瀝青混合料,不僅能夠改善瀝青混凝土在熱環境中的性能,也明顯改善了其在低溫環境中的表現,具有卓越的高溫抗車轍能力和低溫抗裂能力,可用于多種氣候條件。
本文針對深圳氣候濕潤、夏長冬短、日照充足、紫外線強、雨量充沛,城市交通量大的特點,將重點介紹超薄磨耗層和紫外防護方面的實用技術。
2、路面結構組合
1.1、超薄磨耗層處于路面的上面層,受到攤鋪厚度的限制,所以超薄瀝青混凝土一般采用細粒式瀝青混凝土,其最大公稱粒徑不宜超過13mm。本論文中,根據深圳的高溫特點可以使用軟化點和60℃粘度指標較高的特殊配置的改性瀝青(SBS改性瀝青)。
1.2、瀝青面層用集料配備應滿足《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006)的相應規范,對集料進行嚴格區分級別并加工堆放。本論文中將各層瀝青集料規格規定為4種:
1) 公稱粒徑13.2mm的瀝青混合料:S16(0-3mm)、S14(3-5mm)、S12(5-10mm)、S10(10-15);
2) 公稱粒徑16mm的瀝青混合料:S16(0-3mm)、S14(3-5mm)、S12(5-10mm) 、S10(10-15);;
3) 公稱粒徑19mm的瀝青混合料:S16(0-3mm)、S14(3-5mm)、S12(5-10mm) 、S9(10-20);;
超薄磨耗層對粗集料的要求較高,一般可以使用堅硬、粗糙、有棱角的玄武巖或者輝綠巖,粗集料的表面應當干燥潔凈,集料的堆放需要硬化并分層堆放避免離析;同樣細集料的堆放也要求干燥、無風化,并保證具有一定的棱角性。
1.3、底基層結構和礦粉
底基層采用水泥穩定砂礫(3%)15-20cm,基層采用水泥穩定碎石(5%)20cm。底基層的集料壓碎值<35%,最大粒徑不大于37.5mm。超薄膜耗層的使用能延長城區內擁擠交通的道路使用壽命,但超薄膜耗層對礦粉的要求高,一般情況下使用石灰巖等堿性石料磨細的礦粉,不得使用酸性礦石粉末。
3、超薄磨耗層中瀝青最佳用量的確定
礦料級配設計是市政道路建設的重中之重,其中瀝青的使用量直接決定了道路的使用壽命。本文根據超薄磨耗層的特點,結合馬歇爾配合比設計方法,結合項目具體的施工要求和相關實驗,制定瀝青的最佳用量。
1)各個不同瀝青用量混合料的最大理論密度
按照下列兩個公式對各個不同瀝青用量混合料的最大理論密度盡心該計算
式中:
為相對于計算瀝青用量Pbi時,瀝青混合料的最大理論相對密度, 為礦料的有效相對密度, 瀝青的相對密度;
Pai是所計算的瀝青混合料中的油石比;
Pbi是所計算的瀝青混合料的瀝青用量,Pbi= Pai/(1+ Pai);
Psi是所計算的瀝青混合料的礦料含量,Psi=100-Pbi;
2)計算瀝青混合料的孔隙率、VMA和VFA
按照下列式子計算瀝青混合料的孔隙率、礦料間隙率VMA和有效瀝青的飽和度VFA:
式中:
為瀝青混合料合成級配的毛體積相對密度
測定上述指標之后,在60℃條件下測定馬歇爾流值,馬歇爾穩定度,然后根據這兩個數值計算出超薄磨耗層的馬歇爾模數并以瀝青用量為橫坐標,馬歇爾試驗中流值、孔隙率、穩定度為縱坐標,測算出瀝青混合料技術標準的瀝青最佳使用范圍[OACmin,OACmax]。
通常情況下:
三、市政道路建設其他要點
1)為保障罩面層與原瀝青路面的良好粘結,超薄磨耗層對粘層油的要求較高,根據不同的施工工藝,針對性的選擇粘層油是市政道路施工中的關鍵技術。一般而言,根據《公路瀝青路面施工技術規范》(ITGF40-2004)的要求,同步施工的超薄膜耗層要求粘層油具有快裂快凝的性能,可使用改性乳化瀝青。
2)針對深圳白晝時間長、紫外線照射強的特點,強烈的紫外線對高分子材料具有強大的破壞能力,而瀝青是原油經過處理后得到的產品,其中含有大量的C-H、C-C、C=C鍵,極容易受到紫外光作用而老化分解,性能下降。
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