瀝青混凝土施工工藝在公路工程路面施工中的應(yīng)用

0 引言

SMA瀝青混凝土路面是公路工程中常見的路面類型，是一種由瀝青、集料、填料等原材料組成的瀝青混合料，具有較強(qiáng)高溫抗車轍能力，以及優(yōu)良抗滑、抗老化性能的混合料，在較高行車荷載的環(huán)境中能表現(xiàn)出較強(qiáng)穩(wěn)定性和耐久性。

SMA瀝青混凝土在公路工程路面施工中的應(yīng)用，關(guān)鍵在于選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青混凝土原材料和確定混合料配合比，提升混合料的整體性能。本文圍繞SMA瀝青混凝土的原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)及路面鋪設(shè)作業(yè)進(jìn)行研究，研究成果具有一定理論借鑒價(jià)值，有利于提升公路工程路面施工的整體質(zhì)量。

1項(xiàng)目概況

本文選擇國內(nèi)某公路工程A標(biāo)段路面施工項(xiàng)目進(jìn)行研究，項(xiàng)目全長 21.36km ，設(shè)計(jì)為雙向四車道，設(shè)計(jì)行車速度為 80km/h ，路基寬度為 26.5m^[1] 。該路段道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為“SMA瀝青抗滑層 + 中粒式瀝青混凝土 + 無紡?fù)凉げ?+ 原水泥混凝土路面”，該路面以混凝土結(jié)構(gòu)形式為主，上面層瀝青混合料選擇SMA瀝青混凝土。

2瀝青混凝土原材料選擇與配合比設(shè)計(jì) 2.1原材料選擇

2.1.1 瀝青

在本項(xiàng)目中，公路路面施工采用的SMA瀝青混凝土選擇國產(chǎn)AH-70瀝青。AH-70瀝青具有耐高低溫和抗老化的特點(diǎn)，在改性時(shí)摻入適量SBS聚合物，利用SBS改性劑提升瀝青抗裂性能，提高SMA瀝青混凝土對外部環(huán)境的適應(yīng)性。根據(jù)JTGF40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，本文采用的改性瀝青的性能均符合該規(guī)范的要求。改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果見表1。

表1改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果

2.1.2 粗集料

粗集料應(yīng)選擇耐磨性好、吸水率低、黏附性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)石料。本文選擇的粗集料為輝綠巖碎石，粒徑在 3～8mm 之間。粗集料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果見表2。

表2粗集料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果

2.1.3 細(xì)集料

細(xì)集料選擇選用機(jī)制砂，潔凈無雜質(zhì)，規(guī)格為 0～3mm. 號本項(xiàng)目的機(jī)制砂由輝綠巖經(jīng) 100% 破碎加工支撐，細(xì)集料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果見表3，細(xì)集料篩分結(jié)果見表4。根據(jù)JTGF40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》選材，確保本文所選細(xì)集料能滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求。

表3細(xì)集料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果

2.1.4填料

礦粉應(yīng)選擇憎水性集料，經(jīng)磨細(xì)加工處理得到。在制備填料時(shí)，原集料中不能含有泥土等雜質(zhì)，避免影響試驗(yàn)結(jié)果。本文選擇的填料為礦粉，礦粉的填料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果見表5。

表5填料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求及檢測結(jié)果

2.2配合比設(shè)計(jì)

本文選擇的SMA瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于確定填料級配。根據(jù)JTGF40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求，本文確定SMA瀝青混凝土的油石比為 7.8% ，設(shè)計(jì)級配見表6。

表6級配設(shè)計(jì)

3瀝青混凝土施工工藝應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 層處理

本項(xiàng)目路面基層為原水泥混凝土路面，在加鋪SMA瀝青混凝土前，先采用履帶式銑刨機(jī)械進(jìn)行基層銑刨處理，將刻槽間距控制在 5cm ，刻槽深度控制在 2cm 。銑刨處理后，及時(shí)將銑刨下來的廢料集中運(yùn)輸至就近的棄料場，并采用吹掃和灑水除塵的方式清理碎石、雜物[2]。銑刨后采用灌縫、填埋等方式清理路面病害。灌縫材料選用SBS改性瀝青，填埋材料選擇與原路面相同的水泥混凝土漿液。

3.2混合料拌制與運(yùn)輸

3.2.1混合料拌制

在拌制瀝青混凝土前，施工單位需要組織技術(shù)人員檢查瀝青原材料的質(zhì)量和性能，在原材料檢查驗(yàn)收后，準(zhǔn)備配置混合料。在瀝青加熱站將瀝青加熱至 150^°C =將AH-70瀝青與SBS聚合物瀝青按比例混合，保證改性瀝青混合的均勻性，其中SBS改性瀝青的摻入量控制在4% ，根據(jù)瀝青總量控制改性劑摻和量。

在攪拌站啟動運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶輸送機(jī)，將冷集料輸送至干燥滾筒內(nèi)，對不同規(guī)格的集料進(jìn)行烘干。集料經(jīng)過烘干處理后，利用振動篩篩分集料，根據(jù)設(shè)計(jì)方案篩分出不同粒徑大小的集料，再用不同熱料倉對各粒徑集料進(jìn)行加熱，加熱后的集料溫度需要控制在 170～180^°C 之間。

熱料倉加熱集料后，分別從不同系統(tǒng)單元獲得相應(yīng)質(zhì)量的瀝青、礦粉等原材料，再利用攪拌設(shè)備將各類原材料攪拌均勻，攪拌時(shí)混合料的溫度需要控制在160～190^°C 之間。此外還需要控制好出料的溫度，一般不低于 155^°C ，在混合料拌和全過程中溫度不得超過190^°C ，避免混合料性能因高溫老化下降，對溫度超標(biāo)的混合料做廢棄處理[3]。

3.2.2混合料運(yùn)輸

混合料拌和后，及時(shí)將拌和好的混合料裝車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，運(yùn)輸時(shí)采用26t自卸卡車進(jìn)行運(yùn)輸，對瀝青混合料做做好保溫措施，確保路面攤鋪施工時(shí)混合料溫度不低于 140^°C 。在運(yùn)輸混合料時(shí)，自卸卡車司機(jī)要注意控制運(yùn)輸速度，保證運(yùn)輸速度的均勻性，避免急停，預(yù)防混合料離析。

3.3施工機(jī)械準(zhǔn)備

在公路工程路面施工前，施工單位要根據(jù)瀝青混凝土路面施工工藝，提前準(zhǔn)備施工機(jī)械，通過合理搭配施工機(jī)械，保證瀝青混凝土路面攤鋪、壓實(shí)的銜接性，提高公路工程路面施工的經(jīng)濟(jì)性。本項(xiàng)目根據(jù)工程現(xiàn)場的施工條件，在瀝青混凝土攤鋪時(shí)主要選擇福格勒2100-2型瀝青攤鋪機(jī)、寶馬格BW202AHD-2雙鋼輪振動壓路機(jī)和徐工XP-303輪胎式壓路機(jī)[4]。

在施工機(jī)械配備到位后，施工單位需要提前對瀝青攤鋪機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，使用燃?xì)鈱備仚C(jī)熨平板進(jìn)行預(yù)熱，盡量使熨平板溫度與混合料攤鋪溫度保持一致。在預(yù)熱熨平板時(shí)，施工單位要注意控制預(yù)熱溫度，避免局部過熱造成熨平板變形。采用間歇式反復(fù)加熱的方式，利用熨平板自身的熱傳導(dǎo)性預(yù)熱。根據(jù)混合料攤鋪厚度提前調(diào)節(jié)熨平板高度，合理調(diào)節(jié)攤鋪機(jī)振搗梁的振搗頻率，并初步確定攤鋪行走速度。

3.4混合料攤鋪

在路面施工過程中，攤鋪機(jī)的作業(yè)速度受多種因素影響。在攤鋪前，施工單位要認(rèn)識到影響攤鋪速度的因素，包括自卸卡車供應(yīng)混合料速度、攤鋪機(jī)械整體性能、路面攤鋪層厚度等，結(jié)合各類因素確定具體的攤鋪速度，避免攤鋪速度過快或過慢可能對工程施工造成的不良影響，從而保證路面的平整度和整體性能。開始攤鋪混合料后，要避免隨意調(diào)整攤鋪速度，避免影響局部攤鋪厚度。

本項(xiàng)目中使用的瀝青攤鋪機(jī)寬幅為6m。同時(shí)安排兩臺攤鋪機(jī)按同方向成梯隊(duì)作業(yè)，兩臺攤鋪機(jī)應(yīng)盡量減少重疊。施工時(shí)控制好攤鋪機(jī)的作業(yè)速度，保證兩臺攤鋪機(jī)行駛速度一致[5]。在正式攤鋪瀝青混凝土?xí)r，現(xiàn)場人員可以指揮自卸卡車司機(jī)調(diào)節(jié)好卡車的停放位置，一般需要停放在攤鋪機(jī)前方 20cm 處，以便在下料的同時(shí)控制好攤鋪層的平整度和厚度，盡量保證路面攤鋪層的均勻程度。機(jī)械攤鋪結(jié)束后，對未攤鋪區(qū)域采用人工攤鋪?zhàn)鳂I(yè)方式，在混合料溫度未低于 140^°C 時(shí)快速完成人工攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，避免形成油斑和麻面。

3.5混合料壓實(shí)

在完成混合料攤鋪任務(wù)后，施工單位應(yīng)及時(shí)對路面進(jìn)行壓實(shí)處理，以提高路面平整度和整體性能。在瀝青路面壓實(shí)施工中，為提高混合料密實(shí)度，減小混合料內(nèi)部空隙，改善路面的力學(xué)性能，本文主要選擇寶馬格BW202AHD-2型雙鋼輪振動壓路機(jī)和徐工XP-303型輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。分初壓、復(fù)壓、重壓分3次進(jìn)行壓實(shí)，采用先靜后振再靜的方式，以便控制好路面壓實(shí)的沉降量。路面不同碾壓次數(shù)與對應(yīng)壓實(shí)度見表7。

表7路面壓實(shí)次數(shù)和壓實(shí)度

根據(jù)瀝青路面壓實(shí)要求，施工單位需要先用寶馬格BW202AHD-2型雙鋼輪振動壓路機(jī)對路面進(jìn)行初壓。初壓時(shí)瀝青混凝土溫度不低于 95^°C ，碾壓速度控制在1.5～2.0km/h 左右，碾壓兩次。采用4臺雙鋼輪壓路機(jī)呈梯形分布一次性完成碾壓，局部采用平地機(jī)精平和人工整平方式進(jìn)行處理[6]。

復(fù)壓采用徐工XP-303型輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓速度控制在 2.5～3.5km/h 之間，碾壓次數(shù)為2次。在路面壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定次數(shù)下的壓實(shí)度要求后，再采用寶馬格BW202AHD-2型雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行終壓。終壓時(shí)寶馬格BW202AHD-2型雙鋼輪振動壓路機(jī)應(yīng)關(guān)閉振動，碾壓次數(shù)為1次，碾壓速度為 2.5～3.5km/h ，以消除碾壓輪跡。終壓時(shí)要避免壓路機(jī)掉頭、停車，避免混合料面層發(fā)生推移，在終壓后路面溫度低于 50^°C 后才能開放交通。

3.6接縫處理與養(yǎng)護(hù)

在瀝青混凝土路面施工結(jié)束后，為提升路面整體性能，施工單位需要適當(dāng)處理縱向與橫向接縫。根據(jù)路面施工特點(diǎn)，本項(xiàng)目采用平接縫處理方式，完成接縫處理任務(wù)后及時(shí)對路面的平整度展開檢查。處理好長度在3mm以上的端頭，涂抹黏層瀝青料，橫向接縫應(yīng)錯位布設(shè)，布設(shè)間隔控制在1m左右，全面保證接縫處理效果。

瀝青混凝土路面碾壓施工結(jié)束后，需要進(jìn)行7d左右的養(yǎng)護(hù)，采用塑料膜對路面進(jìn)行覆蓋，定期灑水，由現(xiàn)場監(jiān)理人員檢查路面質(zhì)量狀況。在養(yǎng)護(hù)前對成型路面進(jìn)行清掃，避免路面殘留雜物、垃圾，設(shè)置好標(biāo)志牌和隔離墩，避免外界車輛進(jìn)入造成路面破壞，在監(jiān)理驗(yàn)收合格后才能開放交通。

4結(jié)束語

本文結(jié)合公路工程路面施工的特點(diǎn)，分析了瀝青混凝土施工工藝在路面施工中的應(yīng)用要點(diǎn)，明確了SMA瀝青混凝土原材料的選擇要點(diǎn)，確定了混合料的最佳配合比，從源頭上保證了混合料的質(zhì)量與性能。在公路工程中，路面施工對瀝青混凝土的性能要求較高，除了要通過各類試驗(yàn)檢測原材料質(zhì)量和混合料性能外，施工單位還要把控好瀝青混凝土路面施工工藝的應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際情況做好路面基層處理，合理選擇施工機(jī)械，基于溫度控制做好混合料的拌和與運(yùn)輸工作，及時(shí)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成瀝青混凝土的攤鋪與壓實(shí)等工作，避免混合料溫度不達(dá)標(biāo)影響路面施工質(zhì)量。

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