SBS改性沥青混合料在高速公路路面改扩建工程中的应用

2023-09-20 16:40:27   来源:沥青新世界   评论:0 点击:   字体大小:

通过某高速公路路面改扩建工程实例,对SBS改性沥青、集料和石灰岩矿粉等材料的技术指标进行试验,从温度、拌和、运输、摊铺等工序提出施工质量控制措施,并进行质量检测,顺利完成了该改扩建工程项目,可为同类项目提供参考。

关键词: 道路工程;改扩建;SBS改性沥青;混合料


0 引言

近年来,国内高速公路交通量日益增大,对通行能力要求也越来越高,现阶段亟需对高速公路进行改造以适应当前发展需要。通过对原有高速公路沥青路面进行拓宽改造是改扩建过程中的首选方法,可以节约大量人力物力资源,缓解交通拥堵的情况。旧路改扩建主要是通过在原有路基基础上进行拓宽,提升沥青路面服务水平[1]。由于改扩建工程同样必须满足路用性能和使用性能要求,因此,需要对路面建设材料质量进行严格控制。本文选择SBS改性沥青对高速公路路面进行改扩建,并对其施工过程中的质量、技术难点详细分析,为后续的高速公路沥青路面改扩建工程施工、设计提供科学依据。

1  工程实践

1.1 工程概况


某高速公路工程全长 13.04km,其中路基宽为 24m,现由于交通量日益增长,原有道路已不能满足当前行车需要,研究决定对其进行改扩建施工。该公路原路面为沥青混凝土形式,其各层结构及厚度见表1。为保证沥青路面加铺和扩建过程中质量仍然满足要求,需要对沥青混合料中的沥青、集料、矿粉等材料质量加以控制。


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1.2 沥青选择


本工程选择采用SBS改性沥青作为该项目改扩建工程的黏结材料,需要保证制备的改性沥青满足相关标准[2]。对制备过程中各项参数指标需要加以严格控制,如SBS聚合物与基质沥青的混溶过程,添加剂掺量、施工现场的拌和温度、拌和时间、剪切速度等,需要在室内实验室反复进行多次性能试验,方可确定最终的制备工艺。此外,在制备SBS改性沥青时,还应严格将剪切温度控制在180℃左右,以免长时间高温环境导致沥青出现老化现象。本项目对制备的SBS改性沥青技术标准进行检测,结果见表2。


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1.3 集料选择


(1) 粗集料


粗集料主要为SBS改性沥青混合料提供骨架结构,利用集料之间强大的内部摩擦作用来防止路面出现位移。用于SBS改性沥青混合料的粗集料通常为砾石、碎石,且具备一定强度、耐磨耗性能和抗冲击能力。为保证沥青与集料之间具有一定的黏附性,避免后期出现集料与沥青剥离的现象,要求沥青的黏附等级至少为4级。本项目选择玄武岩作为粗集料组成部分,其技术指标试验结果见表3。


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(2) 细集料


细集料主要是用来填充粗集料骨架间的空隙,形成密实结构,进一步保证沥青混合料的稳定性。根据大量试验证明,人工砂质量均匀,粒径大小统一,且与沥青之间具有较好的黏结性。而天然砂由于中间含有其他中砂、粗砂等杂质,不利于与沥青的黏结,且相关规范中规定天然砂在SBS改性沥青混合料中的掺量不能大于20%。因此,本项目选择人工砂作为 SBS改性沥青混合料的细集料组成部分,并对人工砂的技术指标进行试验分析,结果见表4。


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1.4 填料选择


为进一步确保SBS改性沥青混合料的使用性能,提高其结构的密实程度和稳定性,需要一定数量的矿粉填料进行填充,保证矿料级配水平符合施工技术要求[3]。通常 SBS改性沥青混合料可以选择具有一定强度的石料磨成细粉后作为填充材料,如石灰岩、岩浆岩等憎水性材料。其次,作为混合料的填充材料需要保证其表面干燥洁净,不含有多余的杂质,若在实际工程应用中受到材料限制,也可以使用水泥、石灰粉等材料作为填充材料,但应确保其掺量不得大于矿料总质量的2%。本项目选择石灰岩磨成的细粉作为填充材料,并对其物理性能进行试验,结果见表5。


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2 施工质量控制

2.1 温度


由于 SBS改性沥青的黏度较普通基质沥青更好,因此,需在施工过程中严格控制温度,否则可能导致SBS改性沥青混合料拌和不均匀,影响后续的摊铺、碾压等施工程序。在施工中采取相应的措施精准控制混合料温度,对每一次拌和的混合料都要做好相应记录。当环境温度低于5℃时应当停止施工,避免由于温差过大造成混合料施工困难[4]。


2.2 拌和


为保证SBS改性沥青混合料拌和过程顺利进行,必须在正式拌和前进行原材料的配合比设计及试验,确保最终混合料配合比的准确性和时效性。拌和作业过程中应安排相应的技术人员现场监督指导,防止施工过程中出现离析现象,及时进行处理,如果检测不达标需要采用新材料进行拌和。混合料的拌和速度需要控制均衡,防止出现分层,将集料与沥青进行充分混合,拌和完成的混合料避免长时间存放于外界环境中,及时将混合料运输至施工现场。


2.3 运输


事先根据每日工程量大小和运输距离长短确定最佳的运输车数量,且在装料前需要保证每辆车车厢内部清洁,存在泥沙等杂质时尽快将其处理。在干燥洁净的车厢内部涂抹一层油水混合物,比例通常为 1∶3,不仅可以起到润滑作用,还可以防止混合料粘黏在车厢内部难以清洗。为避免混合料出现离析现象,出料口与车厢距离需适当缩短,否则一旦出现离析情况就要视为废料,需要重新拌和,浪费人力物力财力。此外,在运输途中要做好保温隔离措施,避免温度散失过快。


2.4 摊铺


作业前检测摊铺机是否可以正常运转,待熨平板预热完成、参数调整完毕及运输车就位后,即可进行SBS改性沥青混合料的摊铺施工。施工速度保持在 3m/min,保证摊铺机料斗内的混合料时刻处于满载状态,现场技术人员应随时检查路面是否出现离析、裂纹等现象,出现后及时处理。摊铺机正式开工前应提前将熨平板加热至100℃,并在接料斗内涂刷隔离剂。若一次性摊铺路幅大于摊铺机本身宽度,需要采用多台摊铺机呈梯队式同步施工,每台摊铺机前后至少间隔20m。


2.5 碾压


为了保证SBS改性沥青混合料具有良好的密实度,需要采用不同的碾压机械对其进行初压、复压和终压。整个压实过程应保持匀速缓慢进行,避免出现急转、急停等情况,若中途遇到下雨等特殊、恶劣的天气,应立即停止施工,防止未有效压实的混合料被清除。


2.6 接缝处理


在高速公路改扩建过程中不可避免地存在接缝问题,针对横向接缝可以采取热接缝处置方式,先进行45°倾斜压实,后进行横向压实、纵向压实。纵向接缝先采用高温预压,确保接缝竖直、密实,无离析。


2.7 质量检测


待沥青路面养护一段时间后方可由检测单位对路面进行钻芯取样,检验其压实度、最佳油石比等参数是否满足规定要求,并对路面平整度、构造深度、摩擦系数等指标进行检测,综合各项指标来评价路面施工质量。

 3 结语

在高速公路沥青路面改扩建工程中需要综合SBS改性沥青质量、施工、环境、现场技术人员操作等多方面因素,确保项目施工计划顺利进行,保证工程质量满足耐久性要求。本项目运用SBS改性沥青混合料对公路进行改扩建,不仅有效控制了路面施工质量,同时还为后续项目实施提供可靠的技术支撑,可为同类项目提供参考。


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