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SBS改性沥青路面试验段铺筑及施工质量控制

2022-05-30邵宏灿

智能建筑与工程机械 2022年8期
关键词:施工质量控制

邵宏灿

摘 要:为满足现代交通发展的形势需求,我国早期修建的大量水泥混凝土路面均面临着提质改造的命运。加铺沥青层可以改善路面使用性能,充分利用旧路面结构强度,且施工效果好。结合具体工程案例,通过旧水泥路面破损状况调查结果,确定了沥青层加铺改造方案,掌握施工技术要点和质量控制措施,最后通过工后检测,表明加铺沥青层施工方案具有可行性。

关键词:SBS改性沥青;试验段铺筑;施工质量控制;路面破损状况

中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:2096-6903(2022)08-0034-03

1 工程概况

某路面改造工程,全长39.025 km,起止桩号为K1182+000~K1221+025,为水泥混凝土路面。全线共分为平原微丘区与山岭重丘区两个路段,具体路面结构如表1所示。

通车运营多年后,路面出现了不同程度的病害问题,主要有断板、错台等,导致车辆通行舒适性下降,甚至局部路段还存在一定行车安全隐患[1],对道路使用功能影响很大,急需改造。经研究,决定对本路段进行大修改造,即加铺沥青混凝土面层。

2 旧水泥路面破损状况调查与评价

路面使用性能是路面质量评价的主要指标,在路面使用性能评价当中,路面结构性能可通过路面破损状况和路面结构强度评价,而路面功能性能评价则可通过行驶质量和安全性能评价。通过路面使用性能评价,可以确定路面优劣等级,从而制定出一个合理的养护维修方案[2]。因此,对于路面改造施工而言,路面使用性能评价具有十分重要的指导意义。在公路水泥混凝土路面设计规范当中,旧水泥混凝土路面破损状况评价指标主要有两项:平均错台量和断板率,并由此把路面破损状况划分为不同的等级,即“优、良、中、次、差”。

在本路段施工当中,调查主要内容有4个方面:

第一,接缝损坏类,沿路面板接缝位置形成的路面板碎裂情况;第二,裂缝、断裂类,裂缝贯穿于路面板;第三,表面损坏类,在路面板部分位置产生的坑槽等问题;第四,永久变形类,路面未见结构性破坏,出现了永久变形病害,比如错台、拱起、沉陷等。

为了更客观地了解路面现状,正确评价路面破损状况。表2为左右幅路面断板率调查结果,表3为路面错台率调查结果。通过路面破损状况调查分析,可以看出:

第一,通过现场调查可知,路面破损病害以断裂类病害居多,比如,纵向裂缝、横向裂缝、交叉裂缝等,在总板数当中,所对应板块数量在10%以上。除此之外,还存在脱空病害,局部一些板块有接缝碎裂病害。

第二,根据车道、路幅病害统计可见,行车道2的路面破损状况相对较差,右幅评定等级为“次”,相对来讲,硬路肩状况比行车道较高。

第三,本路段全线断板率为11.7%,按照现行设计规范要求,路面破损状况等级为“次”。

第四,在错台率方面,行车道1的错台率明显高于行车道2,在后期路面结构调查当中发现,行车道2的路面结构强度相对较好。究其原因在于车辆行驶过程中,轴重的横向分布不均匀。由于本路段交通量较大,重载问题严重,导致路面破损情况严重。

根据水泥混凝土路面养护技术规范相关要求,当路面破损状况在“中”等级及其以下的情况下,需对全路段进行改造施工。

3 确定旧水泥混凝土路面加铺方案

目前,对于旧水泥混凝土路面改造施工,加铺方法主要包括3类:第1类,当旧水泥混凝土路面状况尚好的条件下,可以借助于旧路面板的结构强度,做一些处治措施,在路表面加铺即可。第2类,旧水泥混凝土路面破损状况严重,且结构强度不足,需碎石化处理旧板,从而为加铺层提供一个相对较强的支持,随后作加铺补强处理[3]。第3类,旧水泥混凝土路面破损状况极为严重,且结构强度极差,这种情况下可将旧路面板作为底基层,并加铺面层。

在旧水泥混凝土路面加铺沥青层时,关键在于旧路面板强度的合理利用,从而降低对沥青加铺层的影响,强化层间界面结合效果。为避免旧路面板出现反射裂缝,可采取的防裂措施很多,比如铺设SAMI应力吸收层、加设土工合成材料防裂层等。想要全面去除旧路面板的不利影响,也可以选择破碎处理、或者挖除再建。

结合工程路面破损状况,考慮到工程所处地区的气候情况,为了提高工程质量,决定采取加铺沥青层的施工方案,试验段为K1184+050~K1184+550,全长500 m。按照由上到下的顺序分析,加铺总厚度为20 cm,方案为4 cmSBS改性沥青SMA-13+改性乳化沥青粘层+6 cmSBS改性沥青AC-20C+改性乳化沥青粘层+10 cmA-70沥青掺纤维SAC-30+改性乳化沥青粘层+旧路面综合处治。针对不同病害情况,在路况较好路段加铺施工时,需提前清理旧水泥混凝土裂缝,并采用SBS改性沥青灌缝处理。为避免路表水下渗,应通过防水卷材贴缝处理,同时也可达到控制反射裂缝产生的目的。对于部分路面板无法直接加铺的状况,需采取换板方案,或进行压浆处理。

4SBS改性沥青路面试验段铺筑要点

4.1 施工准备

试验段总长500 m,大面积施工前,需先进行试验段施工,以此确定生产配合比和施工流程,保证各项工艺均可满足施工要求,以便进一步优化施工设计。在沥青层加铺施工中,采用的加铺材料为SBS改性沥青,温控是一大难题,表4为SBS改性沥青混合料生产温度控制范围。

施工前,需做好各类材料的质量控制和检测工作,保证SBS改性沥青、矿粉、集料等材料的技术指标均可达到要求。

4.2 拌和施工

SBS改性沥青混合料拌和时,需做到以下几点:

第一,布设冷料仓时,为观测输送带细集料供给情况,避免混合料离析,需在接近烘干筒一侧安放细集料,按照集料粒径由细到粗布设至另一侧。

第二,混合料拌和时,严控冷料仓上料速度,由于拌合楼每一个热料仓内的材料粒径不一致,自动计量装置无法对不同粒径的材料控制,仅能控制仓内的重量,只有做好冷料仓上料速度,才能保证拌和均匀。

第三,注重拌和时间控制。在沥青混合料拌和施工中,应保证混合料无花白、无离析、无结团。若拌和时间不足,拌和不充分,则会影响整体混合料质量。为此,应按照拌合楼试拌结果合理控制拌和时间,本工程以45 s为准。

第四,为避免污染路面及周边环境,回收粉尘不得使用,需运送到指定地点全部废弃处理。

4.3 运输施工

混合料拌和后,需及时运送到施工现场。运送前,需先将一层隔离剂均匀涂抹到车厢四周和底部,不得留有多余液体。装料时,需每从拌合楼卸一斗混合料,便挪到一次汽车,放料顺序为“前-后-中”,减少混合料离析。运输过程中,为了避免混合料污染,达到保湿防雨 的效果,可在车顶部覆盖篷布。

运送到施工现场后,需及时检查混合料的到场温度,一般可采用具有数字显示的插入式热电偶温度计,插入深度可控制在15 cm以上,保证温度符合设计要求。

4.4 碾压施工

在试验段碾压施工中,一般可分为3个阶段,即初压、复压、终压。

初压。初压可采用双钢轮压路机施工,碾压方式为组合法,即“静+振”压法,并合理控制碾压速度,速度不易过快。

复压。复压可采用“钢轮压路机+胶轮压路机”组合方式,钢轮压路机振动压实后,再通过胶轮压路机进行碾压。

终压。终压是为了消除明显轮迹,根据本工程实际情况,2遍静压即可。

初压和复压阶段,应采取同类型的压路机,呈梯队形式,不得采取首尾相连的纵向排列,且合理控制各个阶段的压路机碾压速度。在压实作业环节,中途不会有停顿、调头等现象。新旧路段连接部位,要反复碾压施工,保证新旧路段的粘结性能合格,不会发生裂縫、坑槽等危害。压实施工之后,把现场废料清理掉,给养护施工提供基础条件。值得注意的是在压实阶段考虑到整体工程稳定性,需要安排施工人员对施工过程的各项施工参数进行记录核对,做好压实温度和质量检测,保证各方面指标满足工况需求。

4.5 接缝施工

横缝可采取热接缝法,每天施工结束后,在端部通过直尺(6 m)打线,以切割机为工具沿线垂直切缝,并清理干净端部。第二天施工前,采用热沥青混合料进行温边。随后将温边混合料清理干净,在已铺混合料上放置摊铺机熨平板开始进行摊铺施工。待摊铺机驶离后,以人工方式进行整平。

碾压时,压路机应与路线方向垂直,并将支承木板放到路面纵向位置,其长度可满足压路机离开碾压区域。同时,还需控制好错轮宽度,基本上为10 cm,从已经铺设的面层逐步碾压到新铺设面层,最后进行纵向碾压。每碾压一遍,都需检查一次碾压效果,保证压实度满足设计要求。

5SBS改性沥青路面试验段施工质量控制措施

拌和质量控制。在本次加铺沥青层施工当中,采用了玄武岩纤维材料,防止混合料花白、玄武岩纤维聚团是混合料拌和施工控制的关键。一般来讲,混合料花白的原因在于2点:第一,混合料沥青用量小于一般沥青混合料;第二,掺加玄武岩纤维后,对混合料拌和均匀性影响较大。为了避免此类问题出现,需适当增加拌和时间,保证纤维均匀分布,集料和纤维与沥青材料充分粘结。若出现玄武岩纤维聚团现象,则无法改善混合料使用性能,甚至会起到反作用。基于此,在纤维材料投放过程中,需分散投放,也可采用自动投料机,这样不仅可以满足纤维投放量需求,还可以确保分散程度合理。

运输质量控制。与一般沥青混合料相比,玄武岩纤维材料当中,含有大量粒径较大的碎石,且储温能力强,在运输过程中很容易出现混合料离析问题。因此,运输时需多次调整车厢位置,严禁急转弯、急刹车,尽可能避免颠簸。

碾压质量控制。沥青混合料当中,玄武岩纤维具有明显的吸附、加筋及稳定效果,这也加大了压实的困难性。为此,在三个碾压施工阶段,相比一般沥青混合料,需控制好碾压温度,可适当提升10℃,并结合施工现场碾压情况,适当增加碾压遍数。

试验段完工48 h后,进行工后质量检测与评价,检测内容包括:压实度、厚度、渗水系数等,评价各项检测指标是否满足施工规范要求。检测结果如表5所示。

由表5可见,工后检测的各项指标均可满足规范要求,表明加铺沥青层施工方案具有可行性和操作性。

6 结语

综上所述,为研究旧水泥路面加铺沥青混凝土面层施工技术,提高路面使用寿命,依托实际工程,分析旧水泥混凝土路面破损状况,评价等级为“次”,基于对路面状况调查,决定加铺沥青层,工后检测结果表明,渗水系数、构造深度、平整度、压实度等均满足规范技术要求,总体质量较为理想。

参考文献

[1] 程思胜.旧水泥混凝土路面加铺沥青面层设计方法及应用研究[D].徐州:中国矿业大学,2021.

[2] 李博涵.公路施工中沥青路面的施工技术分析[J].交通世界(下旬刊),2020(6):44-45.

[3] 曹峰,冯绍海.SBS改性沥青路面的设计要点与施工方法[J].交通世界(下旬刊),2018(1):26-27.

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