李新鵬
(石家莊市高速集團西阜分公司,石家莊 050000)
高速公路路面結構以瀝青混凝土結構形式為主,瀝青路面類型較多,實際應用設計時需結合具體情況,例如,在高溫地區,進行瀝青路面設計時需確保瀝青混合料的高溫穩定性滿足要求,以免出現路面車轍、老化、裂縫等病害。現階段,在高速公路瀝青路面施工中常采用SBS改性瀝青,SBS改性劑的摻加可極大地增強瀝青路面的高溫穩定性以及抗車轍能力,使用性較強,本文圍繞SBS改性瀝青混合料的配合比設計以及施工技術要點展開分析,并在具體工程中進行應用。
某高速公路項目全線長約為97.641 km,按照雙向六車道設計標準設計,路基寬度為27 m,設計行車速度為100 km/h,路面主要采用瀝青混凝土路面和復合式路面兩種形式。為提高瀝青路面的整體施工質量,確保滿足公路路面規范要求,現擬決定采用SBS改性瀝青進行施工,SBS改性瀝青混合料相比于一般瀝青混合料具有較好的高溫穩定性和低溫抗裂性,本文主要針對該高速公路瀝青路面上面層進行研究分析。
本項目主要采用的SBS改性瀝青作為膠結料,利用SBS改性劑與基質瀝青進行現場制備,因此,需選用配伍性更好的基質瀝青。本項目選用國產70#基質瀝青作為膠結料,對應的主要技術指標見表1、表2。
SBS改性劑為一種白色橡膠輕質顆粒,均勻摻加至基質瀝青后可極大提升瀝青的高溫性能[1],如圖1所示。購置完SBS改性劑后結合廠家提供的相關參數表,對SBS改性劑進行性能檢測,主要技術指標見表3。

圖1 SBS改性劑

表1 基質瀝青主要技術指標

表2 RTFOT后殘留物

表3 SBS改性劑主要技術指標
3.3.1 粗集料
在瀝青混合料內部結構中,粗集料通常起到充當骨架的作用,現行研究中SBS改性瀝青混合料中所用粗集料大多為礫石和碎石,另外需確保粗集料的表面紋理和粗糙度[2]。本項目中選用的粗集料為玄武巖,對應的主要指標如表4所示。

表4 粗集料技術指標試驗結果
3.3.2 細集料
細集料主要作用為填充粗集料之間的空隙結構,使整個混合料處于穩定密實狀態,本項目主要采用石灰巖研磨制得,其主要指標見表5。

表5 細集料技術指標試驗結果
3.3.3 填料
填料主要作用是讓瀝青膠結料能更好地附著在集料表面,采用的填料同樣為石灰巖磨制,其摻量控制在2%,對應的主要技術指標見表6。

表6 石灰巖礦粉物理性能試驗結果
對SBS改性瀝青混合料級配進行優化設計,其級配設計見表7。
瀝青路面施工前,準備好各項施工原材料,如改性劑、瀝青膠結料、集料等,嚴格按照試驗規范確定混合料配合比設計,并對各項施工原材料進行性能檢測,確保滿足設計規范要求[3]。材料經檢查合格并進場后,分批分類進行存放,并設置相應的遮雨棚,做好防雨防潮措施。瀝青路面施工所用的機械設備主要有自卸車、攤鋪機、壓路機、灑水車等,施工之前對各機械車輛進行按照調試。

表7 瀝青混合料礦料級配
SBS改性瀝青混合料與普通瀝青混合料相比,其拌和溫度要求更高,由于SBS在拌和過程中需加熱使其溶脹,通常其拌和溫度應控制在170℃左右,同時應確保集料的整潔性和干燥性[4]。施工人員及時對混合料拌和質量和溫度進行現場檢測,不得使用花白料或離析料。采用自卸運輸車進行混合料運輸,裝料前與車廂內壁上均勻涂抹一層隔離油,同時準備厚實帆布袋,運輸車按照指定路線進行。
嚴格控制攤鋪厚度和平整度,結合大于15 m的找平裝置,遵循連續、均勻、緩慢的原則,嚴格按照規范要求設計攤鋪速度,確保在2.5 m/min以內[5]。SBS改性瀝青混合料在攤鋪過程,保證其上下面層攤鋪的溫度低于170℃,同時在攤鋪機熨平機兩側加裝一層橡膠擋板,防止粗集料灑落,并及時進行換填和撒料工作。
采用自動噴灑裝置進行,碾壓工藝采用振動碾壓和靜壓兩種方式相結合,分為初壓、復壓、終壓3個步驟,初壓采用1臺振動壓路機和攤鋪協同碾壓1~3遍,碾壓速度控制在4 km/h以下,復壓采用2臺壓路機進行揉搓碾壓5遍,碾壓速度控制在3~6 km/h,每個輪胎氣壓保持一致,終壓采用1臺壓路機以靜壓方式收面處理。整場碾壓施工完成后,對路面溫度及時檢測,防止路面出現明顯離析。
SBS改性瀝青路面施工完畢后,為檢測其施工質量,選用離析狀況作為檢測標準進行質量觀測,并采用PQI380無核密度儀(見圖2)對施工面離析程度、均勻性以及壓實度進行檢查。檢測結果表明,SBS瀝青路面施工完畢后其整體離析控制良好,面層平整度和壓實度較好,鋪設出的面層抗離析能力較強,制定的施工參數滿足實際施工要求。

圖2 380PQI無核密度儀
SBS改性瀝青混合料比一般混合料更具有好的路用性能,實際應用中能有效延長公路使用壽命。本文闡述了SBS改性瀝青混合料配合比設計,并結合具體工程重點研究SBS改性瀝青混凝土路面施工技術要點,通過質量檢測后得出,SBS改性瀝青混凝土路面具有較高的路用性能,壓實度、平整度均可較好地滿足規范要求。