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摘 要:沥青混凝土路面由于有着较好的耐久性、高温稳定性等性能,因而现阶段这一路面形式在高等级公路中得到了广泛的应用。本文先对SBS改性沥青的配合比设计进行探讨,并进一步研究其施工技术。
关键词:SBS改性沥青;配合比设计;施工技术
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)11-0110-02
1 引 言
对于SBS改性沥青来说,要在基质沥青中按照25%、30%以及40%等比例掺加相应的SBS改性剂,进而实现沥青使用性能的改进。通过提升SBS改性沥青配合比设计水平,可以提高公路工程的施工质量。
2 SBS改性沥青的配合比设计
在进行SBS改性沥青混合料的配合比设计时,要严格按照我国颁布实施的《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关规定进行。同时,配合比设计过程中还要做好沥青混合料的马歇尔试验,进而确定出合理的矿料级配以及最佳的改性沥青用量。沥青混合料的配合比设计其级配要采取贝雷法来设计。其中级配原则是4.75mm、2.36mm和0.075mm,3个筛孔都要严格控制并接近中值。
2.1 原材料方面的要求
2.1.1 粗集料
在进行SBS改性沥青配合比设计工作时,用到的粗集料大多是碎石。碎石要求干净、干燥,同时不能出现风化损害,内部不应含有有害杂质。对于碎石的粒径规格与质量要求来说,还要符合我国颁布实施的《公路沥青路面施工技术规范》中的相关规定。另外,所使用的碎石要具备一定的硬度、强度。一般来说,改性沥青和粗集料的粘附程度要大于4级。同时,粒径在3~5mm之间的石屑在混合料中所占的含量要低,这对于提升沥青混合料嵌接结构的形成有着重要的意义。现阶段,应用较广的粗集料大多是硬质岩石屑(玄武岩)。
2.1.2 细集料
沥青混合料中,用到的细集料大多是人工砂与天然砂。对于细集料来说,其颗粒要均匀、适当,同时细集料要和改性沥青有较强的粘附性。由于天然砂在形状与质量方面有著较大的差别,并且天然砂大多比较圆滑,不易和沥青粘附。因而,现阶段在进行高速公路、一级公路的施工过程中,其应用较少,并且配合比设计过程中天然砂的含量比不能超过20%。
2.1.3 填充料
设计过程中,应用在SBS改性沥青面层的填料应具有洁净、干燥的性质。同时,填料的质量要符合我国现行的施工技术规范。另外,对于SBS改性沥青混合料的面层填料来说,由于质量要求较高,因而设计过程中要合理选择填料种类。一般来说,现阶段用到的填料大多是强基性岩石,比如说石灰岩、岩浆岩等等。如果设计过程中采用的是水泥与消石灰粉,那么要将其用量控制在矿料总量的2%左右。
2.2 沥青混合料配合比设计
2.2.1 级 配
对于沥青混合料的级配设计来说,要使用贝雷法进行设计。在进行级配选择时,要遵循以下原则:AC-13I型混合料2.36mm以下筛孔通过量要取级配下限,进而提升混合料的密实、嵌挤效果。在进行矿料级配设计工作时,最好把级配曲线走向设计为略呈S型的曲线。对于AC-16I型矿料级配要以9.5mm筛孔通过量为中轴,曲线总体要呈现出上抬头、下沉尾的形式。大量的实践经验证明,通过增加混合料中粒径为2.36~13.2mm的集料用量,能够有效的提升沥青混合料的稳定度,同时也可以改善路面的抗车辙能力,因而设计工作中要引起设计人员的重视。
2.2.2 粉料比
在进行配合比设计时,集料中粒径小于0.075mm的含量将会对沥青混合料体积指标造成较大的影响,并且粒径小于0.075mm的含量也会影响到混合料的路用性能。另外,设计过程中要确保矿粉含量不能大于沥青的含量,并且粒径小于0.075mm的部分和沥青含量之间的比值要控制在1~1.2之间,这也就是粉料比。对于沥青面层混合料来说,矿粉的含量要控制在4.5~5%之间。
2.2.3 混合料技术指标
为了提升沥青路面的使用性能,在进行配合比设计时要确保表面层的沥青混合料具备一定的泌水要求。同时,设计过程中还要避免超密现象的出现。所以说,设计人员要对沥青混合料的体积指标进行严格的控制。
2.2.4 沥青用量要求
设计过程中,要确定出最佳沥青用量。设计人员要进行马歇尔试验,并根据试验数据结果进行研究。同时,还要参考实际的施工经验,并且要分析拟建公路的等级分类、施工场地等要求。设计过程中要对施工现场的气候、交通状况等条件进行分析,最终合理确定出最佳的沥青用量。沥青最佳用量确定之后,要用这一指标来进行其他方面的检验,比如进行残留稳定度、动稳定度的检验,同时还要进行劈裂强度比等方面的检验。检验过程中一旦出现相关指标不符合要求的问题,要对级配进行重新的调整。
3 SBS改性沥青的施工技术
3.1 控制好沥青的运输工作
一般来说,SBS改性沥青在工厂的装车温度要控制在160℃以上。在运到混合料的拌合场地之后,改性沥青的温度不能小于140℃。运输车辆要在24h之内到达指定的位置,并且要及时的将沥青泵送到沥青储存罐之中。
3.2 SBS改性沥青的拌合与储存技术
在进行SBS改性沥青的储存过程中,温度要控制在150℃左右。储存过程中,如果温度达不到这一要求,那么SBS改性沥青的粘度将会增大。如果出现这一问题,可能造成沥青罐的输油管路受到堵塞,这对于后续施工将造成严重的影响。对于沥青热拌厂而言,最好少储存SBS改性沥青,并且使用过程中要做到随进随用,需要时多存一点,不用时就应该少存。同时,改性沥青的存贮时间不能超过24h。施工过程中,如果一天的施工工作结束之后,罐中的沥青要尽可能的用完。这样一来,就可以减少沥青和外界空气的接触,进而可以防止SBS改性沥青出现老化等问题。 3.3 泵送过程中的技术要求
在进行沥青混合料的生产过程中,需要进行SBS改性沥青的泵送工作。在将沥青泵送到混合料搅拌机的过程中,因为沥青泵自身设有过滤器,因而经常会出现过滤器网眼被其他物质所堵塞的问题,这对于沥青的泵送效果有着极为不利的影响。因而,在进行施工的过程中,最好使用网眼较大的过滤器,同时还要做好沥青输送管道的保温工作,防止管线堵塞问题的出现。
3.4 拌合与运输过程的技术要求
施工过程中,为了提升沥青混合料的质量与稳定性,要控制好沥青的用量。同时,施工时最好使用间隙式拌和机进行相应的拌和工作。拌和过程一定要均匀,确保SBS改性沥青均匀的分布于沥青混合料中,这样一来可以提升才沥青混合料的使用性能。对于密级配(AC-13I)改性沥青混合料来说,拌合之后要确保混合料均匀无离析,同时还要确保没有花白、结成团块等问题。在应用SBS改性沥青混合料进行施工时,由于施工现场对于混合料的温度要求较高,因而拌合过程中的温度要控制在160℃左右,并且运输过程中要在车辆的顶部加盖一些篷布,以提升运输过程中的保温效果。如果运输过程中温度下降过快,那么将造成混合料表面出现结硬等问题,这对于施工质量将造成严重的影响。混合料运到施工现场之后,要进行摊铺工作,这一过程中要确保摊铺工作的连续性,同时还要控制好摊铺过程中的平整度。施工时,每辆摊铺机前最少要有两辆车等待卸料,施工过程中不能发生摊铺机等运输车的问题。另外,摊铺过程中要控制好前进的速度。随着国内机械制造业的不断发展,目前施工过程中用到的摊铺机种类越来越多。施工过程中要结合工程实际状况,合理选择摊铺机的种类与数量,以提升施工的质量与效率。
3.5 控制好施工中的碾壓技术
对于密级配型混合料来书,碾压过程中的温度要控制在130~150℃之间。同时,复压过程中的温度不能低于110℃。在进行SBS改性沥青混合料的压实工作时,要遵循以下几点原则:首先,压实过程中要严格遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,施工过程中压路机要紧跟在摊铺机的后面,进而确保碾压的温度达到要求。其次,要对压实过程的速度进行严格的控制。一般来说,碾压时的前进速度要控制在4~5km/h。碾压过程的速度要保持均衡,在倒退过程中要关闭振动功能。另外,碾压的方向要逐渐的改变,不允许出现拧着弯前进的问题。碾压过程中,要做好碾压轮迹的消除工作。同时,碾压式不能突然刹车或者是停车休息。此外,要控制好初压与复压之间的时间间隔,施工过程中如果出现压路机粘轮问题,施工人员可以使用洗衣粉水进行相应的处理。需要注意的是,对于一些边角、井盖等位置的碾压工作要引起重视,施工过程中可以采用一些小型的压路机进行处理。碾压施工过程中要做好交通管制工作,并且碾压完成之后要经过一段时间才能开放交通。
4 案例分析
某高速公路中面层采用SBS改性沥青LAC-20沥青混凝土。本次施工中使用的SBS改性沥青是在基质沥青(辽河油田重交AH-90)的基础上,掺加沥青用量的5.0%SBS改性剂和4.5%糠醛油添加助剂,表1为SBS改性沥青技术要求。
根据马歇尔试验结果,结合实践经验和公路等级、气候条件、交通情况、施工条件综合确定目标配合比最佳沥青用量OAC,然后按最佳沥青用量进行残留稳定度、动稳定度、劈裂强度比检验,表2为工程中改性沥青混合料技术指标表。
通过本项目SBS改性沥青中粒式沥青混凝土(LAC-20)的各项指标检验和沥青混合料的各项指标检验,所有指标都优于普通沥青和普通沥青混合料。根据道路的使用状况观察,只要配合比设计合理,且在原材料、施工工艺方面严格加以控制,使用SBS改性沥青混合料路用性能将会得到很大的提高,铺筑的路面可以在很大程度上消除或抑制由超限车辆引起的车辙、拥包等病害。
5 结束语
SBS改性沥青路面有着优良的使用性能,现阶段在国内的公路路桥施工过程中经常会用到这一材料。因而,要提升SBS改性沥青的配合比设计质量,同时要对施工过程进行严格的控制,提升沥青路面行车的安全性与舒适性效果。
参考文献
[1]董均刚.SBS改性沥青配合比设计与施工技术[J].交通世界,2012(8):296~297.
[2]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000).北京:人民交通出版社,2000.
[3]戎志博.SBS改性沥青配合比设计及施工技术[J].交通世界,2013(5):8~9.
[4]胥艳杰.改性沥青配合比设计及施工技术探讨[J].价值工程,2011(12):122~123.
收稿日期:2018-3-14
作者简介:王凤华(1965-),女,汉族,云南通海人,工程师,大专,主要从事工程统计、小修保养工作。
关键词:SBS改性沥青;配合比设计;施工技术
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)11-0110-02
1 引 言
对于SBS改性沥青来说,要在基质沥青中按照25%、30%以及40%等比例掺加相应的SBS改性剂,进而实现沥青使用性能的改进。通过提升SBS改性沥青配合比设计水平,可以提高公路工程的施工质量。
2 SBS改性沥青的配合比设计
在进行SBS改性沥青混合料的配合比设计时,要严格按照我国颁布实施的《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关规定进行。同时,配合比设计过程中还要做好沥青混合料的马歇尔试验,进而确定出合理的矿料级配以及最佳的改性沥青用量。沥青混合料的配合比设计其级配要采取贝雷法来设计。其中级配原则是4.75mm、2.36mm和0.075mm,3个筛孔都要严格控制并接近中值。
2.1 原材料方面的要求
2.1.1 粗集料
在进行SBS改性沥青配合比设计工作时,用到的粗集料大多是碎石。碎石要求干净、干燥,同时不能出现风化损害,内部不应含有有害杂质。对于碎石的粒径规格与质量要求来说,还要符合我国颁布实施的《公路沥青路面施工技术规范》中的相关规定。另外,所使用的碎石要具备一定的硬度、强度。一般来说,改性沥青和粗集料的粘附程度要大于4级。同时,粒径在3~5mm之间的石屑在混合料中所占的含量要低,这对于提升沥青混合料嵌接结构的形成有着重要的意义。现阶段,应用较广的粗集料大多是硬质岩石屑(玄武岩)。
2.1.2 细集料
沥青混合料中,用到的细集料大多是人工砂与天然砂。对于细集料来说,其颗粒要均匀、适当,同时细集料要和改性沥青有较强的粘附性。由于天然砂在形状与质量方面有著较大的差别,并且天然砂大多比较圆滑,不易和沥青粘附。因而,现阶段在进行高速公路、一级公路的施工过程中,其应用较少,并且配合比设计过程中天然砂的含量比不能超过20%。
2.1.3 填充料
设计过程中,应用在SBS改性沥青面层的填料应具有洁净、干燥的性质。同时,填料的质量要符合我国现行的施工技术规范。另外,对于SBS改性沥青混合料的面层填料来说,由于质量要求较高,因而设计过程中要合理选择填料种类。一般来说,现阶段用到的填料大多是强基性岩石,比如说石灰岩、岩浆岩等等。如果设计过程中采用的是水泥与消石灰粉,那么要将其用量控制在矿料总量的2%左右。
2.2 沥青混合料配合比设计
2.2.1 级 配
对于沥青混合料的级配设计来说,要使用贝雷法进行设计。在进行级配选择时,要遵循以下原则:AC-13I型混合料2.36mm以下筛孔通过量要取级配下限,进而提升混合料的密实、嵌挤效果。在进行矿料级配设计工作时,最好把级配曲线走向设计为略呈S型的曲线。对于AC-16I型矿料级配要以9.5mm筛孔通过量为中轴,曲线总体要呈现出上抬头、下沉尾的形式。大量的实践经验证明,通过增加混合料中粒径为2.36~13.2mm的集料用量,能够有效的提升沥青混合料的稳定度,同时也可以改善路面的抗车辙能力,因而设计工作中要引起设计人员的重视。
2.2.2 粉料比
在进行配合比设计时,集料中粒径小于0.075mm的含量将会对沥青混合料体积指标造成较大的影响,并且粒径小于0.075mm的含量也会影响到混合料的路用性能。另外,设计过程中要确保矿粉含量不能大于沥青的含量,并且粒径小于0.075mm的部分和沥青含量之间的比值要控制在1~1.2之间,这也就是粉料比。对于沥青面层混合料来说,矿粉的含量要控制在4.5~5%之间。
2.2.3 混合料技术指标
为了提升沥青路面的使用性能,在进行配合比设计时要确保表面层的沥青混合料具备一定的泌水要求。同时,设计过程中还要避免超密现象的出现。所以说,设计人员要对沥青混合料的体积指标进行严格的控制。
2.2.4 沥青用量要求
设计过程中,要确定出最佳沥青用量。设计人员要进行马歇尔试验,并根据试验数据结果进行研究。同时,还要参考实际的施工经验,并且要分析拟建公路的等级分类、施工场地等要求。设计过程中要对施工现场的气候、交通状况等条件进行分析,最终合理确定出最佳的沥青用量。沥青最佳用量确定之后,要用这一指标来进行其他方面的检验,比如进行残留稳定度、动稳定度的检验,同时还要进行劈裂强度比等方面的检验。检验过程中一旦出现相关指标不符合要求的问题,要对级配进行重新的调整。
3 SBS改性沥青的施工技术
3.1 控制好沥青的运输工作
一般来说,SBS改性沥青在工厂的装车温度要控制在160℃以上。在运到混合料的拌合场地之后,改性沥青的温度不能小于140℃。运输车辆要在24h之内到达指定的位置,并且要及时的将沥青泵送到沥青储存罐之中。
3.2 SBS改性沥青的拌合与储存技术
在进行SBS改性沥青的储存过程中,温度要控制在150℃左右。储存过程中,如果温度达不到这一要求,那么SBS改性沥青的粘度将会增大。如果出现这一问题,可能造成沥青罐的输油管路受到堵塞,这对于后续施工将造成严重的影响。对于沥青热拌厂而言,最好少储存SBS改性沥青,并且使用过程中要做到随进随用,需要时多存一点,不用时就应该少存。同时,改性沥青的存贮时间不能超过24h。施工过程中,如果一天的施工工作结束之后,罐中的沥青要尽可能的用完。这样一来,就可以减少沥青和外界空气的接触,进而可以防止SBS改性沥青出现老化等问题。 3.3 泵送过程中的技术要求
在进行沥青混合料的生产过程中,需要进行SBS改性沥青的泵送工作。在将沥青泵送到混合料搅拌机的过程中,因为沥青泵自身设有过滤器,因而经常会出现过滤器网眼被其他物质所堵塞的问题,这对于沥青的泵送效果有着极为不利的影响。因而,在进行施工的过程中,最好使用网眼较大的过滤器,同时还要做好沥青输送管道的保温工作,防止管线堵塞问题的出现。
3.4 拌合与运输过程的技术要求
施工过程中,为了提升沥青混合料的质量与稳定性,要控制好沥青的用量。同时,施工时最好使用间隙式拌和机进行相应的拌和工作。拌和过程一定要均匀,确保SBS改性沥青均匀的分布于沥青混合料中,这样一来可以提升才沥青混合料的使用性能。对于密级配(AC-13I)改性沥青混合料来说,拌合之后要确保混合料均匀无离析,同时还要确保没有花白、结成团块等问题。在应用SBS改性沥青混合料进行施工时,由于施工现场对于混合料的温度要求较高,因而拌合过程中的温度要控制在160℃左右,并且运输过程中要在车辆的顶部加盖一些篷布,以提升运输过程中的保温效果。如果运输过程中温度下降过快,那么将造成混合料表面出现结硬等问题,这对于施工质量将造成严重的影响。混合料运到施工现场之后,要进行摊铺工作,这一过程中要确保摊铺工作的连续性,同时还要控制好摊铺过程中的平整度。施工时,每辆摊铺机前最少要有两辆车等待卸料,施工过程中不能发生摊铺机等运输车的问题。另外,摊铺过程中要控制好前进的速度。随着国内机械制造业的不断发展,目前施工过程中用到的摊铺机种类越来越多。施工过程中要结合工程实际状况,合理选择摊铺机的种类与数量,以提升施工的质量与效率。
3.5 控制好施工中的碾壓技术
对于密级配型混合料来书,碾压过程中的温度要控制在130~150℃之间。同时,复压过程中的温度不能低于110℃。在进行SBS改性沥青混合料的压实工作时,要遵循以下几点原则:首先,压实过程中要严格遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,施工过程中压路机要紧跟在摊铺机的后面,进而确保碾压的温度达到要求。其次,要对压实过程的速度进行严格的控制。一般来说,碾压时的前进速度要控制在4~5km/h。碾压过程的速度要保持均衡,在倒退过程中要关闭振动功能。另外,碾压的方向要逐渐的改变,不允许出现拧着弯前进的问题。碾压过程中,要做好碾压轮迹的消除工作。同时,碾压式不能突然刹车或者是停车休息。此外,要控制好初压与复压之间的时间间隔,施工过程中如果出现压路机粘轮问题,施工人员可以使用洗衣粉水进行相应的处理。需要注意的是,对于一些边角、井盖等位置的碾压工作要引起重视,施工过程中可以采用一些小型的压路机进行处理。碾压施工过程中要做好交通管制工作,并且碾压完成之后要经过一段时间才能开放交通。
4 案例分析
某高速公路中面层采用SBS改性沥青LAC-20沥青混凝土。本次施工中使用的SBS改性沥青是在基质沥青(辽河油田重交AH-90)的基础上,掺加沥青用量的5.0%SBS改性剂和4.5%糠醛油添加助剂,表1为SBS改性沥青技术要求。
根据马歇尔试验结果,结合实践经验和公路等级、气候条件、交通情况、施工条件综合确定目标配合比最佳沥青用量OAC,然后按最佳沥青用量进行残留稳定度、动稳定度、劈裂强度比检验,表2为工程中改性沥青混合料技术指标表。
通过本项目SBS改性沥青中粒式沥青混凝土(LAC-20)的各项指标检验和沥青混合料的各项指标检验,所有指标都优于普通沥青和普通沥青混合料。根据道路的使用状况观察,只要配合比设计合理,且在原材料、施工工艺方面严格加以控制,使用SBS改性沥青混合料路用性能将会得到很大的提高,铺筑的路面可以在很大程度上消除或抑制由超限车辆引起的车辙、拥包等病害。
5 结束语
SBS改性沥青路面有着优良的使用性能,现阶段在国内的公路路桥施工过程中经常会用到这一材料。因而,要提升SBS改性沥青的配合比设计质量,同时要对施工过程进行严格的控制,提升沥青路面行车的安全性与舒适性效果。
参考文献
[1]董均刚.SBS改性沥青配合比设计与施工技术[J].交通世界,2012(8):296~297.
[2]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000).北京:人民交通出版社,2000.
[3]戎志博.SBS改性沥青配合比设计及施工技术[J].交通世界,2013(5):8~9.
[4]胥艳杰.改性沥青配合比设计及施工技术探讨[J].价值工程,2011(12):122~123.
收稿日期:2018-3-14
作者简介:王凤华(1965-),女,汉族,云南通海人,工程师,大专,主要从事工程统计、小修保养工作。