改性沥青施工技术浅谈-建筑设计论文发表

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发布时间：2011-06-24 09:11:34 更新时间：2011-06-24 09:28:32

改性沥青施工技术浅谈
雷军红
摘要：SBS改性沥青在高等级公路、城市干道和机场跑道等的应用，显著提高了路面的使用性能，延长了路面使用寿命，大大降低了养护费用，收到了良好的社会与经济效益。它的具体特点如下：具有很好的耐高温、抗低温能力；较好的抗车辙能力；改善了沥青的水稳定性；提高了路面的抗滑能力；增强了路面的承载能力；减少了沥青的老化等。因此，它在国内高等级公路上的广泛应用，已成为不可逆转的趋势。本文根据泰赣高速公路C4标的施工经验，就如何改善SBS改性沥青路面施工工艺及质量控制进行论述。
　关键词：施工工艺施工质量控制
一、工程概况
西安市西三环南起南绕城高速里花水村，北至西安机场高速公路六村堡收费站，全长17.3公里，红线宽度100米，属城市快速路。西三环主线将通过六村堡桥、直城门桥、建章桥、三桥立交、红光桥、石桥立交、鱼化桥、漳浒桥、丈八立交、里花水立交实现交通转换；西三环将通过丰产路、石化大道、高架快速干道、枣园路、阿房路、红光路、昆明路、科技路、科技二路、西户路、锦业路、锦业一路、锦业二路等与西安市城区主干路网连接。设计标准：
1、全线城市快速主车道为双向八车道设计；设计时速80公里/小时；
2、辅道为双向四车道，设计时速40公里/小时，机非混行。
3、道路面积127.58万平方米，桥梁面积16.8万平方米，雨水管道长度67750米，污水管道长度36377米，路灯数量1670基。共有立交桥9座。
4、路基设计宽度44米，路面设计宽度38.5米，采用沥青砼路面结构；
5、桥涵设计荷载，汽车－超20级，挂车－120。路面的结构形式为：4㎝AK－16A＋6㎝AC－20I＋6㎝AC－25I＋35㎝5%水泥稳定级配碎石＋20㎝4.5%水泥稳定级配碎石，AK－16A采用SBS改性沥青混合料。
二、施工工艺
（一）材料质量控制
1、集料规格、品种、扁平细长颗粒、含泥量、含水量、风化石含量等应符合设计规范要求，应定期进行检测，如果外观检查认为颗粒组成不正常，则进行必要的筛分试验。
2、应常检查矿粉外观色泽，并检查有无受潮结块等现象。
3、进场材料要严格按规范要求进行检验，尽可能加大抽检频率，不合格的材料坚决不准进场。堆料场要进行场地硬化，避免将堆料场的土混入集料中。不同规格的料堆间设置隔离墙，严格区分防止集料混杂在一起。料堆要有明显标示，防止卸料、上料时出现错误。
（二）改性沥青制作
改性沥青采用2台奥地利Novophalt改性设备进行现场制作。其主要工艺如下：
1、基质沥青在加热并泵入改性设备前首先掺入抗剥落剂，应保证掺量符合设计要求（基质沥青的0.3%），严防漏掺及剂量不足。
2、基质沥青加热到160℃～165℃时，泵入到改性设备。
3、控制导热油温度，因为胶体磨对SBS的高速剪切会使温度升高，所以要严格控制制备温度；SBS的加热温度不宜超过190℃，在160℃～180℃时，SBS具有较好的柔韧性，并易于加工；当SBS加热温度超过190℃时，SBS就会被不同程度地氧化、焦化、分解、降解，造成使用性能下降。
4、研磨是否充分是影响改性沥青质量的关键，研磨时间不应少于30min，在最多三遍的研磨后，又通过三台磨机的流水作业可一次完成研磨。
5、加强对现场操作工人的管理，保证SBS掺量满足要求。
6、为确保改性沥青的质量，安排专人对每锅油的制作时间、温度、SBS掺量进行登记。试验室按规定频率（观测颗粒粒径和均匀性频率不小于30%，软化点和针入度每日检测2次）对改性沥青质量进行抽检，发现问题及时处理。
（三） SBS沥青混合料的拌和
拌和设备是一台西安筑路机械厂制造的LB2000强制间歇式搅拌设备，其拌和工艺如下：
1、拌和前，拌和人员应提前检查设备运转、温控、计量等各项性能是否良好，混合料级配、沥青用量和拌和效果应满足规定要求。拌和机计量控制主要是抓冷料的供给，其目标是调整在单位时间内始终均匀地保持有与目标配合比相同比例的集料进入拌和机，只有按这样的配合比进料，才能保证集料级配的准确。
2、通过试验段确定：LB2000每槽拌和料按1600kg控制，干拌时间为5s，加入沥青后湿拌时间为40s，拌和成料装入成品仓，周期为60s，这样拌和出的沥青混合料均匀一致、无离析、无花白现象。不允许为提高产量任意缩短拌制时间。
　3、拌和温度控制：集料温度控制在180℃～190℃之间，改性沥青温度控制在160℃左右，不得超过180℃，否则易出现老化；出料温度控制在175℃～185℃之间，不能超过195℃或低于170℃，每车料出厂前均应检测温度，不合要求的不能送往现场。
4、由于开始拌和时的集料温度难以控制，因此应将温度稳定前的料放掉，以免影响初期拌和混合料的质量。
5、集料要搭棚遮盖存放，由于含水量太大会导致集料不能充分烘干，直接影响混合料质量。潮湿的石屑容易成团结块，容易影响其级配组成。所以细集料（尤其是石屑）要始终保持干燥。
6、矿粉是由人工经螺旋输料器加入矿粉罐中，因此要安排好人力，在开机前，先装满矿粉罐，受潮的矿粉不但影响其加入，而且由于设备没有烘干矿粉的程序，会直接影响混合料的质量和油石比（潮湿的矿粉使油石比偏大），所以要防止矿粉受潮。回收粉尘全部废弃，不能再利用。
　7、在生产开始以前，有关人员要通过细致地观察室内试样熟悉掌握各种混合料的外观特征，施工过程中要注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，如混合料有无花白、冒烟、离析等现象，如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。
　　8、要严格控制油石比和矿料级配，避免油石比控制不当而产生泛油或松散现象。拌和机每天上午、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检查油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性能。
　油石比与设计值的允许偏差±0.3%，采用抽提法检测沥青用量，应采用下述两种方法予以校核：一是由工地试验室检查每天的沥青用量及混合料产量进行总校核；二是测定实验室拌制沥青混合料中实用油石比与抽提法得出的油石比的差值，建立该实验抽提法测得的油石比的修正值。
　9、每周分析一次检测结果，计算油石比、各级矿料通过量和沥青混凝土物理力学指标检测结果的标准差和变异系数，检验生产是否正常。
10、混合料的拌和应根据前场的进度控制，出料不应过快，使料车长时间等待。确保在正常摊铺温度下正常施工。
　（四） SBS改性沥青混合料的运输
　1、根据拌和楼和摊铺机生产能力以及运距计算车辆数，运输车辆采用大吨位运输车，保证运力满足要求。保证摊铺机前有4～5辆料车待卸。
　2、机动车辆不得“带病行驶：，严格执行机械设备的安全操作规程，加强车辆保养与维修，每日检查刹车、灯光、标志完好情况。
3、运输车辆的车厢应清扫干净，严禁有泥沙或其它杂物残留车厢；为防止沥青混合料与车厢板粘结，在车厢侧板和底部涂1：3的柴油水混合液。
4、装料过程中，应避免沥青混合料的粗细颗粒离析现象，应缩短出料口到车厢的装料距离，并前后移动车辆采用“前、后、中”的装料顺序进行装料。
　5、运料车运输混合料宜用蓬布覆盖保温、防雨、防污染，应尽快将拌和好的混合料运送到现场。
　 6、运输汽车在基层上要匀速行驶，不得急转弯、急刹车和走同一轮道带，车速不超过40km/h。
7、采用数显温度计测混合料出厂温度和运到现场温度，在车厢侧面中部距离箱底300mm处打一圆孔，作为测温孔，插入深度不大于150mm。
　8、在摊铺现场应检查沥青混合料的质量，颜色是否一致，有无花白料，有无结团或严重离析现象，温度是否在容许的范围内。如混合料的温度过高或过低，应该废弃不用，已结块或已遭雨淋的混合料也应废弃不用。
（五）卸料
①卸料车辆要听从指挥人员统一安排，有序卸料，不得乱停、乱卸，在指定路段掉头，缓慢倒车至摊铺机前10～30cm处等候摊铺。
②卸料车辆靠近摊铺机时缓慢倒车，不得碰撞摊铺机。
③运料车应在摊铺机前10～30cm处停住，空挡等候，由摊铺机推动前进开始缓慢卸料，避免汽车猛退撞击摊铺机，影响摊铺的平整度。
④运料车每次卸料必须干净，如有剩余，及时处理，防止硬结在车厢内，如有剩余混合料在满足规范要求的情况下可以倒在两台摊铺机之间，但不得影响传感器的工作，不满足要求的必须倒在施工范围以外。
（六）SBS改性沥青混合料的摊铺
1、处理下承层，下承层的清扫、修补、处理是一项极其重要的工作，必须予以重视。该项工作应在摊铺前1天完成，并验收确认。具体要求如下：
　1）彻底清扫、冲洗下承层的污染物，其它浮渣应用钢刷擦清。
　2）下承层的坑槽、松散和其它病害应按规定用沥青混合料修补。
3）对下承层的标高、横坡、平整度要进行检测，对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。
2、洒布粘层油。为确保上面层与下承层粘结完好，在摊铺沥青混合料前，应对下承层、横缝接口、与新铺沥青混合料接触的路缘石、雨水进水口、检查井等的侧面，均喷洒一层粘层油。其质量控制要点如下：
1）粘层油质量应满足规范要求；
2）粘层油用量控制在0.3～0.4㎏/㎡之间，且应洒布均匀，局部少洒或多洒的地段应用人工补洒或予以刮除；
3）当气温低于10℃或路面潮湿时，不得浇洒粘层沥青；
　　4）粘层沥青应保证在摊铺前破乳，水分蒸发完且确保其不受污染。
5）粘层油洒布后应封闭交通，禁止非施工车辆通行。
　　3、摊铺
　1）摊铺温度宜控制在170℃～180℃之间，不得低于160℃。
2）摊铺前，摊铺机应调整到最佳状态，调试好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开关、链板送料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度，使熨板的档料板前后混合料在全宽范围内均匀分布，避免摊铺出现离析现象，并随时分析、调整粗细集料是否均匀，检测松铺厚度是否符合规定，以便随时进行上述各项调整。摊铺混合料前，应预热熨板到规定温度（不低于85℃），摊铺时熨平板应采用中强夯实等级，使初始压实度不小于85%，摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入料将路面拉出条痕。
3）上面层摊铺厚度和平整度由红外线超声波平衡梁控制，摊铺机行走前，应严格按松铺标高用木板将熨平板垫好，确保起始摊铺厚度满足要求。
4）连续稳定的摊铺，是提高路面平整度的最主要措施，摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度按2.5m/min左右予以调整选择，做到缓慢、均匀不间断摊铺，然后再停下来等下一车料，午饭应分批轮换进行，切忌停铺用餐，做到每天收工停机一次。
5）摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不得用人工整修，只有在特殊情况下，需在现场技术人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷严重时予以铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
6）摊铺过程中应随时检测调整松铺厚度，确保松铺厚度偏差在0～3㎜以内。目测混合料的质量（包括拌和质量和配合比情况），发现问题及时报告技术负责人予以处理。
　7）要注意摊铺机接斗的操作程序，以减少粗集料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出，尚有约10㎝厚的热料时扰料，这是在运料车刚退出时进行，而且应该做到料斗两翼才恢复原位时，下一辆运料车即可开始卸料，做到连续供料，并避免粗集料集中。
8）严禁料车撞击摊铺机，料车应在离摊铺机前沿20㎝处停下来，调为空档，由摊铺机靠上并推动料车前进。随时观测摊铺质量，发现离析或其它不正常现象及时分析原因，予以处理。料车在摊铺区洒落的散料必须及时清除。
9）遇到机器故障、下雨等原因不能连续摊铺时，及时将情况通知拌和组并报告技术负责人。摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料，遭雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺，雨后在下承层未充分干燥前，不得进行摊铺施工。
（七） SBS改性沥青混合料的压实
1、SBS改性沥青混合料的压实是保证沥青上面层质量的重要原则，在保持碾压温度并在不出现推移的前题下尽可能早压，碾压按"紧跟、慢压、高频、低幅"的原则进行。
2、碾压过程中应严格控制:初压、复压、终压的温度。
3、碾压均衡、连续进行，防止温度变化导致压实度变化，影响压实度和平整度。碾压应从路边缘向内30～40㎝处开始，以防止沥青混合料挤出，同时允许外侧边缘沥青冷却产生稳定的剪切区，以利于压实。
4、采用振动压路机压实改性沥青混合料路面时，压路机轮迹重叠宽度不应超过20㎝；当采用静载压路机，压路机轮迹应重叠1/3～1/2的碾压宽度。
5、改性沥青混合料碾压时，应有专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使铺筑面在较短时间内达到规定的压实度。碾压长度不宜太短，也不宜太长，太短不便于碾压，太长温度又会冷却，引起碾压不实，因此碾压长度一般控制在30～50m之内。
6、使用核子密度仪对压实情况进行跟踪检测，发现问题及时分析原因，调整施工工艺。核子密度仪每测量一次应移至路外冷却，以免因高温损坏仪器，影响检测结果。
7、在碾压中，应先起步后振动，先停振后停机，换向缓慢平稳，为避免碾压时混合料摊挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机；碾压路线及方向不应突然改变；压路机折返应呈阶梯形，不应在同一断面上。
8、碾压作业段的起始点应有标志，最好插旗表示，以避免出现漏压现象。
9、碾压后的路面在冷却前，任何车辆机械不得在路面上停放（包括加油、加水的压路机），并防止矿料、杂物、油料等落在新铺的路面上。路面冷却至50℃才能开放交通。
（八） SBS改性沥青混合料的路面接缝
三机并铺纵向接缝采用热接缝。其平接缝的具体做法是：摊铺机在端部前1m处将熨平板稍稍抬起驶离现场，由人工将端部混合料铲平后再予以碾压，然后用3m直尺检查平整度，立即将坡下部分用切割机切掉并清除，切缝必须平直，将缝边的污染物擦干净并涂刷粘层沥青。
第二天摊铺机起动前，熨平板要进行预热，将熨平板全部落在前一天铺的面层上，下垫木板，其厚度为松铺厚度与压实厚度之差，熨平板前端与切缝边对齐，在螺旋布料器下布满混合料后，摊铺机慢慢起步，摊铺成松铺厚度的沥青混合料摊铺层，用钢轮压路机从前铺的面层上横向碾压，每次向新铺层推进10～15㎝，直至将新铺层碾压密实，再进行纵向正常碾压，用3m直尺检查接缝的纵向平整度是否符合要求，否则应立即铲除重做，直至合格。
横向接缝应离桥梁伸缩缝20㎝以外，不允许设在伸缩缝处，以确保伸缩缝两边路面表面的平顺。
（九） SBS改性沥青混合料路面平整度控制的技术措施
　1）施工前的准备首先，要将沥青混合料中面层的质量缺陷弥补好，以保证中面层清洁、无杂物、平整、无明显局部突起或低洼处，因为下面层、中面层将为上面层的平整度打基础。
2）施工中的平整度控制应严格防止混合料产生离析，自卸车在装料时要采用“前、后、中”顺序装料，改性沥青混合料储仓卸料口也不宜距自卸车太高，以免粗集料离析。摊铺机应均匀、连续、不间断摊铺。变换速度与中途停顿是造成不平整的主要原因。
3）在碾压时，先轻碾后重碾，先压边，后逐步向路中心碾压。按工艺规定的碾压速度、遍数、重叠宽度进行初压、复压、终压三个步骤，终压用双轮静压收面，最后压平轮迹。
三、质量控制
（一）采取一系列检测、试验、监控措施、手段和方法，按照质量策划的质量改进的要求，确保合同、规范所规定的质量标准的实现。
（二）沥青路面施工质量控制，包括所用材料的质量检测、试验段、施工过程中的质量控制和工序间的检查验收。
施工前，对石料、砂及石屑、矿粉也应进行检测。对石料测定的项目有：抗压强度、磨耗率、磨光值、级配组成、相对密度（比重）、含水量、吸水率、土及杂质含量、扁平细长颗粒含量、与沥青粘结力、松方单位重等；对砂和石屑测定其相对密度（比重）、级配组成、含水量、含土量等；对矿粉测定其相对密度和含水量并进行筛分试验。
施工过程中，应对沥青混合料性能抽样检查，其项目有：马歇尔稳定度、流值、空隙率、饱和度、沥青抽提试验、抽提后的矿料级配组成。
（三）建立和落实质量岗位责任制
1、质量意识是保证工程质量的必要条件，落实质量责任制是质量控制的关键，为此，采取了以下措施：
　1）明确部门和直接责任人同时承担责任，以加强各部门内部监督和管理。
　2）在施工中加强各层次的监督检查，发现问题坚决按规定追究有关人员的责任。
　3）对工程质量进行逐日跟踪监控，每项质量问题均应有相应的责任人。
　4）各岗位人员应保持稳定，人员调整必须得到项目经理的批准。
5）强调各部门之间，各岗位人员之间相互配合，相互促进，协调统一，严禁互相推诿、扯皮。
2、建立质量监控制度在工程施工过程中，应及时掌握工程质量状况，处理质量存在问题。为此，制定全面反映工程质量动态的监控表，每天填写、总结、分析和处理，确保工程质量符合技术要求。实践证明，逐日跟踪监控是行之有效的质量管理办法，不但能及时早发现和处理存在的问题，更重要的是通过落实岗位责任制，防止问题再次出现。
　3、质量动态管理在进行上述质量监控的同时，还根据规范要求采用计算机对工程质量进行动态管理，取得了良好的效果。不但能在施工中及时反映工程质量的存在问题和质量水平，还能在工程完成后科学地评价本单位实际的施工水平，从而制定企业的质量管理和管制目标。
在施工过程中，对油石比、4.75mm通过率、0.075mm通过率、厚度、压实度、平整度、改性沥青软化点和针入度、混合料的空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等主要技术指标均进行了全面的计算机动态管理，对各项指标的平均值、标准差和变异系数采用SPSS统计软件进行统计分析并绘制了相应的正态分布图。通过统计分析，掌握了自身的施工水平，为在以后的路面施工中提出质量控制目标提供了条件。
结束语：SBS改性沥青混合料路面施工是一项技术性强，涉及范围比较广的一个系统工程。现代化的施工机械，高素质的人员，成熟的施工工艺是必要的质量保证手段，同时必须建立质量岗位责任制。在施工过程中，要充分调动施工人员的积极性和责任心，从原材料把关开始，对沥青混合料拌和、运输、摊铺、压实等工艺上进行层层把关，这样才能铺筑出优良的路面工程。