改性沥青罩面在镇中路改造中的应用

 
时间日期:2003-8-2        已被阅读次:[3962]
 
佛山市政建设工程总企业 张 鹏  
[摘 要]先容SBS改性沥青罩面在高等级道路改造中的应用情况,较详细地阐述了其改造方

     案的设计、聚酯长丝土工布的应用、SBS改性沥青配合比设计及施工控制等。
[关键词] 旧水泥混凝土路面 性沥青罩面 工布 改造 施工
随着我国国民经济的高速发展,今后新建道路大部分使用改性沥青铺设路面是一种必然趋势

。根据广东省交通部门统计,目前广东省内大中城市已有混凝土道路公里数不少于5.6万公里

。广东经济的快速发展也需要有相配套的交通道路体系,省委省政府已有一个将广东省内主

要混凝土路面再采用改性沥青罩面的雄伟而明确的规划。而目前世界各国用于道路沥青改性

最多的是SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之略语,下同。)改性沥青。SBS改性沥

青罩面作为有效恢复高等级道路表面平整性、抗滑性、稳定性等功能性指标而进行的路面修

复工程,可以大大改善道路的行车条件,亦增加了原有道路的使用寿命。是当前城市道路改

造工程应用中见效快,效率高的施工改造手段。
  镇中路作为佛山市总体规划道路中重要的交通性干道,是石湾镇与城区和澜石镇连接的

主要通道。镇中路道路长度为3094.7米,规划控制宽度为36米,旧有的镇中路道路横断面为

三块板断面式,机动车道和非机动车道路面均采用水泥混凝土面层,这段道路建成初期是作

为325国道的使用路段,而且建成后使用的年限已接近15年;根据相关路况调查,不少路段

的水泥混凝土路面破损严重,普遍出现了不少诸如接缝破损、唧泥、断板、开裂等病害,严

重地影响了车辆的正常行驶和城市道路建设的形象。
  从目前解决水泥路面不良路况常见的几种常规方案来看:1.完全依靠重修水泥路面,高

费用低效率,实施起来很困难;2.长期修修补补,不能有效根治病害,而且维护费用并不低;3.

利用改造刚性路面同时加罩改性沥青,既方便经济又能有效地阻止或延缓病害的发生。
  因此,此次工程改造后的镇中路采用一块板断面型式,按双向六车道布设,镇中路机动

车道宽为22.5米。利用旧混凝土路面作基础,其罩面结构采用4cmAC-16I密级配改性沥青混

凝土+6cmAC-25I密级配沥青混凝土。
  1、 施工前期准备
  1.1 结合设计选定原材料。
  表面层使用中粒式密级配改性沥青混凝土(AC-16I)按规范、设计要求进行配合比设

计,采用10~15mm碎石:5~15mm碎石:石屑:河砂:矿粉=24:30:19:21:6。经试验对

比选定的最佳沥青用量为5.0%,油石比为5.1%,中面层粗粒式密级配沥青混凝土(AC-25I

)采用10~25mm碎石:10~20mm碎石:石屑:河砂:矿粉=37:24:19:16:4,试验选定最

佳沥青用量为5.1%,油石比为5.2%。集料大家采用三水大塘石场加工的花岗岩,掺加0.5%

BA3抗剥离剂作为抗剥离措施,经试验鉴定与沥青粘附性达到5级。矿粉采用云浮矿场产的石

灰石矿粉,河砂采用南海北江河砂。基质沥青采用茂名重交通量路用石油沥青AH-70#,改

性沥青SBS粉剂选取掺量为4.7%(FINA技术茂名产成品SBS试验结果见表1)。经检测所用材

料均符合《沥青路面施工及验收规范》(GB50092-96)相关要求。SBS改性剂有良好的热稳

定性和低温抗裂性,且具备较好的弹性,是当前应用广泛,一种较为符合南方气候特点的道

路沥青改性剂。其中I-A及I-B型适用于冰冷地区,I-C型适用于较热地区,I-D型适用于

炎热地区及重交通量路段。从表中数据可知该成品SBS改性沥青指标已完全达到设计要求的I

-C型等级水平。

  1.2 沥青混合料的试拌。
  按照批准的试验段施工中调试的配合比在试验室监控下分级、分口上料,准确计量,均

匀拌和沥青混合料,严格控制原材料加热温度。沥青采用导热提前一天加热,加热温度控制

在150~170℃,矿料(不含矿粉)加热温度比沥青高10~20℃,沥青混合料出厂温度控制在14

0~165℃。每锅拌和时间40~50S,其中干拌5~10S,湿拌35~40S,在每天摊铺前提前拌料

,保证摊铺前储备成品沥青混合料不少于100t,并对汽车内储存的沥青混合料加盖保温篷布

进行保温。
  对普通AH-70#沥青加热温度控制在150℃~170℃,矿料(不含矿粉)加热温度比沥青高

10℃~20℃,改性沥青加热到170℃,矿料170℃~190℃,SBS混合料出厂温度175~180℃,

这样才能保证沥青混合料摊铺中各个碾压阶段的温度,亦不致使沥青混合料出厂温度过高而

影响沥青与集料的粘结力。生产能力达280吨/小时(由大镇沥青拌和厂120吨/小时和五丫口

沥青拌厂160吨/小时,两间厂同时供料),根据实际产量大家分别配置了四台上料装载机(

ZL50)。
  1.3 确定沥青混凝土路面施工工艺:
  施工顺序为:旧路面找平补强——维护保养——清洁路面——喷洒沥青粘层油——铺设

土工布——施工放线——沥青混合料拌和——沥青砼运输和摊铺——碾压——维护保养。
  1.4 铺筑试验段
  作为城市主干道施工的要求,本工程以全幅机动车道在K3+600——K3+700处设立了试

验段,通过铺筑试验段大家最终确立了合适的拌合时间与温度,土工布施工工艺,摊铺温度

与速度,压实机械的合理组合,压实温度及压实方法,松铺系数,合适的作业长度。明确了

人员的岗位职责。
  2、 施工质量控制要点与施工工艺探讨
  2.1 旧混凝土路面的找平补强
  由于是旧路改造工程,所以在实施过程要确实落实好路况调查。对各路段的病害板应认

真做好记录,并将相关资料上报驻地监理工程师。确定相应的处置措施后上报甲方与设计。

处置方案批准后再由相关质检人员监督实施。
   旧路面如果出现沉降、错台、交叉裂缝板等结构性损坏,应采用液压镐破碎、凿除旧

混凝土病害板,清理路槽,用20cm6%水泥稳定石屑补强基层后浇筑25cmC20混凝土,并与原

水泥混凝土板标高一致。其中6%水泥稳定石屑7天无侧限抗压强度必须达到2.5Mpa以上,压

实度控制在95%以上。
  在旧路面原绿化带部位,施工时用25cm厚C20混凝土+10cmC10混凝土+10cm厚碎石垫层

补强并与旧路面层找平,其横向切缝也与旧路面一致。浇筑找平层后应及时养护,并要做好

维护工作,以确保基层的强度。
  2.2 清洁路面喷洒沥青粘层油。
  人工清扫及水车冲洗干净,局部有尘采用风力吹风机吹走,路底干燥洁净后方可喷洒沥

青粘层油,为保证沥青粘层均匀性,采用轮胎式洒布车喷洒(沥青粘层油采用热沥青),油

量控制在0.8-1kg/m2。边缘局部喷油不齐处采用人工补洒0.2-0.4kg/ m2。喷洒区附近的

构筑物和树木表面应加以保护,以免溅上沥青造成周边环境污染。对已洒好沥青粘层油的路

面,要注意维护,一般不应在已洒好沥青粘层油的路面上开放交通。
  2.3 铺设聚酯长丝土工布
  由于水泥混凝土面板本身强度较高,将其做为基层,在其上再加铺沥青混凝土这种路面

,结构强度一般没有问题,关键是防止反射裂缝的产生。因此铺设好土工布对于减轻沥青罩

面底层引起的应力集中,防止产生反射裂缝,提高罩面层的疲劳寿命有其重要意义。
  聚酯长丝土工布技术要求:
  (1)土工布厚度应薄,要求小于2mm,单位面积质量小于160g/m2,以便于摊铺。
  (2)土工布抗拉强度应大,纵向≥400N/5cm,横向≥280N/5cm,抗变形能力要强。
  (3)土工布软化点≥230°C。
  土工布采取人工满铺,铺设时要做到平整,不能有折皱和汽泡,如有折皱处,应将折皱

处剪开,挤平后再进行铺放,如遇到弯道,应将弯道内侧的土工布用剪刀裁开,然后将一侧

摊平,再将另外一侧叠盖搭接。横向应搭接10cm,并根据摊铺方向,将后端压在前一端部之

下;纵向应预留20cm以便搭接。土工布必须有产品合格证,每批次进行抽检,合格后方能使

用。
  施工时注意事项:土工布铺设后,严禁施工车辆在其上急转弯、急刹车。雨天或路面潮

湿时不应进行施工。压路机加水时注意防止溢到土工布上,避免土工布皱起。
  土工布铺设后,大家采用轻型压路机碾压,确保土工布与粘层油的结合良好。
  2.4 施工放样
  镇中路道路改造工程(车行道)路面宽22.5米,实际摊铺宽度为21.90米,半幅10.95米

,因此大家摊铺时采用半幅路宽摊铺,施工放样时为保证沥青混凝土的摊铺厚度,在摊前进

行测量放样,设中桩和边桩,标出沥青混凝土的松铺厚度(松铺系数定AC-16I为1.23,AC-

25I为1.25),并放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。基准线每10m设置一测点,

弯道控制在每2--5m设置一测点,严格控制各测点的标高。
  2.5 沥青混合料的运输
  用自卸汽车运输沥青混合料,在运输前清理车厢,做到车厢平整、洁净,并涂刷1:3柴

油、水混合液,控制行车时间,在每个施工段正式施工前,要选择好行走路线,以时间最短

、干扰最少者为优选路线。保证了沥青混合料运至摊铺地点的温度不低于140℃(普通沥青

混凝土),改性沥青混凝土不低于150℃。并且根据拌和机的时产及运距确定好运输车辆的

台班数量为26辆。
  2.6 沥青混合料的摊铺
  为减少纵向接缝,并结合城市道路只能半幅封闭作业的交警要求,大家采用德国产VG

ELE2100-C型(最大摊铺宽度14m)沥青摊铺机摊铺。(每次半幅路宽摊铺)摊铺时注意以

下几点:
  1)、在铺筑混合料之前,应检查确认上一道工序的质量,当上一道工序质量不符合要

求时,不得摊铺。在摊铺前应报请监理工程师批准。
  2)、路面各层应连续施工。摊铺前对表面的所有松散材料都应清扫,直到表面无污染

为止。对清扫过及洒过粘层沥青的表面,不许非施工车辆行驶。
  3)、摊铺前应在所有构筑物接触面上均匀地刷上一薄层乳化沥青或沥青结合料。
  4)、为保证连续、均匀、不间断地摊铺。开始施工时,在施工现场等候卸料的自卸运

料车应不小于5辆。摊铺机行走速度定为2.5~3m/min。
  5)、运料应尽快不间断地卸进摊铺机,并立即进行摊铺,不得延误。向摊铺机输送材

料的速度应与摊铺机连续不断工作吞吐能力相一致,并应尽一切可能使摊铺机连续作业。
  6)、摊铺底面层时采用两侧(或一侧)挂线控制高程,铝合金方尺引导摊铺机感应引

导的高程控制方式,每10m设一铁桩,严格控制每层标高。
  7)、摊铺机的行驶速度和操作方法应根据实际及时调整,以保证混合料平整而均匀地

铺在整个摊铺宽度上,不产生拖痕、断层和离析。
  8)、对外形不规则路面,厚度不同,空间受到限制等摊铺机无法工作的地方,经监理

工程师批准方可采用人工铺筑混合料。
  9)、摊铺温度最低为120℃~140℃,雨天路面存在积水或气温低于10℃时,都不得摊

铺混合料。
  2.7 沥青混凝土的压实
  沥青混凝土混合料摊铺整形后马上组织压实,压路机大家采用两台日本酒井12t、一台

三一重工12t、一台宝马3t和一台酒井1t压路机,碾压程序为:初压——复压——终压。压

路机应均匀速度行驶,压路机速度及压实温度应符合下表2规定:

  碾压时并注意以下几点:
  1)、初压采用酒井双钢轮压路机(静压),并驱动轮始终距离摊铺机20米左右,初压

后检查平整度和路拱,必要时予以修整,复压时采用三一重工双钢轮压路机。
  2)、控制好碾压温度,一般初压不得低于110℃,复压不得低于90℃,终压时不得低于

70℃。
  3)、碾压应纵向进行,并由材料摊铺的低处向着高处慢速均匀进行,相邻碾压至少重

叠宽度为:双轮30cm。
  4)、在碾压期间,压路机不得中途停留、转向或急刹。当压路机来回交替碾压时,前

后两次停留地点应相距10m 以上,并应驶出压实起始线3m以外。压路机不得停留在温度高于

50℃的已经压实过的混合料上。同时应采取有效措施,防止油料、润滑脂、汽油或其它有机

杂质在操作或停放期间掉落路面上。
  5)、在压实时,如接缝处(包括纵缝、横缝或因其它原因形成的施工缝)的混合料温

度已不能满足压实温度要求,应采用加热器提高混合料的温度达到要求的压实温度,再压实

到无缝迹为止。否则,必须切割混合料并重新铺筑,马上共同碾压到无缝迹为止。
  6)、压实路边缘采用强振3T宝马压路机沿路边缘直线压实至最佳压实度,后期工程边

角位置均采用酒井1T压路机碾压。
  7)、经现场核子仪快速检测结果:
  7.1 摊铺后即时压实度平均85%,温度平均145℃。
  碾压后平均达到97.5%。
  7.2 酒井1T压路机压实边缘位置温度控制在80℃~90℃,压实度达到97%。
  8)、碾压成型后,须经现场检测人员检测平整度及终压温度。
  2.8 接缝的处理
  在施工缝及构筑物两端的连接处操作应仔细,接缝应紧密、平顺。
  纵向接缝大家采用一种自动控制接缝机构装置,以控制相邻行程间的标高,并做到相邻

行程间的结合。在铺另半幅前应将缝边缘清洁干净,并应涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠

在已铺层上5~10cm,摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时应在已压实路

面行走,碾压新铺层10~15cm,然后压实新铺部分,再伸过已压实路面10~15cm,接缝应压

实紧密,上、下层的纵缝应错开15cm以上,表层的纵缝应顺直,且宜留在车道区画线位置上


  横向接缝均采用垂直的平接缝,并使各层之间的横缝错开。在施工结束时,摊铺机在接

近端部前10cm处将熨平板稍稍抬起驶离现场,用宝马钢轮压路机所附设的切割机垂直切除端

部层厚不足的部分,使下次施工时成直角连接。在下次施工前,将缝边缘清洁干净,并在纵

横缝处刷乳化沥青,用摊铺机熨平板对预留横缝端部预热,并对横缝处筛细料进行人工修整

,再进行摊铺。用钢轮压路机对纵横缝进行横向和纵向静压后,即用3m直尺检查接缝平整度

,如果不满足要求,进行人工修补,对多余的料由人工铲除,对不足部分,用人工筛细料进

行修补,直至接缝平顺、合格。
  2.9  养护
  沥青混凝土施工完成后,应让其自然冷却,待表面温度降到50°C后,方可开放交通。

如果必须需要提前通车,在碾压足够后,采用洒水车喷洒路面,加速降温后才 能放行。
  3、 结束语
  镇中路道路改造工程采用SBS改性沥青罩面后,于2002年10月1日正式通车;在经过佛山

秋季极端最高气温36℃和冬季极端低温1℃的考验后,行车平稳舒适。改性沥青路面没有发

生明显车辙、拥包、推移、反射裂缝等问题,各项指标均能满足行车要求,说明该项应用是

较为成功的。
  参考文献:
  [1]公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ036-98)
  [2]公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)
  [3]沥青路面施工与验收规范(GB50092-96)
  [4]公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)
  [5]高等级路面改性沥青材料媲美世界名牌.中科院广州分院研究简报第5期.(总第34期)
     
 
 
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