文/杜雨杉 沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000
市政道路路面工程施工中,應(yīng)用SMA 改性瀝青技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)骨架結(jié)構(gòu)密實(shí)度的提升,保證道路工程運(yùn)行效果合格,所以近年來(lái)廣泛的應(yīng)用到工程建設(shè)的過(guò)程中。SMA 路面有著非常明顯的優(yōu)勢(shì),按照內(nèi)摩擦角最大的原則,采取間斷級(jí)配的方式進(jìn)行制作,形成合格的礦料骨架,從而保證骨架結(jié)構(gòu)密實(shí)度達(dá)到工程的要求,路面結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)。由于該類型的路面中加入一定量的纖維穩(wěn)定劑和改性瀝青材料,所以能夠避免骨料出現(xiàn)離析的問(wèn)題,確保性能得以改善,符合當(dāng)前市政道路工程建設(shè)的要求。
SMA 改性瀝青材料采用高粘度、高彈性的瀝青膠黏劑,能夠有效防止水分滲透和水損傷,它的高粘度能夠形成一層均勻且緊密的瀝青膜,將路面與外界的水分有效隔離開(kāi)來(lái),這種特性加強(qiáng)SMA 改性瀝青材料對(duì)水的防護(hù)能力,阻止水分向路面內(nèi)部滲透的可能性。此外,SMA 改性瀝青材料具有較高的膠結(jié)能力,能夠更好地將石料和瀝青膠黏劑結(jié)合在一起,這種高膠結(jié)能力可以抵御雨水和路面排水的影響,雨水和路面排水通常會(huì)導(dǎo)致路面松散和瀝青層的剝離,損害道路的結(jié)構(gòu)和性能。然而,SMA 改性瀝青材料能夠更好地抵御這些不利影響,減少水分進(jìn)入路面內(nèi)部造成的損害[1]。
SMA 改性瀝青材料中添加特殊的礦料,如石子、礦渣等,能夠在路面的表面形成堅(jiān)硬的骨架結(jié)構(gòu),這些礦料充實(shí)瀝青混合料,使其具備更高的抗壓強(qiáng)度和耐久性。在車輛行駛過(guò)程中,這種堅(jiān)硬的骨架結(jié)構(gòu)可以有效分散車輪荷載,降低路面的壓力集中,減少車轍的產(chǎn)生。車轍是道路表面因車輛長(zhǎng)期的運(yùn)行而產(chǎn)生的凹陷,給駕駛員帶來(lái)不適和不安全因素。而SMA 改性瀝青材料的堅(jiān)硬骨架結(jié)構(gòu)能夠有效減少車轍的形成,延緩路面的磨損。
SMA 改性瀝青材料中添加較多的聚合物纖維,可以有效地增強(qiáng)材料的抗裂性能。聚合物纖維的添加可以形成一個(gè)具有一定韌性和相對(duì)穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而形成更強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和韌性,這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以分散道路表面載荷,并在路面表面上均勻分布?jí)毫?,延緩和防止裂縫的擴(kuò)張。這樣,SMA 改性瀝青材料的抗裂性能顯著提高,路面的使用壽命得到明顯的延長(zhǎng),聚合物纖維的纖維細(xì)度和長(zhǎng)度對(duì)于道路抗裂性能有較大影響,細(xì)的聚合物纖維能夠更好地混合到瀝青混合料中,增加材料的韌性和延展性。相比之下,長(zhǎng)度較短的纖維則對(duì)路面抗裂性能的改善有限,長(zhǎng)度較長(zhǎng)的纖維可以形成更強(qiáng)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而顯著增強(qiáng)路面抗裂性能。因此,為取得更佳的抗裂效果,SMA改性瀝青材料中添加的聚合物纖維應(yīng)該選擇合適長(zhǎng)度和纖維細(xì)度[2]。
某市政道路工程項(xiàng)目為當(dāng)?shù)氐某鞘兄鞲傻溃谠擁?xiàng)目施工前、施工中、施工后對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量進(jìn)行全面的監(jiān)督檢查,確保各方面性能達(dá)到工程的要求。在路面層應(yīng)用SMA 改性瀝青混凝土路面施工的環(huán)節(jié),加強(qiáng)改性瀝青混合料的攪拌控制工作,確保壓實(shí)溫度達(dá)到工程的要求,嚴(yán)格按照相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。施工建設(shè)環(huán)節(jié),施工團(tuán)隊(duì)、監(jiān)理團(tuán)隊(duì)、驗(yàn)收?qǐng)F(tuán)隊(duì)積極配合,協(xié)調(diào)開(kāi)展各項(xiàng)工作,發(fā)揮出各級(jí)工作團(tuán)隊(duì)的職責(zé),保證各項(xiàng)作業(yè)有序地完成,施工效果得到提升,工程質(zhì)量也滿足標(biāo)準(zhǔn)。
要想全面提高SMA 改性瀝青混合料的質(zhì)量,加強(qiáng)材料的性能檢測(cè)非常重要,制定合理的設(shè)計(jì)方案,確保工程施工效果合格。在施工開(kāi)始之前,明確工藝方案流程,并保證各級(jí)單位嚴(yán)格遵循工藝流程開(kāi)展施工作業(yè),加強(qiáng)各種材料的配合比控制,預(yù)防造成嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷問(wèn)題,以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的標(biāo)準(zhǔn)。
在原材料采購(gòu)工作開(kāi)始之前,采購(gòu)人員深入到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面調(diào)查分析,保證材料的性能達(dá)到工程的要求。各種材料投入使用之前,對(duì)材料的性能進(jìn)行檢測(cè),記錄好各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)參數(shù),預(yù)防造成嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷問(wèn)題。
3.1.1 粗集料
粗集料必須達(dá)到潔凈性的要求,粒徑、硬度、表面粗糙度等每項(xiàng)指標(biāo)都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,確保其抗壓強(qiáng)度性能合格,不會(huì)給路面結(jié)構(gòu)的運(yùn)行帶來(lái)不利的影響,具體可按照表1 數(shù)據(jù)控制。
表1 技術(shù)指標(biāo)
3.1.2 纖維穩(wěn)定劑
為確保瀝青混合料材料的性能符合標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)調(diào)施工質(zhì)量控制是非常重要的。這包括確保瀝青與集料能夠充分結(jié)合,形成一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)。為此,需要添加適量的穩(wěn)定劑,主要使用木質(zhì)纖維和礦質(zhì)纖維,這些穩(wěn)定劑的加入可以提高瀝青混合料的穩(wěn)定性和抗裂性能,在施工之前,必須進(jìn)行全面的試驗(yàn)和檢測(cè),以確保材料的性能滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于穩(wěn)定劑的加入比例,目前通常采用大約0.3%左右的木質(zhì)纖維加入比例,以及約0.4%左右的礦質(zhì)纖維加入比例。此外,還要保證這些穩(wěn)定劑的潔凈度符合規(guī)定要求,通過(guò)嚴(yán)格控制添加比例,可以確?;旌狭现蟹€(wěn)定劑的性能符合標(biāo)準(zhǔn),在各種穩(wěn)定劑加入之后,需要進(jìn)行充分的材料混合處理。這樣,不同材料可以均勻分布,相互結(jié)合,從而保證混合料的性能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。充分的材料混合可以提高瀝青混合料的均勻性和穩(wěn)定性,確保瀝青和集料之間的黏性和膠結(jié)性能得到有效發(fā)揮。除施工過(guò)程中的材料控制外,溫度和濕度等環(huán)境因素也需要考慮。溫度對(duì)瀝青混合料的黏度和流動(dòng)性有很大影響,因此需要在合適的溫度下施工。濕度會(huì)影響混合料中水分的含量,過(guò)高的濕度可能導(dǎo)致混合料的性能下降。因此,在施工過(guò)程中需要對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控,以確保合理的施工條件[3]。
根據(jù)技術(shù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料的各方面性能檢測(cè),保證配合比參數(shù)合格。在拌合、運(yùn)輸、施工等每個(gè)環(huán)節(jié),保證混合料的配合比都不會(huì)出現(xiàn)變化,結(jié)合當(dāng)前規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)孔隙率、車轍等方面性能檢測(cè),滿足標(biāo)準(zhǔn)才能投入應(yīng)用。在材料性能檢測(cè)的階段,應(yīng)用馬歇爾試驗(yàn)的方式比較常見(jiàn),SMA 瀝青混合料各方面指標(biāo)達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)場(chǎng)操作階段,嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行,以保證工程材料的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定。
在混合料拌合的作業(yè)階段,加強(qiáng)拌合環(huán)節(jié)控制非常重要,不僅要保證每種材料的性能達(dá)標(biāo),各項(xiàng)材料的質(zhì)量參數(shù)合格也非常的重要。采取間斷級(jí)配的方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理,執(zhí)行拌和作業(yè)要求,加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理,落實(shí)工藝規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),每項(xiàng)性能都符合工程的規(guī)定。SMA 混合料通常采取人工攪拌制作的方式,加入該材料之前進(jìn)行稱重,確保加入比例達(dá)到技術(shù)要求。粗集料、細(xì)集料加入之前,按照規(guī)定要求進(jìn)行稱重,以確保加入的比例達(dá)到精準(zhǔn)控制的效果。在拌合作業(yè)階段,溫度的控制非常重要,必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行,一般將拌合的溫度比預(yù)設(shè)的溫度提升10℃~20℃,在170℃~180℃之間符合要求,并且拌合時(shí)間在90s 左右,達(dá)到均勻性規(guī)定,各項(xiàng)性能指標(biāo)合格[4]。
混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)之后,及時(shí)組織開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)攤鋪施工,并保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)階段的溫度合格,以滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
3.4.1 溫度控制
攤鋪?zhàn)鳂I(yè)環(huán)節(jié)是確保SMA 改性瀝青材料施工效果的關(guān)鍵步驟。在施工攤鋪階段,必須組織專人進(jìn)行溫度控制,并確保瀝青混合料的各方面性能達(dá)標(biāo)。SMA 材料的攤鋪溫度通常控制在160℃~180℃之間,以確保材料中的瀝青粘度和流動(dòng)性得到充分發(fā)揮。通過(guò)保持?jǐn)備仠囟鹊姆€(wěn)定性,可以提高瀝青混合料的均勻性和穩(wěn)定性,從而確保瀝青和集料的黏性和膠結(jié)性得到有效發(fā)揮。為避免瀝青混合料在施工過(guò)程中因溫度不合適而導(dǎo)致性能下降,需要嚴(yán)格控制溫度,如果瀝青混合料的溫度不符合標(biāo)準(zhǔn),將會(huì)禁止其投入工程中應(yīng)用。因此,在現(xiàn)場(chǎng)施工階段需要按照表2的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行溫度的控制,嚴(yán)格遵守溫度要求,確?;旌狭系男阅芊弦?guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
表2 施工溫度(單位:℃)
3.4.2 攤鋪施工
在SMA 改性瀝青混合料的現(xiàn)場(chǎng)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)環(huán)節(jié)中,需要注意以下幾個(gè)方面:
(1)必須對(duì)下承層結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查處理,確保下承層結(jié)構(gòu)能夠與上面層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定連接,不能引起嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷問(wèn)題。這包括對(duì)下承層進(jìn)行清掃和修補(bǔ)等處理工作,確保下承層結(jié)構(gòu)性能合格。
(2)在下承層結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中,通常會(huì)受到多種因素的影響而受到污染。為確保上面層和下承層結(jié)構(gòu)的連接效果能夠符合工程標(biāo)準(zhǔn),需要在表面噴灑一層黏層油,以預(yù)防造成質(zhì)量缺陷問(wèn)題。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí),混合料的溫度必須符合要求,以確保攤鋪?zhàn)鳂I(yè)達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn),并使得后續(xù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)符合連續(xù)、平整性的規(guī)定。攤鋪之前需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整,保持最佳的運(yùn)行狀態(tài),并將混合料的溫度控制在170℃~180℃之間。對(duì)于溫度不足160℃的混合料將禁止投入到工程中應(yīng)用。攤鋪混合料開(kāi)始之前,需要將熨平板加熱到規(guī)定的溫度,初始?jí)簩?shí)度在85%以上。同時(shí),在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)階段要保持連續(xù)進(jìn)行,以提升路面平整度,預(yù)防造成嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷問(wèn)題。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的速度應(yīng)該控制在2.5m/min 左右,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整處理,以達(dá)到均勻、緩慢攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的要求,預(yù)防發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題[5]。
(1)現(xiàn)場(chǎng)在攤鋪工作結(jié)束之后,及時(shí)組織開(kāi)展碾壓施工,由專人進(jìn)行碾壓施工的監(jiān)督管理,明確碾壓路線和遍數(shù),確保壓實(shí)度達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)碾壓施工時(shí),初壓、復(fù)壓環(huán)節(jié)應(yīng)用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行,執(zhí)行工藝方案的標(biāo)準(zhǔn)。碾壓作業(yè)階段,保證混合料的溫度在合理的范圍之內(nèi),避免造成材料的破碎或者邊角損壞等問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),單次碾壓施工的長(zhǎng)度在20~30m 左右,禁止應(yīng)用輪胎壓路機(jī)開(kāi)展碾壓施工作業(yè)。
(3)初壓和復(fù)壓作業(yè)的環(huán)節(jié),應(yīng)用相同型號(hào)的壓路機(jī)進(jìn)行,按照梯隊(duì)作業(yè)的方式進(jìn)行碾壓作業(yè)。振動(dòng)壓路機(jī)在使用的過(guò)程中,確保壓路機(jī)的性能參數(shù)合格,預(yù)防造成不利的影響,相鄰壓路機(jī)的碾壓重疊寬度為1/3 輪寬,并且在碾壓輪表面涂抹一層隔離劑,防止出現(xiàn)粘輪的現(xiàn)象而影響施工的效果。
(4)在碾壓施工環(huán)節(jié),加強(qiáng)松鋪厚度、碾壓順序、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、溫度方面的檢查,保證各項(xiàng)參數(shù)都符合工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,根據(jù)目前SMA 路面施工的要求,保證壓實(shí)度超過(guò)98%才算合格。
SMA 改性瀝青混合料在實(shí)際施工過(guò)程中,路面接縫結(jié)構(gòu)的處理環(huán)節(jié)非常重要,直接關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量的合格性。因此,在進(jìn)行接縫施工作業(yè)時(shí),需要注意許多細(xì)節(jié)問(wèn)題,以確保施工過(guò)程中的質(zhì)量能夠符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。為此,盡量不使用冷接縫方式,采用熱接縫的施工方式是非常重要的。在縱向接縫施工時(shí),常常使用兩臺(tái)攤鋪設(shè)備,采用梯隊(duì)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的方式進(jìn)行。前側(cè)需要預(yù)留100~200mm 寬度的空隙不進(jìn)行碾壓,保證在接縫位置不會(huì)出現(xiàn)硬塊,對(duì)下一層施工造成影響。同時(shí),對(duì)于上下兩層之間的接縫,需要有50~100mm 之間的重疊寬度,確保表面沒(méi)有任何縫跡。
在SMA 改性瀝青混合料的施工中,橫向接縫處理環(huán)節(jié)也是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。本次工程項(xiàng)目采取垂直平縫處理的方式,在下面一層處理時(shí),應(yīng)用斜向接縫的方式進(jìn)行處理,在斜向接縫處理時(shí),需要注意搭接長(zhǎng)度要在0.4~0.8m 之間,以保證接縫位置的牢固性,如果搭接長(zhǎng)度不足,則容易導(dǎo)致接縫處出現(xiàn)開(kāi)裂的情況。另外,在平接縫的處理環(huán)節(jié)中,需要在瀝青混合料完全達(dá)到冷卻的狀態(tài)之后,使用人工方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的清理處理,及時(shí)將不平整的位置清理干凈。同時(shí),在接縫處理的過(guò)程中,應(yīng)用長(zhǎng)度為3m 的直尺進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作,以確保接縫位置處理合格。新材料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)開(kāi)始之前,需要將原有部位的雜質(zhì)清理干凈,并且涂抹一層粘層瀝青,以保證現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)有序的進(jìn)行。
在現(xiàn)場(chǎng)施工完成之后,及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查非常重要,按照既定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行平整性、滲水性方面參數(shù)的檢測(cè),如果存在任何的質(zhì)量缺陷問(wèn)題,及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理,各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)合格之后,停留24 小時(shí),保證路面的溫度在常溫條件才能開(kāi)放交通。
(1)為確?;旌狭系馁|(zhì)量,隨時(shí)進(jìn)行拌合站的質(zhì)量檢查是必要的。
①要檢查瀝青和集料的溫度,并記錄各項(xiàng)溫度參數(shù)。
②要根據(jù)規(guī)定控制混合料的級(jí)配、油石比和纖維加入比例。然后,根據(jù)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制作馬歇爾試件和車轍試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),以確保各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)符合要求才可投入使用。
③每日混合料攪拌工作結(jié)束后,要記錄當(dāng)天出庫(kù)的纖維總量,并進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)分析,以確保纖維的加入比例符合工程標(biāo)準(zhǔn)。
④對(duì)于嚴(yán)重?fù)p壞的路面結(jié)構(gòu),要及時(shí)鏟除并重新攤鋪、碾壓施工,以確?,F(xiàn)場(chǎng)路面結(jié)構(gòu)滿足質(zhì)量要求,避免質(zhì)量缺陷。
(2)在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)施工過(guò)程中,加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督檢查是確保工程質(zhì)量的重要措施。以下是一些需要進(jìn)行的監(jiān)督檢查措施:
①隨時(shí)對(duì)瀝青混合料的施工作業(yè)溫度進(jìn)行檢查。溫度對(duì)瀝青混合料的性質(zhì)和質(zhì)量有很大影響,應(yīng)定期測(cè)量混合料的溫度,確保其滿足施工要求,避免因溫度不當(dāng)而造成質(zhì)量問(wèn)題。
②對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔取樣,檢測(cè)壓實(shí)度、孔隙率等參數(shù)是否合格。通過(guò)鉆孔取樣并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,可以獲得路面結(jié)構(gòu)的實(shí)際參數(shù),確保施工的質(zhì)量合格。如果現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量壓實(shí)度難度較高,應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督檢查,并加強(qiáng)記錄每項(xiàng)參數(shù),以避免出現(xiàn)施工質(zhì)量不合格的問(wèn)題。
③加強(qiáng)滲水情況檢測(cè)。在碾壓成型的路面表面倒入少量的水,觀察滲透情況,并及時(shí)應(yīng)用滲水檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè),這樣可以評(píng)估路面結(jié)構(gòu)的滲水性能,確保施工質(zhì)量符合要求。
④現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用鋪砂法進(jìn)行構(gòu)造深度參數(shù)的檢測(cè)。通過(guò)鋪砂法進(jìn)行構(gòu)造深度參數(shù)的檢測(cè),可以確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度和均勻性,保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。
總之,SMA 改性瀝青技術(shù)在市政道路路面工程中已廣泛應(yīng)用。這種技術(shù)通過(guò)添加聚合物纖維和礦物料,提高路面材料的強(qiáng)度、耐久性、抗裂性、防水性和抗沖擊性,同時(shí)降低道路噪音和減少車轍產(chǎn)生。除此之外,SMA 改性瀝青材料具有施工簡(jiǎn)便、施工周期短、施工成本低等其他優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)使得SMA 改性瀝青材料成為市政道路路面工程中的首選材料之一。需要注意的是,作為一種高性能材料,SMA 改性瀝青材料在施工環(huán)節(jié),需要按照項(xiàng)目要求進(jìn)行施工,如此才能滿足市政工程項(xiàng)目建設(shè)要求。