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摘要:當今社會飛速發展,公路設施隨之八達,由于運輸工具的急劇增多,交通道路所承受的壓力越來越重,這就給路面施工提出了越來越高的要求。現在的公路路面大多是瀝青路面,因此,對于瀝青路面施工的研究以提高路面的使用壽命尤為重要。筆者多年來一直從事路面施工的工作,根據多年的工經驗,對瀝青路面常用的方法、新材料、新技術方面展開探討,希望能夠對該領域的研究以及更進一步的工作開展提供一些可行性的建議。
關鍵詞:瀝青路面 新材料 新工藝
在礦質材料中摻入路用瀝青材料鋪筑的各種類型的路面就是瀝青路面是指瀝青路面,現在常用的瀝青路面包括:瀝青混凝土路面,廣拌瀝青碎石路面,瀝青貫入式路面,瀝青表面處治路面等多種。瀝青路面已經有半個多世紀的歷史了,因其使用的瀝青結合料能夠提高抗損害能力,并且可以使路面平整而少塵,經久耐用等,所以瀝青路面是一種使用極為廣泛的高級路面。在我國,瀝青路面目前已是鋪筑面積最多的一種路面。
一、瀝青混路面常見的施工方法
不同材料的瀝青路面的鋪筑方式有所不同。但較為常用的的是熱拌熱鋪,和熱拌冷鋪以及碾壓式鋪路。
熱拌熱鋪方法是指瀝青混合料是經人工組配的礦料與瀝青在專門設備中加熱拌和而成,用保溫運輸工具運至施工現場,在熱態下進行攤鋪和壓實。在鋪路的過程中拌合溫度決定了瀝青的粘度(高溫下瀝青有較高的流動性,能完全包裹住集料,不會出現花白料);攤鋪溫度是拌好的混合料可以開始碾壓的溫度,碾壓時溫度過高不易碾壓,過低則難以壓實,易造成混合料空隙過大,無法保證后期通車后路面強度、耐久性;碾壓終了溫度是指全部碾壓過程完畢后路面的溫度,這個溫度不能過低,過低則表明施工太慢,也會出現空隙過大,影響后期使用時的耐久性。熱拌熱鋪的瀝青混凝土混合料可以不用重型機械壓實即能成型,常稱作攤鋪地瀝青。因集膠泥隔開了料顆粒面,所以其鎖結力和內磨阻力已減低,因此攤鋪地瀝青比較少用于車行道,但某些歐美國家也有把它用于車行道者,這種情況下對瀝青材料的性質要求很嚴格,以免夏季發軟,同時需要另鋪防滑層或加撒防滑集料,以防表面過滑。
熱拌冷鋪方法是指瀝青混合料是經人工組配的礦料與瀝青在專門設備中加熱拌和而成,運至施工現場后在常溫狀態下進行攤鋪和壓實。冷鋪瀝青材料需要滿足一定的技術要求以判斷其性質。例如需要有良好的疏松性與壓實性,國際上大都采用經驗判斷的方法評定冷鋪混合料的疏松性和壓實性。冷鋪混合料在壓實后需要達到一定強度,以承受車輪荷載。冷鋪瀝青混合料壓實后,初始空隙率大,抗水性差,因此需要檢驗其水穩性。另外,還要有很好的低溫粘結性。瀝青混凝土熱拌冷鋪,有的國家也稱為冷地瀝青,常用于養護小修或需遠距離輸送混合料的工程,所用瀝青比熱拌熱鋪者為稀,用量亦較少,以求在常溫時有適當的松散度和粘性,但其使用壽命不及熱拌熱鋪者。
碾壓式:瀝青混凝土混合料多用熱拌熱鋪法制備,因其路用性質比較好,故對制備工藝和原材料要求也較高,大多采用集中廠拌法。碾壓式類型是用得較普遍的瀝青混凝土混合料。即混合料需經重型機械壓實后才能成型。成型以后路面平整、密實、少塵的特點,而且這種方式鋪筑的路面具有一定的粗糙性,因而有較好的行車舒適性和外觀;另外,碾壓式路面還有較好的耐老化性、耐磨性、溫度穩定性和抗行車損壞的能力。其使用壽命一般較長,當采用石油瀝青作結合料時,大修年限常在15年以上。
二、 瀝青路面新工藝及技術
瀝青路面的用量龐大且受壓力情況較為嚴重,傳統工藝的瀝青路面已不能滿足人們對于路面的要求。在這種情況下,瀝青路面的新工藝技術也應運而生。瀝青路面的主材料之一瀝青,衍生出了改性瀝青這一材料。改性瀝青是摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑),或采取對瀝青輕度氧化加工等措施,使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善制成的瀝青結合料。現代公路和道路面臨的主要問題是交通流量和行駛頻度急劇增長,貨運車的軸重不斷增加,普遍實行分車道單向行駛,這就要求進一步提高路面抗流動性;提高柔性和彈性;提高耐磨耗能力和延長使用壽命。近來歐洲將改性瀝青應用到公路網的養護和補強,較大地推動了改性道路瀝青的普遍應用。由于改性瀝青具有以下等優點:耐高溫,抗低溫,適應性強;韌性好,抗疲勞,增大路面承載能力;抗水、油和紫外線輻射,延緩老化;性能穩定,使用壽命長,降低養護費用。因此,改性瀝青材料在未來的瀝青路面施工工中無疑將占據重要地位,我國也在逐步應用該種材料于路面施工。
2.1常見的改性瀝青原料
改性瀝青材料包括有:橡膠及熱塑性彈性體改性瀝青(天然橡膠改性瀝青、SBS改性瀝青(使用最為廣泛)、丁苯橡膠改性瀝青等);塑料與合成樹脂類改性瀝青(聚乙烯改性瀝青、乙烯-乙酸乙烯聚合物改性瀝青等);共混型高分子聚合物改性瀝青(用兩種或兩種以上聚合物同時加入到瀝青中對瀝青進行改性)。
現代常用的改性瀝青路面有膠乳改性瀝青,由此種材料施工時需要隨時檢測膠乳中的固體物含量。對現場制作的改性瀝青的質量隨時進行檢測。另外還有乳化瀝青稀漿封層施工工藝,稀漿封層施工法對于各種路面都可以產生顯著的經濟效益和社會效益。稀漿封層可以使磨損、老化、裂縫、光滑、松散等病害,迅速得到修復,起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。對于新鋪的瀝青路面,例如貫入式、表面處治、粗粒式瀝青混凝土、瀝青碎石等比較粗糙的瀝青路面,在其表面做稀漿封層處理后,可以作為保護層與磨耗層,顯著提高路面質量。在橋梁的表層上用稀漿封層處理后,可以起到罩面作用,但很少增加橋身自重。在隧道中的路面經過稀漿封層處理后,可以不影響隧道的凈空高度。因此,稀漿封層施工法在道路工程中有著廣闊的發展前景。
2.2瀝青路面的再生工藝
另外現代研究又有新成果--瀝青路面的再生工藝:①在老化的瀝青路面上噴灑軟化劑,使老化發脆的瀝青重新變軟,多用于貫入式和表面處治路面的再生;②將老化了的舊瀝青層挖出,重新軋碎,必要時加入“再生劑”使瀝青質量改進,并加入部分新的集料和瀝青,重新加工回用;該法可以就地粉碎拌和,也可以集中到工廠拌和,以廠拌熱法加工者質量較好。用這幾種舊瀝青路面材料的再生和回用的工藝技術可以做到節約瀝青、集料和能耗,減少環境污染的作用,近年來,已經引起各國筑路部門的注意和推廣使用。
2.3改性瀝青SMA路面施工質量控制
SMA是一種間斷級配瀝青混合料。具有粗集料多、礦粉多、瀝青用量多 、細集料少、添加纖維、材料要求高等特點。粗集料用量達礦料用量的75%以上,而細集料僅占礦料總量的20%以內,礦粉用到了8%~12%左右(一般為10%)。大量的粗集料形成緊密嵌擠的骨架結構,纖維、礦粉、瀝青和少量的細集料組成的馬蹄脂填充空隙,細集料很少,馬蹄脂部分剛好填充了粗集料之間的孔隙,混合料中粗集料相互之間的接觸面很多,主要交通荷載由粗集料骨架承受。這種結構組成使得SMA有很好的耐久性、抗車轍、抗裂、抗滑及較好的排水性能,尤其是抗高溫車轍和低溫裂縫以及疲勞性能尤為突出,同時還具有降低噪音,減少濺水和水霧等功能,這在一定程度上又提高了路面的能見度。SMA路面在使用上雖有很大的優勢,但在其施工工藝和控制上也提出了更高的要求和標準,要想鋪出一條高性能的SMA路面,就必須在每一個環節對其進行嚴格的質量控制。它具有很好的耐久性、抗高溫穩定性、抗低溫開裂、抗滑性及較好的排水性能,尤其是抗高溫車轍和低溫裂縫以及疲勞性能尤為突出,被廣泛的應用于高速公路和一些重載交通的抗滑表層。
2.4 SBS改性瀝青混合料路面平整度控制的技術措施
施工前首先要將瀝青混合料中面層的質量缺陷彌補好,以保證中面層清潔、無雜物、平整、無明顯局部突起或低洼處,因為下面層、中面層將為上面層的平整度打基礎,攤鋪機的撒料分布會因多占或少用而受影響。僅通過4㎝厚的上面層來彌補中面層的缺陷,質量難以保證。施工中的平整度控制應嚴格防止混合料產生離析,自卸車在裝料時要按規定的次數進行移動,規范中要求移動一次一斗料裝車。改性瀝青混合料儲倉卸料口也不宜距自卸車太高,以免粗集料離析。攤鋪機應均勻、連續、不間斷攤鋪。攤鋪機前灑落的混合料要及時清理,人工在攤鋪好的路上進行修補往往適得其反,達不到效果。碾壓速度要與攤鋪機速度相匹配。碾壓要保持合理有效的遍數,應遵循:先靜壓一遍、振動兩遍、結束前靜壓二遍的五遍原則,同時要解決好粘輪與水隔離的關系,防止過度用水造成的急驟降溫。在碾壓時,先輕碾后重碾,先壓邊,后逐步向路中心碾壓。按工藝規定的碾壓速度、遍數、重疊寬度進行初壓、復壓、終壓三個步驟,終壓用雙輪靜壓收面,最后壓平輪跡。
SBS改性瀝青路面施工是一項技術性強,涉及范圍比較廣的一個系統工程。現代 化的施工機械,高素質的人員,成熟的施工工藝是必要的質量保證手段,同時必須建立質量崗位責任制。在施工過程中,要充分調動施工人員的積極性和責任心,從原材料把關開始,對瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪、壓實等工藝上進行層層把關,這樣才能鋪筑出優良的路面工程。
三、結束語
隨著城市建設的迅猛發展,我國對城市道路路面施工技術及路面質量,環保程度都有了越來越高的要求。路面使用性能好,行駛舒適,路面使用者對路面的評價就高。因此,在已有技術的基礎上,我們應當更加努力地研究新材料組合以及新型技術,打造更加優秀的路面系統。筆者也會認真總結以往工作經驗,研究學習新方法,為以后的工作做好準備!
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