寒冷地区改性沥青路面施工技术研究及应用
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摘 要 随着国民经济的发展，公路建设项目日益增多，甘肃地区冬季温度很低，对路面施工材料和施工质量也提出了更高要求，对于甘肃地区冬季改性沥青路面的施工，需要做好原材料的选择、做好混合料的拌和、运输，摊铺、碾压、接缝处理、路面检测等，从而有效确保寒冷地区改性沥青路面的施工质量。
关键词 改性沥青路面;施工;检测
中图分类号： U416.217 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.042
1 工程概况
某公路工程位于甘肃省境内，全长34.7km，为双向6车道。本工程试验段长度为5km，起讫桩号为K564+000～K569+000。该地区冬季天气寒冷，温度较低，受环境的影响，路面容易出现裂缝等早期病害，为了提高沥青路面的质量，决定采用改性沥青路面，路面厚度为15cm，按照由下至上的顺序，路面结构形式为6cmAC-25型下面层+5cm AC-20型中面层+4cm SMA-13型上面层。
2 原材料选择
2.1 SBS改性沥青
SMA沥青路面是通过粗集料构成的一种骨架结构，在路面施工中，多选用高粘度的改性沥青材料从而增强结合料与粗集料之间的粘附性，避免产生剥离问题，或水损坏。为达到施工效率提升的目的，本文采用掺加4%SBS改性沥青材料，根据测试可知，（1）针入度标准范围为50～80（0.1mm），实测值为71（0.1mm）;（2）延度标准≥30cm，实测值为39cm;（3）软化点标准≥60℃，实测值为81℃，由此可见其三大技术指标均可满足规范要求。
2.2 集料
为控制工程施工成本，按照试验段具体情况，采用成本合适的石灰岩碎石作为粗细集料，其中粗集料的各项技术指标检测结果为：吸水率0.279%（标准≤3.0%）、毛针片状颗粒含量为14.2%（标准≤15%），细集料的技术指标检测结果为砂当量为73%（标准≥60%）、吸水率为0.2%、棱角性32.5s（标准≥30s），且采用石灰岩磨细矿粉作为填料，其塑性指数为3.3%（标准<4%）、含水量为0.1%（≤1），其各项技术指标均能满足规范要求。
2.3 木质纤维
为保证沥青混合料具有良好稳定性，需适量添加一定量的稳定剂，本工程采用木质素纤维材料，其性能指标检测结果为：纤维长度6mm、灰分含量19.3%（标准18±5）、PH值7.9（标准7.5±1.0）、含水率2.5%（<5%），可滿足技术要求。
3 寒冷地区改性沥青路面施工技术要点
3.1 拌和
拌和是形成混合料的关键步骤，拌和质量直接影响面层施工品质，为此要严格把关，严禁使用不合格的混合料。拌和过程中，要根据设计要求，合理选择搅拌设备，拌和过程中，要按照配合比设计，依次将各类材料，如SBS沥青、填料、粗细集料、木质纤维等投入设备搅拌锅内，同时要控制好SMA-13沥青混合料的温度，（1）沥青加热温度为160～165℃，（2）改性沥青出厂温度为165～170℃，（3）改性沥青加工温度最高不低于175℃，（4）集料加热温度为190～200℃，若在规定范围以外，则不得用于施工。
3.2 摊铺
摊铺时，应做好连续、均匀施工，不得任意改变行驶速度或停机。为保证供料充足，在摊铺机前，等待车辆可准备3～5辆，同时要做好2车间距控制，一般为10～20m，避免碰撞。在卸料环节运料车应在摊铺机的推动下完成卸料，随后离开。因SMA生产过程中拌和生产率有所下降，为确保摊铺连续进行，可在3～4m/min之间控制摊铺速度，甚至下降至1～2m/min。摊铺过程中，应提升夯锤的振捣频率，加之熨平板的相互影响下，达到良好的预压效果，需超过85%，从而增加平整度。
3.3 碾压
碾压施工中，要严格遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行施工。在高温环境下，摊铺施工后，需及时进行压路，碾压终了温度可控制在120℃以上。慢压是为了有效控制碾压速度，需严控在4～5km/h以内。高频与低幅是增强SMA压实度的主要方法，为此，要做好合理控制。一般碾压施工分三阶段完成，（1）初压：采用振动压路机进行2～3遍静压施工，速度控制在2.5～3km/h;（2）复压：采用胶轮压路机进行3～6遍揉搓碾压施工，速度为2.5～4km/h;（3）终压：采用振动压路机进行2遍静压施工，速度可适当降低，控制在1.5～2.5km/h，待保证压实度满足设计要求后，即可结束碾压施工。
3.4 接缝处理
作为路面平整度的一种主要影响因素，接缝处理极为重要。在施工中应尽可能降低接缝产生几率，尤其是纵向接缝。此次采取全幅摊铺施工，因此不会出现纵向接缝问题。为此，摊铺时应保证匀速、连续、缓慢施工，尽可能降低横向接缝出现几率。与普通沥青混合料相比，改性沥青SMA路面接缝处理难度更大，特别是SMA混合料冷却之后坚硬度较大，此时需避免冷接缝出现。为进一步提升路面平整度，可通过切割为垂直面的方式进行处理。需在完成改性沥青SMA路面之后，未冷却前完成切割。具体工艺为，沿路线纵向与施工段端部相近位置放置3m直尺，在端部以外的直尺需形成悬臂状，从而确定接缝处，并通过锯缝机进行切割，保证齐平。然后利用水将接缝位置清理干净，并均匀涂抹粘层油及铺筑混合料。
3.5 路面检测
（1）平整度。
于车辆舒适性而言，路面平整度是否良好对其影响较大。为此，在路面施工后，需做路面平整度检测，可采用平整度仪进行测定，本文共选5处，每处10个检测点，共50个测点。检测结果取平均值，A处的平均值为0.81mm、B处为79mm、C处为0.76mm、D处为0.84mm、E处为0.82mm，相比规范要求≤1.2mm，5处都在规范值以下，则表明此路段平整度良好。 （2）压实度。
于SMA路面耐久性、稳定性来讲压实度极为重要。同样选择上述5处进行检测，每处测点5个，检测结果取平均值。A处的平均值为98.7%、B处为98.5%、C处为98.7%、D处为98.8%、E处为98.9%，相比规范要求≥98%，上述检测均在压实度规范要求以上，表明试验段SMA路面压实度指标良好，路面压实效果好。
（3）抗滑性能。
在路面抗滑性能评价中，多通过抗滑摆值与横向力系数进行分析测定。此次选择摆式仪进行路面抗滑值测定。在路面测点上准确放置仪器，保证摆的摆动方向和行车方向相同。随后将底座上的调平螺栓转动，保证水准泡在中间位置。并做好滑动长度校核工作，然后洒水进行摆值测试。同样按照上述5处进行检测，每处测点5个，检测结果取摆值FB（BPN）平均值。A处的平均值为58.9、B处为57.5、C处为58.1、D处为59.3、E处为57.8，相比规范要求≥45，上述检测均在规范要求以上，则表明路面抗滑性能良好。
4 结束语
綜上所述，近年来，我省基础设施建设投入越来越大，尤其是公路建设工程规模日益剧增。为进一步提升路面质量，延长冬季寒冷地区路面使用寿命，必须合理选择施工材料。改性沥青材料相比普通沥青材料优势更多，因此必须提高施工技术要点，做好施工质量检测，保证其各项性能均能满足施工规范，从而最大限度提升工程质量。
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