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摘要:随着我国道桥交通的迅猛发展,大型化车辆、重载、超载车辆越来越多,因此对路面的要求也越来越高。今年兴起的SBS改性沥青在高等级路面、桥梁和城市干道等的应用,显著提高了道桥路面的使用性能,延长路面的使用寿命,并且可以降低养护费用。本文基于实例,简单探讨了SBS改性沥青混凝土的施工这一施工技术。
关键词:SBS改性沥青;施工技术应用;道路桥梁工程
1 引言
SBS改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,形成SBS共混材料,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
2 关于SBS沥青的特点及施工应用
2.1 特性简述
SBS沥青在温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力,有较好的抗车辙能力,并且弹性和韧性好;可以提高路面的抗疲劳能力,特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力,可减少路面的永久变形;同时这种施工材料的粘结能力特别强,能明显改善路面遇水后的抗拉能力,并极大地改善了沥青的水稳定性;总之改施工技术可以极大地提高路面的抗滑能力,增强了路面的承载能力,减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象和因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏。
2.2 工程应用现状
SBS沥青作为一种改性沥青胶结料,早在20世纪90年代就已出现,由于SBS是一种热塑性橡胶共聚物,使用量大,费用较高,由于受经济条件限制,所以在国内一直没有大面积推广。在2002年由华东石油大学研究所研制成功SBS沥青改性剂,与东营市公路局材料处合作生产SBS改性沥青混合料,并在东营市南二路进行施工试验。近年来随着其施工优势的不断显现,逐渐为人们所接受,所以在道桥施工中也应用的越来越多。
2.3 关于SBS沥青的施工分析
SBS沥青与AH-70基质沥青相比,其粘度和软化点显著增加,并且在运输储存和路面面层施工上有一些与基质沥青不同的要求,因此正确使用才能达到预期效果。比如说SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持大于160℃以上,运到混合料拌合场的温度不应小于140℃,运输车辆须在24小时内运到指定地点,并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。结合做的工程经验,简单说明一下SBS沥青的施工基本要求。
(1)拌合场储存及泵送的技术要求
SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右,沥青热拌厂不应过多地储存SBS沥青,做到随进随用,用的时候多存,不用时就少存或者不存,特别注意的是存贮不宜超过24h。
(2)拌合、运输的技术要求
拌和必须均匀,只有SBS沥青改性剂完全分散在沥青中,才能充分发挥其效能,对于密级配(AC-13I)混合料,应做到拌合后的混合料均匀一致,无细料和粗料分离及花白、结成团块的现象。由于SBS改性沥青混合料的施工温度要求较高,建议拌合温度控制在160℃,运输车必须加盖篷布或其它保温材料,防止结合料表面结硬。
(4)摊铺的技术要求
由于SBS沥青粘度较大,粘附力强,用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构,胶轮易粘附混合料细颗粒,影响平整度,所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。改性沥青SBS混合料在高温状态下主要是靠粗集料的嵌挤作用,可适当提高夯锤振捣频率,确保路面的最终平整度。
(5)碾压的技术要求
对于密级配型混合料,其适宜的碾压温度范围是130℃-150℃,其最终碾压温度不低于110℃。SBS沥青施工时压路机必须紧跟摊铺机的后面,而且只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果,压实速度控制在4-5km/h。碾压速度均衡,倒退时关闭振动,方向要逐渐地改变,不许拧着弯行走,对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压,消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺沥青混合料上转向、调头、左右移动位置。
3 桥面防水粘结层的SBS施工分析
3.1 关于桥面的防水粘结层
防水层为桥面板提供了一个防止湿气的无渗透性屏障,粘结层将铺装层与桥面板粘结成一个整体,充分发挥铺装层与桥面板的复合作用,改善桥面板与铺装层的受力情况,可以防止钢筋腐蚀、避免铺装层发生早期损害尤其是剪切破坏的关键。随着交通量和重型车辆的增加,汽车重载超载情况下破坏更为严重,在桥面铺装时,摊铺机、运料车就有可能将防水层粘走,从而防水层起不到应有的效果,水从面层渗入使得其抗水平剪切能力更弱,而且粘结性能更差以致失去整体性。
3.2 SBS改性沥青作为桥面防水粘结层的作用,
首先其可以防止水分下渗接触桥面板,腐蚀钢筋,威胁主梁安全,将沥青混凝土铺装层与桥面板粘结成一个整体;其次可以充分发挥铺装层与桥面板的复合作用,改善桥面板与铺装层的受力情况,用作应变吸收层;同时当桥面板在温度变化或行车荷载作用下发生水平向变形时,由SBS改性沥青的特性其可以吸收铺装层和桥面板之间部分相对位移,从而减小铺状层内的应力。
3.3 工程概况
某高速公路全线为6车道的高速公路,建设里程62.108km,计算行车速度120km/h,双向6车道,路基宽度35.5m,标准公路-Ⅰ级设计荷载。桥面系结构为:4cmSMA-13(上层铺装)+6cmSUP-20(下层铺装)+桥面防水粘结层。桥面防水粘结層(如图2所示)由一层SBS改性热沥青与一层单粒径碎石组成,考虑到乳化沥青可能对渗透面板孔隙与抑制热沥青气泡有所功效,所以多方考虑在本工程的防水粘结层中试做乳化沥青。
3.4 SBS改性沥青防水粘结层施工方法
(1)桥面基面处理
在进行SBS改性沥青路面施工之前,要对表面浮浆较厚、较多处采用人工凿除,并将浮浆块清理干净。基面浮浆处理完成后,重点进行桥面基面的清扫工作,表面清扫干净后再用森林灭火器成斜线梯次将浮灰吹净,对局部污染严重的用洒水车冲洗,对局部存在油污的地方人工刷洗。
(2)分三段确定不同的施工方案进行比较
由于有两段的两种方案现场施工中都存在粘轮、粘结层被破坏现象,限于篇幅不对每一种方案进行详细阐述,根据实验的对比结果最终确定的方案是:提前一天喷洒乳化沥青,第二天喷洒热沥青,按8kg/m2洒布9.5~13.2mm碎石,最后胶轮碾压2遍。
3.5 效果分析
对施工好的SBS沥青路面进行了现场渗水试验测试,结果为不渗水。同时在对现场进行的粘结情况检查来看,粘结层与桥面板粘结十分的牢固,而且没有脱皮现象,很好地满足了桥面防水粘结层的施工要求。
4 结语
相关试验资料及实际工程建成后的应用都表明SBS改性沥青高、低温性能都比较理想、储藏稳定性好、不发生离析现象,其高温稳定性和低温抗裂性均能满足道桥路面的使用要求。并且SBS改性沥青混合料的各个环节的施工工艺,对道桥沥青路面使用改性沥青混合料具有重要的指导作用。不过广大工程设计和施工人员也应当注意,SBS改性沥青路面固然有其优越性,但其特殊的施工工艺要求如果组织不当,施工后也不一定可以达到预期目的。
参考文献
[1]沈金安主编.改性沥青及改性沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001
[2]姚利郎.改性沥青混凝土路面施工工艺控制[J].山西交通科技,2006
[3]许涛,黄晓明.高剂量SBS改性沥青桥面防水粘结层施工[J].施工技术,2006
[4]JTGF40—2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004
关键词:SBS改性沥青;施工技术应用;道路桥梁工程
1 引言
SBS改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,形成SBS共混材料,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
2 关于SBS沥青的特点及施工应用
2.1 特性简述
SBS沥青在温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力,有较好的抗车辙能力,并且弹性和韧性好;可以提高路面的抗疲劳能力,特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力,可减少路面的永久变形;同时这种施工材料的粘结能力特别强,能明显改善路面遇水后的抗拉能力,并极大地改善了沥青的水稳定性;总之改施工技术可以极大地提高路面的抗滑能力,增强了路面的承载能力,减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象和因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏。
2.2 工程应用现状
SBS沥青作为一种改性沥青胶结料,早在20世纪90年代就已出现,由于SBS是一种热塑性橡胶共聚物,使用量大,费用较高,由于受经济条件限制,所以在国内一直没有大面积推广。在2002年由华东石油大学研究所研制成功SBS沥青改性剂,与东营市公路局材料处合作生产SBS改性沥青混合料,并在东营市南二路进行施工试验。近年来随着其施工优势的不断显现,逐渐为人们所接受,所以在道桥施工中也应用的越来越多。
2.3 关于SBS沥青的施工分析
SBS沥青与AH-70基质沥青相比,其粘度和软化点显著增加,并且在运输储存和路面面层施工上有一些与基质沥青不同的要求,因此正确使用才能达到预期效果。比如说SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持大于160℃以上,运到混合料拌合场的温度不应小于140℃,运输车辆须在24小时内运到指定地点,并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。结合做的工程经验,简单说明一下SBS沥青的施工基本要求。
(1)拌合场储存及泵送的技术要求
SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右,沥青热拌厂不应过多地储存SBS沥青,做到随进随用,用的时候多存,不用时就少存或者不存,特别注意的是存贮不宜超过24h。
(2)拌合、运输的技术要求
拌和必须均匀,只有SBS沥青改性剂完全分散在沥青中,才能充分发挥其效能,对于密级配(AC-13I)混合料,应做到拌合后的混合料均匀一致,无细料和粗料分离及花白、结成团块的现象。由于SBS改性沥青混合料的施工温度要求较高,建议拌合温度控制在160℃,运输车必须加盖篷布或其它保温材料,防止结合料表面结硬。
(4)摊铺的技术要求
由于SBS沥青粘度较大,粘附力强,用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构,胶轮易粘附混合料细颗粒,影响平整度,所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。改性沥青SBS混合料在高温状态下主要是靠粗集料的嵌挤作用,可适当提高夯锤振捣频率,确保路面的最终平整度。
(5)碾压的技术要求
对于密级配型混合料,其适宜的碾压温度范围是130℃-150℃,其最终碾压温度不低于110℃。SBS沥青施工时压路机必须紧跟摊铺机的后面,而且只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果,压实速度控制在4-5km/h。碾压速度均衡,倒退时关闭振动,方向要逐渐地改变,不许拧着弯行走,对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压,消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺沥青混合料上转向、调头、左右移动位置。
3 桥面防水粘结层的SBS施工分析
3.1 关于桥面的防水粘结层
防水层为桥面板提供了一个防止湿气的无渗透性屏障,粘结层将铺装层与桥面板粘结成一个整体,充分发挥铺装层与桥面板的复合作用,改善桥面板与铺装层的受力情况,可以防止钢筋腐蚀、避免铺装层发生早期损害尤其是剪切破坏的关键。随着交通量和重型车辆的增加,汽车重载超载情况下破坏更为严重,在桥面铺装时,摊铺机、运料车就有可能将防水层粘走,从而防水层起不到应有的效果,水从面层渗入使得其抗水平剪切能力更弱,而且粘结性能更差以致失去整体性。
3.2 SBS改性沥青作为桥面防水粘结层的作用,
首先其可以防止水分下渗接触桥面板,腐蚀钢筋,威胁主梁安全,将沥青混凝土铺装层与桥面板粘结成一个整体;其次可以充分发挥铺装层与桥面板的复合作用,改善桥面板与铺装层的受力情况,用作应变吸收层;同时当桥面板在温度变化或行车荷载作用下发生水平向变形时,由SBS改性沥青的特性其可以吸收铺装层和桥面板之间部分相对位移,从而减小铺状层内的应力。
3.3 工程概况
某高速公路全线为6车道的高速公路,建设里程62.108km,计算行车速度120km/h,双向6车道,路基宽度35.5m,标准公路-Ⅰ级设计荷载。桥面系结构为:4cmSMA-13(上层铺装)+6cmSUP-20(下层铺装)+桥面防水粘结层。桥面防水粘结層(如图2所示)由一层SBS改性热沥青与一层单粒径碎石组成,考虑到乳化沥青可能对渗透面板孔隙与抑制热沥青气泡有所功效,所以多方考虑在本工程的防水粘结层中试做乳化沥青。
3.4 SBS改性沥青防水粘结层施工方法
(1)桥面基面处理
在进行SBS改性沥青路面施工之前,要对表面浮浆较厚、较多处采用人工凿除,并将浮浆块清理干净。基面浮浆处理完成后,重点进行桥面基面的清扫工作,表面清扫干净后再用森林灭火器成斜线梯次将浮灰吹净,对局部污染严重的用洒水车冲洗,对局部存在油污的地方人工刷洗。
(2)分三段确定不同的施工方案进行比较
由于有两段的两种方案现场施工中都存在粘轮、粘结层被破坏现象,限于篇幅不对每一种方案进行详细阐述,根据实验的对比结果最终确定的方案是:提前一天喷洒乳化沥青,第二天喷洒热沥青,按8kg/m2洒布9.5~13.2mm碎石,最后胶轮碾压2遍。
3.5 效果分析
对施工好的SBS沥青路面进行了现场渗水试验测试,结果为不渗水。同时在对现场进行的粘结情况检查来看,粘结层与桥面板粘结十分的牢固,而且没有脱皮现象,很好地满足了桥面防水粘结层的施工要求。
4 结语
相关试验资料及实际工程建成后的应用都表明SBS改性沥青高、低温性能都比较理想、储藏稳定性好、不发生离析现象,其高温稳定性和低温抗裂性均能满足道桥路面的使用要求。并且SBS改性沥青混合料的各个环节的施工工艺,对道桥沥青路面使用改性沥青混合料具有重要的指导作用。不过广大工程设计和施工人员也应当注意,SBS改性沥青路面固然有其优越性,但其特殊的施工工艺要求如果组织不当,施工后也不一定可以达到预期目的。
参考文献
[1]沈金安主编.改性沥青及改性沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001
[2]姚利郎.改性沥青混凝土路面施工工艺控制[J].山西交通科技,2006
[3]许涛,黄晓明.高剂量SBS改性沥青桥面防水粘结层施工[J].施工技术,2006
[4]JTGF40—2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004