摘要:随着公路工程建设的不断发展,沥青混凝土路面作为一种高级路面,逐渐取代了早期的水泥混凝土路面,在路面工程中得到了广泛应用。本文结合高速公路改扩建工程施工,对沥青混凝土路面施工技术,进行了探析。
关键词:公路工程;沥青混凝土;施工技术
前言:原高速公路是双向四车道,随着城市的发展,车流量不断增加, 原道路已日渐不能满足交通需求。为了解决拥堵状况,在原来四车道的基础上再扩建四车道,由双向四车道扩建为双向八车道,双侧加宽。改扩建后的高速公路采用沥青混凝土路面,面层主要结构类型为4cm SMA-13细粒式沥青砼(SBS)上面层 + 6cm AC-20C(SBS)中粒式沥青砼中面层 + 8cm AC-25C粗粒式沥青砼下面层。沥青混凝土面层在各级公路工程中应用较多,下面主要探析了沥青混凝土的施工技术。
1 施工前准备工作
1.1 材料要求
1.1.1沥青:沥青是材料选择的重点。根据气候条件及公路等级使用要求,选用基质沥青。基质沥青应符合道路石油沥青中的A级或者B级质量要求。A级沥青适用范围最广,可以在各种等级的公路、各种场合和层次中使用;B级沥青适合于二级及以下公路路面的各个层次,在一级及以上等级的公路中,用于下面层。沥青进场前要进行检测,检测是否有出厂合格证明、检验报告等。对每批次进场沥青,按规定频率进行取样和检测,检测不合格的产品,坚决不能使用。本道路为高速公路,车流量大,重载车辆多,宜选用稠度大、粘度大的沥青。
1.1.2粗集料:选用石质坚硬、洁净、干燥、不含风化颗粒、表面粗糙的碎石,不能使用筛选砾石和矿渣。石料压碎值不大于28%,针片状颗粒含量不大于18%,其他各项指标亦符合要求。
1.1.3细集料:可采用天然砂、机制砂、石屑。天然砂可选用河砂或海砂,通常为中粗砂,机制砂、石屑应选用优质石料生产。细集料应干燥、洁净、无杂质、无风化并有适当的颗粒级配,符合细集料质量技术要求、规格要求。
1.1.4 填料:可用矿粉做填料,生产矿粉的原料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石,经过磨细生成。原石料应干净、没有杂质,生成的矿粉应洁净、干燥,能自由流出矿粉仓。
1.2 配合比设计
沥青混凝土配合比设计分目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。生产配合比确定后,要严格按照配比生产。
采用马歇尔试验配合比设计方法进行设计,结合相关技术指标,通过密度、空隙率和几种沥青用量的试验结果,依次确定三阶段配合比;试配完成的混合料需进行车辙试验、马歇尔试验、冻融劈裂试验和弯曲试验等,各项指标均需符合相关要求。只有验证合格的生产配合比,才能用于生产沥青混凝土,并通过试验段来验证生产配合比的可行性。
1.3 下承层准备
沥青混凝土施工前,要先对下承层进行验收,验收指标包括下承层的宽度、高程、中线偏位、平整度、横坡度和压实度等。施工前,安排专人清扫下承层,清除下承层的杂物、灰尘、污渍等。清扫后,再用吹风机把表面灰尘彻底吹干净。对于污渍严重处,水车配合水枪冲洗,务必冲洗干净。因下承层是粗粒式沥青稳定碎石,完成下承层清洁后,还需撒布粘层沥青,以利于下承层和沥青混凝土面层间的结合。
2沥青混凝土施工
2.1 沥青混凝土拌和
拌和高质量的沥青混凝土是整个面层施工的关键,像材料选择、配合比设计等都是在为拌和混凝土做准备,所以一定要控制好这一程序。
采用间歇式沥青拌和楼拌制沥青混凝土,拌合楼具有密封性能和除尘设备,能检测拌和温度。拌和前先对拌和设备及配套设备进行检查,遇到机械问题要及时修理,使各类设备时刻处于一种完好状态。使用前和使用过程中应定期对计量装置进行标定校准,保证混合料中沥青用量及集料的允许偏差符合要求。对操作人员进行技术、安全培训,并进行交底,使其能熟练掌握操作规程和具有基本的维修技能。
根据试验段试验结果确定拌合楼的拌和参数,每盘的生产周期不小于45s,其中干拌时间不小于5~10s。
拌和中要严格控制各种材料及混合料温度,根据沥青标号的不同选择不同的拌和温度。沥青加热温度范围通常在145~170℃,采用间歇式拌和机的集料加热温度比沥青高10~30℃,混凝土的出料温度范围在140~165℃。对于温度不合格的混合料,必须废弃。
质检人员在拌合站驻点,全程参与质量控制。首先对原材料检测,保证进场的各种材料合格;对原料和混合料的温度进行检测,保证温度符合要求;对拌和后的混合料进行试验检测,如马歇尔试验及抽提试验等,以保证混合料的各项指标符合要求;同时关注沥青混合料的外观情况,观察有无出现拌和不均、粗细分离、表面花白、结块等现象发生,出现这些情况时,该混合料不得使用。
要及时掌握各项指标的变化情况,进行质量的动态控制,确保混合料的拌和质量。
2.2 沥青混凝土运输
经综合考虑拌合站的产量、运距等,采用大吨位自卸车运输沥青混凝土,自卸车有密封装置,防止运输过程洒落沥青料。每天下班后、运输前要检查车辆的完好情况,保证车辆保养到位,通行顺畅,防止运输过程抛锚耽误时间,导致沥青混凝土温度下降过快,影响质量或出现废料。
装料前要将车辆清洗干净,车厢内、外,车轮都要清洗。清理干净后在车厢板上涂一层隔离剂,防止沥青混合料粘连在车厢上,隔离剂不得含有对沥青有溶解作用的柴油等有机溶剂,以防止影响混凝土质量。装料前观察车厢内隔离剂有无余液积存,否则要清除。
自卸车按顺序进入沥青砼拌和楼出料口下。拌和机储料仓卸料时,分前、后、中三次卸料,以减少粗集料的离析现象。运送中沥青混合料要采用两层帆布夹棉覆盖,防降温、防污染。运至摊铺点后要检查拌和料质量,测量温度。
2.3沥青混凝土摊铺
沥青混凝土下面层,可以采用钢丝引线的高程控制方式。摊铺前测放好道路中位线、边线,每隔10米设置定位桩,曲线处加密为5米一段设置。测量下承层高程,测量定位桩顶高程,计算铺筑的松铺厚度,在定位桩上标记铺筑高度。根据标记位置设置摊铺机的高程基准线,基准线用直径3mm的扭绕钢丝,拉力大于800N,并有专人控制。摊铺机上安装横坡仪控制摊铺层横坡。中面层和上面层摊铺则采用非接触式平衡梁自动找平装置保证平整度。
使用两台摊铺机摊铺,摊铺机应具有自动调节摊铺厚度和找平装置,以及可加热的自动熨平板,在摊铺前0.5~1小时将熨平板加热至不低于100℃。摊铺时采取梯队作业方式,前台摊铺机距后台10~20米距离。摊铺时内侧摊铺机先行,外侧摊铺机紧随其后,搭接宽度为3-6cm,并避开车道轮迹带。摊铺中前后摊铺机要步调一致,协调进行。摊铺速度应根据沥青混合料拌和机的产量、面层厚度、机械配置情况加以确定,尽量减少停机。
用摊铺机摊铺的混合料,未压实前,施工人员不得踩踏,也不宜用人工反复修整。当出现局部离析等特殊状况需由人工做局部找补或更换混合料时,须在现场技术人员指导下进行,特别严重的缺陷应整层铲除,并分析产生原因,找出解决办法。
2.4 沥青混凝土碾压
碾压是沥青混凝土施工中重要的一道工序,碾压质量的好坏,直接关系面层质量的好坏,所以必须重视。选用合适的压实配套机械、安排操作熟练、技术过硬的驾驶人员;安排专门的管理人员,负责道路的碾压工作,管理人员根据沥青混凝土的碾压温度要求,合理安排施工段落,进行碾压控制。
压路机选用2-3台双轮双振压路机,2-3台重量不小于16T的胶轮压路机,且压路机总数量不少于5台。遇到特殊情况,如低温、大风等,增加压实机械数量。
碾压分为初压、复压和终压三个阶段。混凝土摊铺后,应先用双轮双振压路机尽快在高温下碾压,以达到最佳压实效果。初压时用双轮双振压路机碾压1~2遍,混合料温度控制在120℃以上,碾压中不得产生推移、开裂现象。碾压从低侧开始,向高侧碾压,并有一定的重叠宽度。碾压中遵循紧跟慢压、高频低幅的原则,压路机倒车换挡要轻而平顺。
初压后及时进行复压。复压时采用双轮双振压路机和胶轮压路机先后碾压,碾压遍数根据先前的试验数据和现场检测的压实度确定,一般需综合碾压4~6遍。碾压过程中,保证碾压温度在规定范围内。复压结束时要做到表面无明显轮迹。
终压紧接在复压后进行,选用双钢轮式压路机,碾压不少于两遍。终压后达到路面无轮迹,碾压后的表面温度符合相关规定。对于边角等压实不到位的地方,可用小型振动压路机碾压。
2.5接缝处理
为了保证路面的平整度、行车的舒适度,要处理好接缝问题。接缝主要有横向接缝和纵向接缝,接缝的质量控制可说是面层施工中的一个薄弱点。
横向接缝采用垂直的平接缝。铺筑下段沥青混凝土前,处理完毕。采用3m直尺,测量已铺筑段尾端的平整度,不符合要求的部分,垂直于道路中线全部切除。清扫干净后涂抹粘层沥青,然后铺筑下段沥青混凝土。
纵向接缝在梯队作业时采用热接缝。前台摊铺机摊铺后留20~30厘米暂不碾压,作为后台摊铺机的高程基准面,在后台摊铺机摊铺后跨缝碾压,使之形成整体路面。
对于多层路面的横向接缝,上下层应错位1m以上,纵向接缝热接时错开15厘米以上,冷接时错开30-40厘米。
3 结束语
公路工程施工中,沥青混凝土面层作为道路结构层的最上面一层,直接影响行人的视觉观感和行车舒适度,所以必须按设计、规范要求,严格执行标准,精心组织施工、保证工程质量、建设优良工程,才能带给行人舒适的感受。
参考文献
(1)《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2017)
(2)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011