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摘要:对改性沥青混凝土路面施工过程中,原材料的质量控制、混合料的拌制、运输、摊铺等过程进行了介绍,并对最终形成沥青混凝土路面质量关键的碾压工艺进行了详细的阐述,提出关键环节控制好,才能保证路面质量。
关键词:改性沥青路面;施工工艺;质量控制
目前我国已建成的高等级公路中有90%以上采用了沥青路面,我国发达地区低等级公路、乡村道路,也采用了沥青路面,比例、应用范围也逐渐扩大。而且很多已建成的路面,采用罩面也变成了沥青路面,可喜的是有的地区,已经实现了公路全部黑色化,充分说明沥青路面的优越性。但不容忽视的是,已铺筑的许多沥青路面,出现了严重的早期破坏,通车不到几年的时间就出现了开裂、剥落、泛油、壅包、车辙、松散、坑洞、龟裂等早期破坏现象,严重影响了行车的舒适性和行车安全,虽然有很多其他方面的原因,但是沥青路面施工控制不严格,关键环节控制不得力也是造成路面早期破坏的重要原因之一。
一、慨况
沥青混凝土路面施工是公路工程施工中的一道关键工序,文章从施工的工作实践出发,分析了该类路面施工中前场和后场的工艺控制及质量管理的各个环节,对现场施工具有一定的指导作用。随着社会经济的发展,大交通量、渠化交通已经成为现代交通的特点和发展趋势。路面的行车安全、舒适、使用寿命长已经成为越来越多高速建设者研究的目标。为了提高公路的使用年限,预防路面早期破坏,表面层施工引入了改性沥青工艺,以迎合交通量的迅速增长、车量大型化和严重超载问题的严峻考验。目前在我国广泛推广的改性沥青主要是掺加SBS改性剂,改性后沥青在物理性能方面得到提高,主要表现在软化点、针入度、脆点、延度等方面都得到改善。本文作者全程参与广东省云湛高速公路LM5标SBS改性乳化沥青路面的施工,云湛LM5标起讫桩号K154+750.43-K189+000,全长34.250km。项目采用双向四车道高速公路标准,设计速度120km/h,其中沥青路面结构形式为:GAC-16中粒式改性沥青上面层、GAC-20中粒式改性沥青中面层、GAC-25粗粒式沥青下面层,该项目施工过程中针对SBS改性乳化沥青路面的施工工艺及质量控制措施的进行系列总结分析如下。
二、施工工艺
1.SBS改性沥青混合料的拌和。(1)集料和沥青应按生产配合比确定的比例用量输送进拌和机,矿粉按比例加入拌合机。在沥青混合料生产中,采用天然气加热设备由导热油加热沥青,采用天然气燃烧法加热骨料。沥青加热温度为160~170℃,集料加热温度在190~220℃,混合料加热温度170~180℃,沥青混合料废弃温度为高于195℃。(2)沥青混合料拌和应调整沥青、矿料添加的延迟时间,通过试拌确定延迟时间确保沥青先于集料接触,添加沥青中途才开始添加矿粉,使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料。以混合料中无花白石子、无沥青团块,乌黑发亮为宜。间歇式拌和楼每盘的生产周期改性沥青混合料48S(其中干拌时间6s)。(3)沥青混合料的配合比控制。拌好的沥青混合料应进行跟踪质量抽检,检查矿料级配、油石比等指标,发现问题及时查找原因并纠正。矿料级配应在生产配合比目标值的容许偏差范围内,并不得超出规定级配的范围。(4)拌和过程中逐盘采集并打印各个传感器测定的材料用量和沥青混合料拌和量、拌和温度等各种参数。每个台班结束时打印出一个台班的统计量,进行沥青混合料生产质量及铺筑厚度的总量检验。总量检验的数据有异常波动时,立即查找原因并整改后生产。(5)混合料出场检测。在自卸车侧面中部设专用测温孔,孔口距车箱底面约300mm,采用数字显示插入式温度计和水银温度计检测沥青混合料的出厂温度,插入深度要大于150mm。沥青混合料出厂温度控制在170~185℃。逐车检查混合料的均匀性,如果出现混合料发黑成团(油多)、发干离析(油少)、表面呈焦褐色(过火)和颜色不均匀、有花白石子等必须废弃。
2.沥青混合料运输(1)采用n台运输车辆,满足拌和设备及摊铺机连续作业需要。为防混合料粘在车厢厢板上,采取涂刷薄层防粘剂(稀释后的植物油),但不得有余液积聚在车厢底部。(2)每辆自卸车均备有大小适宜的覆盖篷布,运输时覆盖在车顶及车厢两侧,并覆盖密实,切实起到保温、防雨、防污染的作用,杜绝因篷布覆盖“露头露尾”导致的局部严重温度失衡,造成温度离析。(3)在运输车装料时,采用前、后、中顺序3次装料法,减少在装料过程中混合料发生粗、细集料的离析。
(4)驾驶员均持证并进行安全技术交底后上岗,施工间隙要加强车辆检修、保养,避免在运料途中出现故障,导致混合料废弃和出现交通事故。在运输过程中,要求尽量匀速行驶,车速控制在20km/h,不得超速行使,不得急刹车、不得急弯急调头。
运输车辆数量;混合料运输车数量应根据拌和产量、运距、摊铺能力按下式综合确定:
n≥W*(t1+t2+t3+t4)/T+a式中:
n-运输车量数(台)
W-拌和站每小时产量(t/h)(产量按300t/h计算)
t1-运输车从拌和站至现场所需时间(h)
t2-从现场返回至拌和站所需时间(h)
t3-现场摊铺及等待时间(h)
t4-拌和站装车时间(h)
T-车装料数量(t)(以装约45t为准)
a-备用车数量(2台)
3.SBS改性沥青混合料的摊铺。(1)处理下承层,下承层的清扫、修补、处理是一项极其重要的工作,必须予以重视。该项工作应在摊铺前1天完成,并验收确认。具体要求如下:①彻底清扫、冲洗下承层的污染物,砂浆和其它浮渣应用钢刷擦清。②下承层的坑槽、松散和其它病害应按规定用沥青混合料修补。③对下承层的标高、横坡、平整度要进行检测,对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。(2)洒布粘层油。在摊铺沥青混合料前,应对下承层、横缝接口、与新铺沥青混合料接触的路缘石、桥面护栏底部、纵向积水沟(井)等的侧面,均喷洒一层粘层油,施工前对新泽西护栏、水沟盖板和路缘石进行贴薄膜进行“零污染”保护。其质量控制要点如下:①粘层油质量应满足规范要求;②粘层油用量控制在0.4~0.6kg/m2之间,且应洒布均匀,局部少洒或多洒的地段应用人工补洒或予以刮除;③路面有脏物尘土时应清除干净。当有沾粘的土块时,应用水刷净,待表面干燥后浇洒;④当路面潮湿时,不得浇洒粘层沥青;⑤粘层沥青应保证在摊铺前乳化沥青破乳,水分蒸发完后且确保其不受污染。(3)摊铺。①本项目采用全断面摊铺机摊铺,摊铺前根据松铺厚度垫好垫木(或钢板),调整好摊铺机仰角,并对摊铺机预热,摊铺机开工前应提前0.5-1h预热熨平板不低于100℃,调整螺旋位置,保持螺旋距地面12cm为宜,螺旋与边部挡板距离小于30cm。摊铺温度宜控制在165℃~180℃之间,不得低于160℃。②每次摊铺前,摊铺机应调整到最佳状态,调试好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开关、链板送料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度,使熨板的档料板前后混合料在全宽范围内均匀分布,避免摊铺出现离析现象,并随时分析、调整粗细集料是否均匀,检测松铺厚度是否符合规定,以便随时进行上述各项调整。③上面层摊铺厚度和平整度由平衡梁控制,不得采用钢丝引导的高程控制方式,应密切注意平衡梁的粘料情况,发现粘料时及时清除,防止产生拉痕。摊铺机行走前,应严格按松铺标高用木板将熨平板垫好,确保起始摊铺厚度满足要求。④连续稳定的摊铺,是提高路面平整度的最主要措施,摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度按2~3m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀不间断摊铺,不应以快速摊铺几分钟,然后再停下来等下一车料,午饭应分批轮换进行,切忌停铺用餐,做到每天收工停机一次。⑤摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。一般不得用人工整修,只有在特殊情况下,需在现场技术人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷严重时予以铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。⑥摊铺过程中应随时检测调整松铺厚度,确保松铺厚度偏差在0~3mm以内。目测混合料的质量(包括拌和质量和配合比情况),发现问题及时报告技术负责人予以处理。
2.SBS改性沥青混合料的压实。(1)本项目采用“三钢三胶”压路机组合碾压。SBS改性沥青混合料的压实是保证沥青上面层质量的重要原则,在保持碾压温度并在不出现推移的前题下尽可能早压,碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。(2)碾压温度、速度和遍数等应严格按下表执行。
(3)碾压必须均衡、连续进行,防止温度变化导致压实度变化,影响压实度和平整度。碾压应从路边缘向内30~40cm处开始,以防止沥青混合料挤出,同时允许外侧边缘沥青冷却产生稳定的剪切区,以利于压实。(4)采用振动压路机压实改性沥青混合料路面时,压路机轮迹重叠宽度不应超过20cm;当采用静载压路机,压路机轮迹应重叠1/3~1/2的碾压宽度。(5)改性沥青混合料碾压时,应有专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数,使铺筑面在较短时间内达到规定的压实度。(6)在碾压中,应先起步后振动,先停振后停机,换向缓慢平稳,为避免碾压时混合料摊挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机;碾压路线及方向不应突然改变;压路机折返应呈阶梯形,不应在同一断面上,初压时不得使用轮胎压路机。
3.SBS改性沥青混合料的路面接缝。摊铺机在端部前1m处将熨平板稍稍抬起驶离现场,由人工将端部混合料铲后再予以碾压,然后用3m直尺检查平整度,并当时就将坡下部分用切割机切掉并清除,切缝必须平直,将缝边的污染物擦干净并涂刷粘层沥青。第二天摊铺机起动前,熨平板要进行预热,将熨平板全部落在前铺的面层上,下垫木板,其厚度为松铺厚度与压实厚度之差,熨平板前端与切缝边对齐,在螺旋布料器下布满混合料后,摊铺机慢慢起步,摊铺成松铺厚度的沥青混合料摊铺层,用钢轮压路机从前铺的面层上横向碾压,每次向新铺层推进10~15cm,直至将新铺层碾压密实,再进行纵向正常碾压,用3m直尺检查接缝的纵向平整度是否符合要求,否则应立即铲除重做,直至合格。横向接缝应离桥梁伸缩缝20cm以外,不允许设在伸缩缝处,以确保伸缩缝两边路面表面的平顺。
三、影响路面质量形成的主要因素
原材料是沥青路面质量的第一关,原材料的好坏将直接影响沥青路面的质量。所以把好原材料质量关,是控制好工程质量的第一环,也是最重要的环节之一。控制设备的好坏,将直接影响成品混合料的质量,下料是否准确是保证是否能按配合比设计施工的保证。拌和楼计量系统必须定期标定,温度是否可控,不仅受设备材料的影响,与操作人员的责任心、操作水平也有很大的关系。路面质量的形成是个系统工程,从原材料的选用、存放、上料、拌和、放料、运输、卸料、摊铺、碾压,直到形成路面,每个人每个环节出现问题,都将影响沥青路面的质量。
我相信控制好沥青路面的质量,做出优良的沥青路面并不难,关键在于管理,从上到下牢固树立质量第一的意识,人人懂质量、抓质量。做好以上控制点,我相信沥青路面的质量就有了保证,高质量的沥青路面,不仅可以减少维护的费用、防止早期病害,还可以延长沥青路面的使用寿命,提高投资效益。
参考文献:
[1]昊意芳.公路沥青路面施工技术规范.2014
[2]毛毅涛.公路沥青路面设计规范.2014
[3]唐倩倩.公路沥青及沥青混合料试验规程.2014