淺談瀝青碎石路面施工與控制

摘要:本文結(jié)合S308線二期改建工程的實(shí)際情況，淺談一下瀝青碎石路面施工與控制

一、工程概況

鳳利路是安徽省鳳臺(tái)與利辛兩縣的連接線，平原微丘區(qū)，二級(jí)公路線形標(biāo)準(zhǔn)，①設(shè)計(jì)荷栽:汽-20級(jí)，掛-100級(jí);②設(shè)計(jì)行車速度:80Km/h;③路基寬度16-18米。路面設(shè)計(jì)為:下面層采用5cm中粒式瀝青碎石;上面層采用2cm細(xì)粒式瀝青碎石。

鳳利路的施工單位、監(jiān)理單位在鳳利路業(yè)主的支持下，總結(jié)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)國(guó)內(nèi)一些瀝青路面的先進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行了有力的嘗試。要求所用瀝青的延度好、與集料的粘結(jié)力好、瀝青碎石要有很高的密實(shí)度、以增強(qiáng)抗疲勞性能。因考慮到設(shè)計(jì)瀝青碎石鋪筑厚度，于是中粒式選用AM-25型，且選用優(yōu)質(zhì)泰國(guó)瀝青AH-70進(jìn)口瀝青。采用當(dāng)?shù)卮笊降氖規(guī)r，因其與瀝青的粘結(jié)性比較好。在施工中控制原材料及加強(qiáng)料場(chǎng)的管理，嚴(yán)格控制瀝青碎石的生產(chǎn)過程及瀝青碎石鋪筑的施工過程控制，加強(qiáng)試驗(yàn)及檢測(cè)，嚴(yán)格監(jiān)理，使中粒式AM-25型的施工質(zhì)量得到有利的保障。然而在整個(gè)瀝青碎石鋪筑的施工中AM-10的施工顯得尤為重要，下面是AM-10配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)段施工的具體過程。

二、AM-10配合比設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用2cm瀝青碎石，可采用AM-10，對(duì)原材料要求較高，經(jīng)多方面搜集后采用當(dāng)?shù)氐氖規(guī)r，其規(guī)格S13、S15和砂，經(jīng)委托合肥公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心試驗(yàn)室各主要指標(biāo)如:表觀密度為2.571g/cm3 (>2.45) ;﹤0.075mm含量為3.5%(<1%);針片狀為37.1 %(<20%);吸水率為2.0 %(<3%).

細(xì)集料選用當(dāng)?shù)卮笊讲墒瘓?chǎng)生產(chǎn)的石灰?guī)r，其與瀝青的粘附性較好，各試驗(yàn)指標(biāo)是:S15視密度為2.570g/cm3(>2.5);砂當(dāng)量(含泥量)為 74(>60);中砂視密度為2.542g/cm3(>2.5);砂當(dāng)量(含泥量) 71(>60).

在材料的選擇中，瀝青的選用至關(guān)重要.因此，在最后選用了泰國(guó)瀝青AH-70，其試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo): 針入度25℃為64 0.1mm(60~80) ;延度25℃為>100 cm(>100 cm);軟化點(diǎn)為47℃(44~54) ;密度15℃為1.007 g/cm3

下表是各粗集料、細(xì)集料的篩分情況:

經(jīng)過各篩分結(jié)果進(jìn)行初步計(jì)算，為了便于能良好的施工，最后確定目標(biāo)配合比如下:

瓜子片:石粉:中砂

71.5 :20.5 :8

其混合料級(jí)配如下表:

通過下列篩孔(方孔篩，mm)的質(zhì)量百分率

按此目標(biāo)配合比分別對(duì)瀝青含量3.0%、4.0%、4.5%進(jìn)行試驗(yàn)，每組分別制作4個(gè)試件，制作時(shí)拌和溫度控制在150℃-165℃，擊實(shí)溫度控制在135℃-140℃，然后對(duì)每組進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，經(jīng)對(duì)4組試件馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，選定瀝青含量3.9%比較合理。

目標(biāo)配合比確定后可著手進(jìn)行生產(chǎn)配合比試驗(yàn)，根據(jù)AM-10級(jí)配要求以及瀝青碎石在拌和過程中容易調(diào)整、控制，設(shè)置4.75mm、0.6mm二道振動(dòng)篩，經(jīng)二次篩分后在熱料倉(cāng)1#、2#、3#分別取100Kg礦料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，經(jīng)多組平行試驗(yàn)后，取1#倉(cāng)、2#倉(cāng)、3#倉(cāng)各篩分結(jié)果試配，最終確定細(xì)料式瀝青碎石AM-10的生產(chǎn)配合比為1#倉(cāng)、2#倉(cāng)、3#=30:45:25。根據(jù)此生產(chǎn)配合比分別對(duì)瀝青含量3.5%、3.8%、4.1%、4.5%進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，每組制作4個(gè)試件，最后取油石比4.2%，同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)配合比驗(yàn)證，即在瀝青混凝土拌和樓進(jìn)行試伴，按油石比4.2%輸入，檢查混合料的混合級(jí)配及馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果如下表:

三、細(xì)粒式瀝青碎石AM-10試驗(yàn)段的施工

為了進(jìn)一步驗(yàn)證生產(chǎn)配合比的可行性，以及確定細(xì)粒式瀝青碎石各施工工藝的技術(shù)參數(shù)。在鳳利路進(jìn)行了全長(zhǎng)為300m的細(xì)粒式瀝青碎石試驗(yàn)段。

1、主要施工機(jī)械

間隙式瀝青混凝土拌和樓一座(60t/h)

ABG瀝青混凝土攤鋪機(jī)

YZ-10鋼輪壓路機(jī)一臺(tái)

YL-16膠輪壓路機(jī)一臺(tái)

自卸車10輛

2、瀝青混合料的溫度控制

瀝青材料采用導(dǎo)熱油加熱，加熱溫度應(yīng)在160℃-170℃范圍內(nèi)，礦料加熱溫度為170℃-180℃，瀝青與礦料的加熱溫度應(yīng)調(diào)節(jié)到能使拌和的瀝青混合料出廠溫度在150℃-165℃，不準(zhǔn)有花白料、超高溫，混合料超過200℃者應(yīng)廢棄，并應(yīng)保證運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)不低于140℃-150℃。瀝青混合料的施工溫度見下表所示。

瀝青混合料的施工(℃)

3、瀝青混合料拌和均勻性控制及混合料儲(chǔ)存、運(yùn)輸

按生產(chǎn)配合比計(jì)算每盤瀝青混合料中各集料的數(shù)量，輸入操作的計(jì)算機(jī)中，并在正式拌和之前先試拌一盤，同時(shí)讓有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行外觀檢查，經(jīng)觀察沒有出現(xiàn)油多、油少、混合料離析及粘料等，確定可以拌料，并通知試驗(yàn)人員進(jìn)行取料。由于儲(chǔ)料倉(cāng)溫度較高，混合料下落時(shí)容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，瀝青混合料在裝運(yùn)時(shí)采用移動(dòng)接料的方式。在瀝青混合料運(yùn)輸中，為保證混合料的溫度應(yīng)采用帆布進(jìn)行遮蓋。

4、瀝青混合料的攤鋪

在攤鋪混合料之前，必須對(duì)下層進(jìn)行檢查，特別應(yīng)注意下層的污染情況，不符合要求的要進(jìn)行處理，否則不準(zhǔn)鋪筑瀝青碎石。

采用一臺(tái)ABG瀝青混凝土攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，需要保證攤鋪機(jī)能連續(xù)、均勻的攤鋪。根據(jù)瀝青混合料的拌和情況，嚴(yán)格控制攤鋪速度，同時(shí)在攤鋪過程中使攤鋪機(jī)的螺旋送料器不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)保持有不少于2/3送料器葉片高度的混合料。由于采用瀝青混合料儲(chǔ)料倉(cāng)

集中儲(chǔ)料，為使生產(chǎn)效率提高可先儲(chǔ)料，后集中攤鋪。攤鋪均勻速度不宜過快，現(xiàn)場(chǎng)控制攤鋪速度在1.5m/min~2.0m/min。

施工中應(yīng)組織人員進(jìn)行松鋪厚度的測(cè)量，即對(duì)原底層選點(diǎn)進(jìn)行高程測(cè)量，攤鋪后再次測(cè)量得出松鋪厚度h1，經(jīng)壓路機(jī)壓實(shí)后再測(cè)量一次得出壓實(shí)厚度h2，則松鋪厚度系數(shù)h1/h2，對(duì)不同部位多點(diǎn)測(cè)量計(jì)算，最后確定松鋪系數(shù)K=1.2。

5、保證壓實(shí)度采取的措施

壓實(shí)度是瀝青碎石鋪筑的重要指標(biāo)，直接影響到瀝表碎石路面的使用性能。壓實(shí)分初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段。壓路機(jī)應(yīng)以均勻速度行駛，壓路機(jī)速度應(yīng)符合下表的規(guī)定;

壓路機(jī)碾壓速度(Km/h)

初壓:攤鋪之后立即進(jìn)行(高溫碾壓)，用靜態(tài)二輪壓路機(jī)完成(2遍)，初壓溫度控制在130℃-140℃。初壓應(yīng)采用輕型鋼筒式壓路機(jī)或關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓時(shí)應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)。碾壓路線及碾壓方向不應(yīng)突然改變而導(dǎo)致混合料產(chǎn)生推移，初壓后檢查平整度和路拱，必要時(shí)應(yīng)予以修整。

復(fù)壓:復(fù)壓緊接在初壓后進(jìn)行，復(fù)壓用振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)完成，先用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓2-3遍，再用輪胎壓路機(jī)碾壓2-3遍，使其達(dá)到壓實(shí)度。

終壓:終壓緊接在復(fù)壓后進(jìn)行，終壓應(yīng)采用雙輪鋼筒式壓路機(jī)或關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，消除輪跡(終了溫度>80℃)。

初壓和振動(dòng)碾壓要低速進(jìn)行，以免對(duì)熱料產(chǎn)生推移、發(fā)裂。碾壓應(yīng)盡量在攤鋪后較高溫度下進(jìn)行，一般初壓不得低于130℃。

6、提高平整度所采取的措施

在保證壓實(shí)度的的前提下，提高瀝青混合料路面的平整度，可以改善行車條件。影響平整度的因素很多，現(xiàn)場(chǎng)保持?jǐn)備仭⒛雺耗苓B續(xù)地進(jìn)行，不隨意出現(xiàn)停頓;嚴(yán)格控制碾壓速度，嚴(yán)禁在未壓實(shí)的瀝青碎石路面上調(diào)頭;自卸車在卸料時(shí)不得碰撞攤鋪機(jī)，并安排人工清掃工作面范圍內(nèi)散落的石子;對(duì)橫縫或機(jī)械故障出現(xiàn)的臨時(shí)停頓處需集中處理，并在較高溫度下處理完畢，但考慮到反復(fù)碾壓容易造成碾壓裂紋，須嚴(yán)格控制碾壓時(shí)灑水量，避免灑水量過多，瀝青混合料溫度降低過快。

四、試驗(yàn)段試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理

試驗(yàn)段施工完成后，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的整理，以總結(jié)試驗(yàn)段的試驗(yàn)成果，便于以后的瀝青碎石路面鋪筑的施工。

1、所取兩組試樣的抽提試驗(yàn)與篩分結(jié)果平均值(各稱取混合料100g)

通過下列篩孔(方孔篩，mm)質(zhì)量百分率

瀝青含量=4.1%

2、兩組馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果平均值(每組4個(gè)試件)

3、現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣6個(gè)，分別以水中法測(cè)定其密度，并量其厚度。得厚度為1.8mm-2.2mm，平均值:20.3，厚度代表值:19.5 mm ;與試驗(yàn)室理論密度進(jìn)行對(duì)比得出試件的壓實(shí)度在94%-99%之間，最小值=94.8%。

4、用三米直尺量最大間隙全部小于4 mm。后利用XLPY-F型路面平整度儀進(jìn)行了平整度檢測(cè)，測(cè)得平整度標(biāo)準(zhǔn)差δ在1.1-1.9之間。

經(jīng)過試驗(yàn)段的攤鋪之后，驗(yàn)證了生產(chǎn)配合比的可行性，特別是給瀝青碎石的施工提供了有利的數(shù)據(jù)及施工方法。