公路瀝青混凝土路面的施工監理控制

豆仁國

(安徽省交通勘察設計院,安徽合肥 230011)

·公路工程·

公路瀝青混凝土路面的施工監理控制

豆仁國

(安徽省交通勘察設計院,安徽合肥 230011)

針對瀝青混凝土路面施工中的關鍵環節,有關的技術指標及質量標準和相關的施工管理等環節、著重就其施工監理控制進行了探討和歸納。

公路工程;瀝青混凝土路面;施工質量監控

0 引言

瀝青混凝土路面[1]是目前國內高速公路面層普遍采用的結構形式,一般分為下面層、中面層、抗滑層。筆者參加了高速公路路面新建和技改工程項目施工和監理,認為路面面層施工的全過程,有必要在技術管理和實施監理方面不斷地具體化,使之更科學、更系統。路面面層的全面質量控制,主要從材料的使用、配合比的設計和混合料的拌和、現場作業、試驗檢測及評定等幾個方面來實現。

1 材料的試驗和選定

對高速公路而言,面層材料一般包括重交通道路石油瀝青、粗集料、細集料和填料。

1.1 瀝青

石油瀝青根據設計提供的標號,選用各項指標穩定,符合要求的廠家的產品,或由建設部門指定。在到場的質量控制上,由工地試驗室配備足夠的試驗人員,對每一車瀝青的針入度、延度、軟化點取樣試驗。對于AH-110型瀝青,其針入度(25℃,100g,5S)的范圍在100～120(0. 0mm);延度(5cm/min,15℃)≮100cm;軟化點 41℃～51℃。AH-90型瀝青,針入度(25℃,100g,5S)介于80～100(0.1mm),延度(5cm/min,15℃)≮100cm,軟化點42℃～52℃。如達不到以上指標要求,必須退貨。取樣時,取樣提斗深入瀝青里面,并攪動,使樣品均勻。在瀝青混合料拌和場地存放時,必須對不同廠家、不同標號的瀝青分開存放,且貯存溫度嚴格控制在130℃～180℃之間,用導熱油加熱[2]。

1.2 礦料

礦料(即組成混合料的粗集料、細集料和填料)應潔凈、干燥、無風化、無雜質,且有一定的級配要求。

1.2.1 粗集料

粗集料(碎石)還應具有足夠的強度,耐磨耗性和親油排水性,具有良好的顆粒形狀,宜采用反擊式設備破碎加工。抗滑表層由于直接受車輛荷載的反復作用,其粗集料更應達到堅硬、耐磨、抗沖擊性好等指標要求。在目前的施工項目中,根據我國制定的標準,粗集料的主要技術指標如下控制:壓碎值≯28%,洛杉磯磨耗損失≯30%,視密度≮2.50t/m3,吸水率≯2.0%,對瀝青的粘附性≮4級,細長扁平狀顆粒含量≯15%,石料磨光值≮42BPN等。篩分試驗統一使用方孔篩。粗、細集料的區別以2.36mm為界。

1.2.2 細集料

細集料宜采用優質砂或機制砂,其質量技術要求為:視密度≮2.50t/m3,堅固性(＞0.3mm部分)≯12%,砂當量≮60%。篩分試驗使用標準的方孔篩。

1.2.3 填料

填料應選用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉,原石料中的泥土、水銹等雜質應除凈,要干燥,潔凈。質量技術要求應符合:視密度≮2. 50t/m3,含水量≯1%,親水系數＜1,無團粒結塊現象。現場堆放時注意覆蓋,防雨防塵。

1.2.4 礦料

試驗礦料各項指標的試驗應分批次,除常規試驗外,料場或料場巖層變化,必須做礦料試驗,包括工地試驗和監理的抽檢試驗。不同料場,不同石質,不同規格的礦料要分別堆放,如場地限制,要采用嚴格的隔離方式。到場而未做試驗的材料,要單獨就近存放,待檢驗合格后,再集中于主料場存放。抗滑表層用集料,應經水洗、風干后使用。

2 配合比的設計和混合料的拌和

2.1 配合比的設計

瀝青混凝土混合料的配合比設計[3]是保證路面工程質量的極其重要的技術內容,在選定符合要求的材料后方可進行。一般分為3個階段:目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段。

2.1.1 目標配合比設計

目標配合比是用試驗合格材料,根據級配要求的用量比例,通過做混合料的馬歇爾試驗,確定最佳瀝青用量。以目標配合比的結果,確定間歇式拌和機各冷料倉的供料比例和進料速度。

2.1.2 生產配合比設計

而生產配合比是取用拌和機2次篩分后進入熱料倉的材料篩分,確定材料比例,供拌和機操作室使用。反復調整冷料倉進料比例,使之達到理想狀態,再取最佳配合比的最佳瀝青用量及最佳瀝青用量的±0.3%,這樣3個瀝青用量做馬歇爾試驗,得到生產配合比的最佳瀝青用量。根據生產配合比,試拌試鋪路面試驗段。

2.1.3 生產配合比驗證

生產配合比驗證是試驗段實現的,用試驗段使用的混合料及取芯樣品做試驗,由結果確定標準配合比,作為生產上控制的依據和質檢的標準。

2.2 混合料的拌和

混合料的拌和,對于高速公路和目前石料生產規模小,不統一,不均勻的現狀,要求使用間歇式拌和機,經過烘干和二次篩分以后拌和成混合料。控制好冷料倉上料,烘干時間,出料方式等因素,上料時避免將料堆底面的雜質鏟起。材料的加熱溫度由控制室控制,AH-110型瀝青在140℃～160℃之間,AH-90型在150℃～170℃之間,礦料溫度在160℃～180%之間,填料不加熱。這樣,在我省各地區路面施工季節,混合料出廠溫度穩定地控制在140℃～160℃之間。如果混合料的溫度過高,將影響瀝青與礦料的粘結力,甚至造成糊料、色澤暗談,要禁止使用,在出料后經常檢查。拌和時間應經過試拌確定,以達到拌和均勻,所有礦料顆料全部裹覆瀝青結合料,不得有團粒和花白料,拌和時間控制在30s～50s,其中干拌時間≮5S。在出料裝車時,安排專人檢查,不合格料廢掉。控制室應逐盤打印拌和數據資料,以便發現問題時研究參考,并方便監理對工作的檢查,混合料拌和是路面工程質量控制的關鍵性環節。

3 路面面層的施工

路面面層的施工包括下面層、中面層、抗滑層各層次瀝青混凝土混合料的攤鋪、碾壓成型及施工縱向、橫向接縫的處理等項內容。

3.1 路面面層施工機械

攤鋪機多采用ABG423、DMG等有自動調節及找平裝置、振動熨平板、寬度可以調節的大型設備。碾壓機械采用雙輪鋼攤鋪、碾壓成型及施工縱向、橫向接縫的處理等項內容。亦有采用ABG411、DMG等有自動調節及找平裝置,有振動熨平板,寬度可以調節的大型設備。碾壓機械采用雙輪鋼筒式壓路機,三輪鋼筒式壓路機,輪胎壓路機,振動壓路機,振動夯板等。

3.2 路面面層攤鋪

攤鋪下面層時,應先檢查下面基層的質量,如有松散或損壞,應先修補合格。下面層采用一側鋼絲繩掛線引導來控制高程,攤鋪機自動找平。中面層、抗滑層,安裝18m的平衡梁或非接觸式找平梁,采用等厚度控制,能很好地形成縱向線型和表面的平滑順適。兩臺攤鋪機聯機作業,前后梯次攤鋪,縱向接縫搭接3cm～6cm,兩機前后相距10m～20m以內,使搭接處混合料溫差小,成為較好的熱接縫。攤鋪過程中,在受料斗前面的運料車處于脫檔自由狀態,靠攤鋪機推力行使。調整好夯錘的頻率和攤鋪機行使速度,速度控制在2m/min～3m/min,以與拌和能力及運輸能力相吻合,做到連續攤鋪,有利于平整度的控制和避免攤鋪料的拉動及離析,布料器內混合料的高度要達到布料器凈高的2/3以上。混合料運到現場的溫度在130℃～165℃之間,攤鋪溫度125℃～160℃。運到現場的每車料都要用插入式溫度計測溫,監理檢查測溫記錄并抽測溫度。在攤鋪過程中要經常測溫,并量測已鋪料的松鋪厚度,以做好監測。松鋪系數一般在1.15～1.25之間,實際數值要在試驗段中測定得出。

3.3 路面面層壓實

混合料的壓實根據方式和作用的不同,分成3個階段:初壓、復壓、終壓。初壓和終壓采取靜壓的方式。復壓采用膠輪揉擠和振動壓實,在不同的速度范圍內緩慢而均勻地碾壓。碾壓溫度根據試鋪試壓確定,一般在120℃～140℃范圍內。初壓應在攤鋪后較高溫度下進行,避免發生推移、裂動,驅動輪朝向攤鋪機。碾壓順序由外向內,由低向高,注意碾壓帶的重疊。工作過程不能突然改變方向和路線,起動、停止時減速緩慢進行。初壓二遍。復壓是實現碾壓密實的主要過程,碾壓遍數經試驗確定,≮4遍,但也不能過壓,因為過壓可能造成骨料擠碎,使質量降低。終壓≮2遍,靜壓完成,消除輪跡,表面平順,碾壓終了溫度在100℃以上。由試驗確定碾壓組合后,在施工過程中,搞好現場組織監督,對違規操作人員實行警告、處罰等方式,并及時糾正。攤鋪、碾壓等工作是直接影響路面工程平整、密實等指標的重要。

3.4 路面面層接縫處理

接縫有橫向和縱向兩種,高速公路應避免縱向冷接縫。由于施工中斷及每天施工段落產生的橫向冷接縫,應由有經驗的人現場指揮,操作工人工作熟練,做到施工前接縫處的表潔干燥,舊面涂刷粘層油與新面粘結,由現場監理人員檢查驗證。

4 試驗檢測及質量評定

4.1 試驗檢測

試驗檢測貫穿于路面工程的全過程。混合料抽提試驗,得出其礦料級配,瀝青用量,油石比的實際指標,以監測和指導混合料的拌制。在拌和廠的施工現場取樣,按規定數量兩面各擊實75次,抗滑表層兩面各擊實50次做成試件,做馬歇爾試驗,得出穩定度、流值、空隙率、瀝青飽和度、殘留穩定度等技術數值,如不符合標準要求,路面工程必須返工。測定壓實度的標準密度也由此得到。壓實度的檢測以鉆孔取芯為準,采用單點評定的方法,以核子法作為輔助手段。在鋪筑試驗段時,建立用鉆芯法與核子密度儀法測定密度的對比關系。

4.2 質量評定

工作實踐中感到,在全過程控制良好,質量比較穩定的情況下,盡可能減少取芯鉆孔,而以核子法為主要手段,是保持整體性,減少人為破壞,防止水害的有利措施,但也≮1km一個斷面3點,核子法可適當加大頻率。每層厚度在攤鋪中加強實測,現場監理加強抽檢。平整度、寬度、縱斷高程、橫坡度等指標,根據設計文件及有關規范要求來檢測、評定。如綜合技術指標達不到質量標準的要求,監理應報請建設部門予以返工處理,但返工段應＞50m,以利于總體質量的保證。壓實度要用數理統計的方法,以1km為評定路段,計算平均壓實度,壓實度代表值,標準差,變異系數來進行總體評定,確定質量水平。

5 結束語

以上是根據自己在施工監理工作中的實踐,整理形成對瀝青混凝土路面面層施工監理工作的一些體會:路面施工監理充分體現在事前、事中、事后的每一環節控制中,使用規格材料,加強試驗檢測,充分利用信息溝通,是路面工程質量的保證。

[1] 張登良.瀝青路面[M].北京:人民交通出版社,1999.

[2] J TJ052-2000.瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[3] J TG F40-2004.公路瀝青路面施工技術規范[S].

責任編輯:錢讓清

U415.1

A

1671-8275(2010)01-0001-02

2009-11-26

豆仁國(1972-),男,安徽六安人,安徽省交通勘察設計院工程師。