閆立群 山西晉城路橋建設有限公司 048000
瀝青混凝土路面的施工要點及控制方法
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根據作者多年來在高速公路瀝青混凝土路面施工中的實踐經驗,結合一些路面專家的建議,總結了瀝青混凝土路面面層的施工要點以及控制方法。
瀝青混凝土;路面;施工要點;控制方法
瀝青混凝土路面因具有平整、耐磨、不揚塵、不透水、耐久等優點,在我國高等級公路建設中得到了廣泛應用。在瀝青混凝土路面的施工過程中關鍵是質量控制。本人通過多年來在瀝青混凝土路面施工中的實踐經驗,并結合一些路面專家的建議,對瀝青混凝土路面的施工要點及控制方法談幾點看法。
熟悉設計圖紙,招標文件是準備階段的首要任務,通常由項目部技術負責人及施工技術人員來完成。通過詳細的分析和研究,可以確定應收集的技術資料、標準、國家規范、試驗規程等內容,并掌握項目規模準確計算出工程量,為合理確定施工計劃和編制施工組織設計打下基礎。
在瀝青混凝土路面工程施工的準備階段,嚴把進場原材料的質量關是質量控制工作的主要內容。對選定的瀝青、砂石材料及礦粉應當嚴格按照規范進行質量檢查,保證原材料質量的穩定性和均勻性;不同材料進入施工現場都要按標識分別堆放,細集料應加蓋頂棚。
1.2.1 瀝青是關系路面施工的決定性材料之一,一般設計文件都有明確要求,直接從生產廠家訂購。試驗室主要檢查的試驗項目有針入度、延度、軟化點、薄膜加熱、蠟含量及密度等,其它指標可根據需要選做。瀝青的貯備要用專用貯備罐,專用貯備罐安全、 防水、保溫、無浪費,加熱使用方便。
1.2.2 各種規格的碎石是瀝青混凝土路面的骨料。在實際工作中,碎石的規格首先由面層的級配類型確定最大值,其次再確定碎石的不同規格的分類。瀝青混凝土面層用碎石、砂、石屑及礦粉組成混合料,理論級配中每種規格材料的用量是一定的,而在實際工作中,由于單一碎石、 砂、石屑的級配不是很穩定均勻,故在工地準備材料時要隨時抽檢篩分,進行微小的調整。
1.2.3 瀝青混合料中必須采用由石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料磨細得到的礦粉。
另外各礦料的存放量以總用量90%控制,這樣不會造成某種材料過多或過少,對工程的成本是有利的。
首先應根據實際施工中的施工組織設計確定所需瀝青混凝土拌和站,同時完成拌合站的安裝、調試,其次由拌和設備的拌合能力確定相應的攤鋪機、運輸車及壓路機。選定各種機械設備后要在施工前對其進行檢修、保養,以保證設備正常運轉。
1.4.1 在施工中各配合比的作用
a.目標配合比:目標配合比用以確定拌和設備各冷料倉的供料比例,進料速度和作為備料、試拌的依據;
b.生產配合比:由拌和樓熱料倉中取樣篩分,以確定各熱料倉中材料比例,同時反復調整冷料倉比例,以達到供料均衡。按目標配合比的最佳瀝青用量±0.2%進行馬歇爾試驗和車轍試驗,確定各熱料倉材料、礦粉比例及最佳瀝青用量,供試拌、試鋪使用;
c.標準配合比:即通過試拌、試鋪最終確認的配合比,用以作為生產控制和質量檢驗的依據;
d.生產中若有材料的變化或經抽檢材料級配、馬歇爾技術指標不符合要求時,應分析原因并及時調整配合比。
1.4.2 冷料倉標定
為使生產過程中配合比準確,減少等料、溢料現象,確保質量和產量,施工前應當對冷料倉進行標定。通過以往的施工經驗總結冷料倉標定方法如下:
a.按照集料規格分配冷料倉,按照經驗鎖定擋料板開啟高度;
b.選擇適中的3~5個皮帶轉速進行標定,先設置一個皮帶轉速,啟動烘干、除塵系統,開啟一個冷料倉輸料(其余冷料倉關閉),待出料穩定后(5分鐘以上),清空熱料倉并開始計時,到標定時間(建議為10~15分鐘)時,稱量所有熱料倉集料質量,計算總質量。對所選擇的其余皮帶轉速按此方法進行標定;
c.對所有冷料倉標定完成后,即得到每個冷料倉3~5個皮帶轉速對應的集料流量(總質量/標定時間kg/min);
d.如控制儀配備自動計算轉換系統,將上述計量所得到數據輸入控制儀即可。如未配備此系統,應對每個冷料倉繪制皮帶轉速與集料流量關系圖,生產過程中應按照曲線和冷料比例設置冷料倉皮帶轉速;如:3000型設備,每小時產量200t以上,設每小時輸礦料200t,每小時礦料流量為3333kg/min,確定某冷料倉皮帶轉速的方法為:計算該倉集料流量(3333×該倉集料比例),從皮帶轉速與集料流量關系圖上可得到該冷料倉設置皮帶轉速;
e.標定時各冷料倉所用集料的品種、規格、含水率應與施工使用的集料一致;
確定試鋪路段后,可根據以往路面施工的成功經驗確定試鋪方案并進行試鋪,通過試鋪路段的完成達到以下目的。
a.確定施工機械合理組合及數量;
b.確定冷料倉轉速與材料流量關系,確定拌和機上料速度,拌和數量與時間,拌和溫度及相關操作工藝;
c.確定攤鋪機攤鋪速度,自動找平方式及操作工藝;
d.確定壓路機的壓實順序、碾壓溫度、碾壓速度及遍數等碾壓工藝;確定松鋪系數、核密儀與鉆芯密度的相關關系;
e.檢查生產配合比中應用礦料比例和瀝青用量,并確定標準生產配合比。
在完成試驗段后,根據取得的各項數據確定合理的施工方案,組織大面積施工。
瀝青混凝土下面層攤鋪前,下承層必須經過養生,使之達到要求的強度,同時為保證層間結合良好,應根據設計要求噴灑乳化瀝青透層油,當下承層表面有松散、浮塵等現象時,需要先對其進行處理清掃然后及時噴灑透層油,尤其注意加強對橋涵臺背、耳墻附近以及等部位的清理和修補。
測量放樣包括標高測量與平面控制兩項內容。標高測量的目的是確定下承層表面高程與設計高程相差的確切數值,以方便在掛線時糾正到設計值或保證施工層厚度。當厚度與標高發生沖突時,應優先考慮施工厚度為主,高程放樣時計入實測松鋪系數。
透層油、粘層油的灑布應嚴格控制灑布量,過多將引起泛油,使攤鋪機工作時打滑,速度不均勻,從而會影響平整度;過少又會使其作用減弱。灑布時要避免陰雨天,灑布后應封閉交通,以免造成污染。
施工前應掌握熱拌瀝青混合料在不同工序下的溫度要求,通常要求見表1。
3.1.1 瀝青混凝土拌和時要嚴格控制其溫度。拌和時瀝青的溫度在155~165℃左右,由于常溫的礦粉是與礦料同時加入的,為保證礦料的拌和溫度,礦料的進料溫度應比瀝青溫度高10℃~30℃,混合料出廠溫度以165~180℃為宜。
3.1.2 混合料拌和時間為瀝青能均勻裹覆礦料為度,單臥軸式拌和鍋濕拌時間不少于40s,雙臥軸式拌和設備濕拌時間不少于30s,并通過試驗確定。
3.1.3 拌合瀝青混合料應均勻一致,無花白料,無結團成塊和粗細集料分離現象,生產中若有材料的變化或經抽檢材料級配、馬歇爾技術指標不符合要求時,應分析原因并及時調整配合比。不合格的混合料堅決不得使用。
3.1.4 拌合過程中應當逐盤打印或記錄瀝青、各熱料倉材料、礦粉的用量和拌和溫度。并在每天拌和完成后,以拌和機拌制的總數量校核瀝青、粗集料、細集料及礦粉的用量,計算平均油石比、平均級配、平均層厚。
混合料盡可能采用大噸位自卸汽車運輸,運輸車的數量、車速、運距等情況綜合考慮,合理配置,并留有適量富余的備用。裝料前把汽車翻斗內清理干凈,并噴抹一層油與水的混合物(柴油:水<1:3),以防止粘料;在裝料過程中運輸車應前后移動,以防止混合料離析;裝滿料后,加蓋篷布以保溫。運輸車在倒車時注意在攤鋪機前10cm~30cm處停止不得撞擊到攤鋪機;卸料過程中應掛空擋輕踩剎車制動,靠攤鋪機推動前進。

注:SBS改性瀝青加熱溫度宜為165℃-175℃。
3.3.1 攤鋪瀝青混合料的一般要求
攤鋪時應先檢查攤鋪機的熨平板寬度和高度是否適當,并調整好自動找平裝置。如條件允許盡量采用全路幅攤鋪,如采用攤鋪機梯隊分路幅作業,在縱向已攤鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不碾壓,作為后面攤鋪的高程基準面,并有10cm左右的攤鋪層重疊,以熱接縫形式在最后做跨接縫碾壓以消除縫跡,保證接茬緊密。
3.3.2 攤鋪機參數的調整與選擇
攤鋪機參數包括結構參數和運行參數兩大部分。在攤鋪前,根據施工要求需調整和選擇攤鋪機的結構參數包括:熨平板寬度和拱度,攤鋪厚度與熨平板的初始工作仰角。運行參數主要指攤鋪速度,一般面層下層約為8m/min,面層上層攤鋪速度一般約為2~5m/min,合理的攤鋪速度對于路面的密實度和平整度能起到決定性作用。
攤鋪機就位→熨平板加熱→運輸車就位卸料→漏選輸送器送料→壓實
瀝青混凝土攤鋪前,應對攤鋪機熨平板寬度檢測并調整好找平裝置,同時應對熨平板加熱。熨平板加熱溫度控制在70℃左右,過高或過低都會影響攤鋪質量。攤鋪機在進入勻速作業時,正常情況下嚴禁隨意停車、改變行走速度;在攤鋪過程中還應及時清理攤鋪機履帶下的石子,以保證攤鋪層的平整度。
壓實是瀝青混凝土路面施工的最后一道工序,而良好的路面質量要通過碾壓來體現。壓實的目的是提高瀝青混合料的強度、穩定性以及抗疲勞特點性。要得到良好的壓實效果,除對壓實機械的選擇外,更重要的是各種壓實機械的有效組合和合理的碾壓方法,只有通過有效組合各種不同型號的壓實機械作業,才能使路面達到要求的密實度,形成平整、密實的結構層。在不同部位的面層(上面層及中下面層)或不同結構層(橋面與基層)運用不同的機械組合,都應遵循以下原則:高溫下碾壓,將壓實效果最佳的機械放在最佳溫度下工作;同時起步應慢、停車應穩,嚴禁在作業面上急停、轉彎、停置等不合理操作。
3.4.1 根據以往成功的施工經驗,推薦以下碾壓工藝。
a.初壓:DD110靜壓1遍b.初壓:輪胎壓路機碾壓1~2遍
復壓:輪胎壓路機碾壓1~2遍復壓:DD130振動碾壓1遍
DD110振動碾壓3~4遍DD110振動碾壓1~3遍
終壓:DD110靜壓1遍終壓:DD110靜壓1遍
在進行舊建筑風格的設計師時要貫徹整體性原則,按城市規劃的要求進行宏觀控制,使建筑設施和其周圍的環境保持高度的一致。除建筑風格保持統一外,尚應考慮在色彩方面的統一、呼應。各單體建筑具有自身的特點,應按照單體符合總體的要求開展設計,把單體建筑放在共性的框架之中,彰顯出既有個性,又有統一的設計特征。
壓輪重疊寬度一般輪胎壓路機為13cm,鋼輪壓路機為20cm。
3.4.2 碾壓速度
各種壓路機的碾壓速度推薦參照表2。
最終的碾壓工藝都是通過鋪筑試驗路段后具體確定。
3.4.3 邊角及橋面部分碾壓
橋涵臺背后、耳墻內側、人手孔附近及路邊石等邊角部位的碾壓,往往通過大型機具難以達到要求的密實度,而采用小型有效機具,在施工中專門成立作業小組,在攤鋪后及時夯實可以保證該部位的碾壓質量。
橋面部分的下承層多采用防水混凝土,而與基層的水穩碎石結構層不同。進行該部位的碾壓時,在振動上應選擇寧小勿大,強振對于粒料有害,不但不會提高壓實效果還會將石料振碎,造成油石比減少,密度下降。
3.4.4 碾壓作業長度的選擇
在碾壓時應當選擇盡可能長而又不影響開始碾壓溫度與終了碾壓溫度的作業長度來減少壓路機的停車折返,同時,這一長度并不是要求壓路機操作人員在等待攤鋪完成這一長度后才開始碾壓,而是在勻速攤鋪作業時,操作人員合理調整碾壓速度,既要滿足壓路機不停車,還要滿足碾壓溫度要求。通過實踐總結,在早晚氣溫和地表溫度較低時,作業長度宜控制在50~70m,而中午前后氣溫和地表溫度較高時,宜控制在100m左右。
現在高速公路的施工工藝多采用一臺攤鋪機全路幅攤鋪,所以施工縫主要存在于橫縫的處理。瀝青路面施工縫處理的好壞對平整度有一定的影響,通常連續攤鋪路段平整度較好,而接縫處較差。對于橫向施工縫的碾壓,在施工中采用了兩種不同的碾壓方法。方法一:DD110斜45 °角靜壓,第一遍前輪壓過接縫處,第二遍前后輪均壓過接縫。適用于中下面層鋪層較厚時。方法二:DD130垂直于橫向施工縫靜壓,第一遍前輪壓過接縫30~50cm,停車折返,第二遍前后輪均壓過接縫。適用于上面層鋪層較薄時。

表2 壓路機碾壓速度(km/h)
瀝青混凝土路面的施工控制主要是一系列施工質量的控制。既包括原材料的質量控制,又包括施工過程中的質量控制。另外基層的施工質量也直接影響到瀝青混凝土面層的質量。在施工過程中,應當結合實際情況,科學合理的組織施工,嚴格控制施工各個環節,鋪筑出高質量、高水平的瀝青混凝土路面,保證工程質量,減少后續維修費用,提高經濟效益。
[1]公路瀝青路面施工技術規范.JTG F40. 北京:人民交通出版社.2004
[2]公路瀝青路面設計規范.JTGD50.北京:人民交通出版社.2006
[3]公路工程技術標準.JTGB01.北京:人民交通出版社.2003
[4]楊文淵.道路施工工程師手冊.第二版. 2004.10
10.3969/j.issn.1001-8972.2010.15.037