摘要:筆者對同步碎石封層施工的材料及施工工藝等進行了具體的分析和闡述,這在實際施工中具有十分重要的意義。
關鍵詞:瀝青路面養護 同步碎石封層施工
同步碎石封層是法國發明的一種路面預防性養護新技術,在80年代已在國外廣泛應用,2002年引入我國。所謂預防性養護,是指路面在使用一定年限后尚未損壞或只有輕微病害時,為了防止已出現的病害進一步的擴展、在一定程度上提高或保持路面良好的使用性能,延長路面使用壽命的養護作業。我處于2008年承擔了寶雞境內國省干線140余公里的同步碎石封層,通過施工,我們總結出了不少經驗,為了做好同步碎石封層,我們認為應從以下幾點進行要求:
1 同步碎石封層材料
1.1 石料:一般常見石料,如:安山巖、閃長巖、綠灰巖、片麻巖、石灰巖、花崗巖、玄武巖等用作同步碎石封層的集料,無論在強度或物理性質都不會有什么問題,我國大部分地區都可以就地取材。碎石封層采用的石料最大粒徑應與處置層的厚度相等,為“一石到頂”的結構。荷載主要由石料承擔,瀝青起石料穩定的作用。石料反擊破碎得到四個破碎面以上、經過嚴格水洗和風干,不含雜質和石粉,針片狀含量控制在15%以內,碎石的最大厚度應與處置層的厚度相等。石料規格根據交通量、路面防滑性能、平整度及施工結構等的要求,分為2-4mm、4-6mm、6-10mm、8-12mm、10-14mm等五檔,我們現在使用的是6-10mm這一檔。石料的用量:單層式結構,厚度不小于8mm,石料用量宜為5-8m3/km2。同步碎石封層所用粗集料技術要求應是潔凈、干燥、無分化、無雜質、形狀規正,并具有足夠強度和耐磨耗性的單級配集料。其石料能夠滿足同步碎石封層所用的8~12㎜規格、符合技術要求的單級配集料。施工路段選用的料場場地全部硬化不會對干凈的石料造成污染;將選擇符合規格要求的石料運到并分別堆放在料場。
集料要求是經過反擊(錘式)破碎的集料,水洗風干,以保證集料潔凈、干燥、無石粉、和沉土。碎石烘干后,針片狀嚴格限制在15%以下,壓碎值≤26%為宜。具體物理力學性能見下表:
因此,我們通過對好幾家生產商進行考察、試驗對比后以鳳翔縣姚家溝料石場生產的石灰巖為主。
石料除塵剛開始我們采用LB2000型拌和樓,我們在除塵過程中發現,石料通過輸送帶傳送進入烘干筒在轉動中石料自由碰撞及相互摩擦產生了新的石粉;再由烘干筒進入到提升機—震動篩—料倉的過程中,石料自由碰撞及相互摩擦又產生了新的石粉。通過施工實踐證明采用烘干加溫除塵的石料在灑罩效果、粘結性,不如水洗風干粘結性好。因此,我們建議石料采用水洗風干,施工路段料場為全部硬化,防雨棚結構形式,能更好的提高效益,保證工程質量。
1.2 瀝青:至今在高速公路和高等級公路同步碎石封層施工中,用的最多的是路用石油瀝青、改性瀝青和改性乳化瀝青。路用石油瀝青價格低廉,而且符合“《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)”的A級石油瀝青一般都能滿足同步碎石封層施工的要求。改性瀝青或改性乳化瀝青能順利進入并充滿原路面的微小裂縫,并與碎石緊密粘結,但成本較高。因此,我們采用路用石油瀝青90#A。
同步碎石封層中,瀝青和石料是通過碎石灑布在瀝青層中粘結的,只有2/3左右的表面被瀝青包裹,其余1/3的表面裸露于瀝青層外,因而它對二者粘附力的要求很高。
瀝青的用量:一般情況下,同步碎石封層中瀝青與碎石的重量比為10%。單層每平方米瀝青用量為1kg。瀝青的用量應按照交通量、原路面狀況、施工季節進行調整,如:按交通量的多少,可在5%-10%的范圍內調整;夏季施工可比秋季施工下調5%;若路面裂縫等病害較為嚴重時,要考慮增加填補病害所消耗的瀝青用量等等。
道路石油瀝青的灑布溫度宜控制在150-165攝氏度之間,瀝青加熱溫度不得超過195攝氏度。
2 施工工藝
2.1 施工前的準備工作:現場勘察施工路段的交通量和路面情況等。分析檢測數據并進行試驗,敲定施工方案,包括施工工藝選擇,瀝青和碎石的選用,對車轍、坑槽等病害的預處理等。搞好配套機具的組織和調配等工作。
2.2 施工過程中的操作技術:在施工路段內設置道路施工提示標志。確定瀝青、碎石、配套機具已準備就緒,確定同步碎石封層機技術狀態良好、參數設定正確,并現場試驗。清掃施工路段,確保路面無塵土、垃圾等。在一段路面上進行試封層,并根據其效果對各作業參數進行調整直至達到預期效果,然后進行長距離的連續施工。隨后輪胎壓路機立即進行3~4遍的碾壓。若采用自然行車碾壓,通行車輛則必須限速行駛。分幅進行封層施工時,另一幅可以開放交通。要做好分幅封層搭接縫的處理工作:第一幅封層時暫留10~15cm寬度不撒布碎石,待第二幅封層時沿預留瀝青邊緣進行同步碎石撒布。
2.3 施工后的技術工作:封層后的2h可以開放交通,但需要對通行車輛限速(≤40km/h即可),以防止快速行車造成碎石飛濺。對散落在路邊的碎石進行清除。
2.4 技術要點
2.4.1 瀝青噴灑期間,要經常注意觀察瀝青濾清器濾芯中是否有雜質,是否影響到下一車的施工。隨時觀察瀝青濾清器濾芯有無雜質。在施工過程中,噴頭架氣管被瀝青管道燒化的現象頻發,影響施工,所以在施工前,用耐高溫管套在噴頭架的噴頭上的兩根氣管,以防氣管被燒化,常檢查固定氣管的螺絲是否出現松動或漏氣,確保下一次施工的時候車輛不出故障。
2.4.2 選用技術性能先進的同步碎石封層機并保持其良好的技術狀態,同步碎石封層機應以適宜的作業速度勻速行駛,瀝青噴灑要同步于碎石撒布;調整噴嘴高度使瀝青膜厚度適宜;必須使用170~180℃的溫度范圍內的改性瀝青作為粘結劑;根據路面平整度和抗滑性能要求,嚴格控制所用石料的粒徑范圍,針片狀石料要限制在15%以內,不含雜質和石粉,壓碎值小于等于26%,且要經水洗和風干。封層作業前清掃原路面,封層作業時要確保輪胎壓路機的數量足夠,以便及時碾壓。
2.5 設置同步碎石封層車電腦參數:(根據試驗段總結的數據及經驗)A:碎石用量設置:a平路為:8.0m3/km2,b連續上坡為:8.3 m3/km2,連續下坡為:7.8m3/km2,瀝青用量設置:1.0kg/m2,灑布時車速控制在4.5km/h。
為取得較好的同步碎石封層施工效果,應對下列幾點提起注意:瀝青路面損傷的類型及程度的準確判斷及正確選擇同步碎石封層施工工藝。根據交通量、氣候和供應條件,合理選擇瀝青和碎石,并使瀝青品質(潤濕性、粘結性和內聚性等)碎石品質(粒度、耐磨性、抗壓性和持久性等)之間有良好的相容性。同步碎石封層機和配套機保持良好的技術狀態。在施工工藝及技術規范所允許的范圍內正確調整和操作同步碎石封層機及其他機具。必須進行試封層,且適當修正技術參數。聘用的人員要有過硬的技術水平。認真總結并做好施工記錄。
3 幾點體會
3.1 同步碎石封層試驗段總結數據:當外界氣溫溫度達到15~20℃以上時開始灑布。瀝青的灑布溫度控制在160~170℃,最高不得超過170℃。用自卸車將要灑用的石料運至施工點并卸入ZL50裝載機料斗中,再裝入封層車上:每次為9~10m3。逆向灑罩,以行車方向(駕駛員一側所放邊線)為基準。這樣在灑布過程中駕駛員在行走時確保線型順暢、整齊。
3.2 根據路面寬度選擇灑布寬度及灑布幅數。根據試驗段總結的
數據及經驗:(封層車電腦參數設置)碎石用量設置:平路為:8.0m3/km2、
連續上坡為:7.8m3/km2,連續上坡為:8.3m3/km2瀝青用量設置:1.0kg/m2。灑布時車速控制在4.5km/h,起步時為了防止出現:
a脫節、空白。
b重疊過多引起泛油。
c影響平整度,使邊緣整齊、整潔,用彩條布撲筑在起端。彩條布邊緣近切起點邊緣,灑布過后將彩條布收起,清潔干凈遺灑的碎石。
碾壓:采用兩臺雙鋼輪并排進行靜壓一遍,使石料插入油層中并碾平石料。同時兩臺膠輪壓路機分別碾壓3~5遍。對于邊緣未灑補上石料的進行補灑。清掃邊沿。對于下幅噴灑接茬一邊(10~15cm內)用吹風機吹凈上面的浮料,確保接茬平順。封層車每罐裝瀝青為5.5m3,每斗裝石料為9m3。按照設定,每罐瀝青可灑5500m2,而石料只能灑1150㎡左右,因此每罐瀝青中途須裝4~5次石料。每次裝完料開始灑布時起步接茬必修用彩條布鋪設,確保橫向接茬重疊量較小,不出現跳車現象,也確保橫向接茬不留空白。縱向接茬只可重疊5~10cm。重疊部用吹風機清理掉上面的浮料。所以第一幅粘結上的石料較少時,重疊后基本平整。路面較寬須分三幅及以上灑布時,應先分灑兩邊,向中間合隴,確保灑布后兩邊線型順暢、整齊。灑布完路面即可限速開放交通,應設專人控制行車,使車速不得超過40km/h為好。防止車速過快將還未深插油層中粘結結實的石料帶飛,造成大量浮石。養護:對于灑布超過三天以上路段應派人進行清掃,對于個別接茬、油重泛油之處進行補灑石料,多余浮石清掃后回收。
3.3 建議:急彎、陡坡必須銑刨拉毛,確保灑布瀝青與石料的黏附性。灑布路段盡量限速,這樣以來防止車速過快將石料搓滾,造成大量浮石。同時防止車速過快造成交通事故。為確保灑布過的路面平整、邊線整潔、美觀。建議對寬度不標準的路段以中線為基準灑布成等寬封層。(以主車道為主)減少不規則灑布,以避免造成局部接茬油過重。較寬路面邊線以外范圍基本上沒有車輛行走,病害也較少,可以不進行封層養護。
4 經濟比較
同步碎石封層在施工中,效益高、速度快、投入機械設備少、投入資金少:
①同步碎石封層效益高、速度快,在封層施工中每天可完成為10000m2左右,大大提高了工作效益,正好體現新技術、新工藝、新設備的先進水平。
②同步碎石封層具有良好的抗滑性能和防滲水性能,主要用于道路的預防性養護和矯正性養護,能有效治愈路面貧油、掉粒、輕微網裂、車轍、沉陷等病害,并提高路面的防滑性能,無論是高速公路還是普通公路都可以使用此項養護新技術,同步碎石封層還可以作為低等級公路面層,目前使用效果良好。所以說,在公路建設資金不足的情況下,采用造價較低的同步碎石封層作為低等級公路路面無疑是提高路網鋪裝率的行之有效的措施。
③同步碎石封層是指利用同步碎石封層車將瀝青結合料的噴灑和骨料的撒布同時進行,使瀝青結合料與骨料之間有最充分的接觸,以達到它們之間最大限度的粘結度。與普通的碎石封層相比,同步碎石封層縮短了噴灑粘結劑與撒布骨料之間的時間間隔,使骨料顆粒能更好的植入粘結劑中,以獲得更多的裹覆面積。其更容易保證粘結劑和石料之間穩定的比例關系,提高作業生產率,減少了機械配置,降低了施工成本。
④同步碎石封層技術具有極強的防水性,極高的抗滑性,并且具有處理路面裂縫的良好性能,在無骨料流失的情況下,可確保3-5年的道路養護性能。
結果證明采用同步碎石封層在成本投入上大大降低,且提高了工期。減緩了路面使用性能惡化進程,延長了路面使用性命,提高了路面服務效能,節約了養護維修資金,使原路面的行車效果和舒適感,有了極大的改善和提高。同步碎石封層養護技術必將成為今后瀝青路面養護的新手段,為提高養護效能發揮新的作用。
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