林東明
(昌吉州交通運輸局,新疆 昌吉 831100)
在新疆瀝青混凝土道路施工中,對瀝青混凝土必須進行壓實,其目的是提高瀝青混凝土混合料的強度、穩定性以及疲勞特性。所以壓實質量的好壞直接影響到瀝青路面的平整度、密實度及成型以后的質量。良好的瀝青路面強度最終要通過碾壓來實現,因此必須重視瀝青混凝土路面的壓實工作,同時深入研究壓實質量的技術控制工作。特別是西北新疆農村公路瀝青路面的壓實質量控制更應該深入進行研究,提出科學的控制指標、科學施工程序。目前,新疆農村公路存在幾個特點:一是等級不高,多為三、四級公路,路面較窄,主要以通鄉油路和村村通油路工程;二是瀝青路面多為瀝青混合料路面,部分為瀝青表面處治路面,并且厚度較薄,均在3~4cm之間;三是需建道路均在人口居住區,簡易民房較集中,施工干擾大且不易采用大功率壓實設備。綜合以上特點,本文結合實際,提出幾點農村公路壓實質量控制技術。
在新疆昌吉市S113線―三工鎮―八鋼橋公路改建工程路面施工中,該項目有一條主線及五條支線,屬于典型的農村公路,路面較寬,大多4.5~8.0m不等,并且在農民聚集區人流、車流較大,為了確保路面壓實度的需要,提出了達到三個技術指標的要求:
a)路面平整度均方差小于0.7mm的目標;
b)壓實度每2000m2檢查1組,壓實度不小于試驗段密度的98%的目標;
c)瀝青面層滲水系數,每1km不小于5點,每點3處取平均值,不大于300ml/min的目標。
為此,經過對該項目進行質量控制技術研究,試驗證明在本項目工程中編制的壓實質量控制技術是成功的,并適合新疆地區農村公路的施工。
碾壓工藝的控制包括壓路機的配置(包括臺數、噸位及機型)、排列和碾壓方式、壓路機與攤鋪機的距離、碾壓溫度、碾壓速度、壓路機灑水(霧化)情況、碾壓段長度、調頭方式等。本文對以下四個方面進行了試驗,分析總結如下。
從瀝青混合料的特性出發,恰當選擇壓路機的機型及噸位大小、最佳頻率與振幅是關鍵性前提條件。選擇碾壓機型的基本原則應是:在保證瀝青混凝土碾壓質量的前提下,選擇最小的壓路機,提高工作效率。
經過攤鋪初期的仔細觀察、測量和試驗發現:由于農村公路路面窄,支線多,攤鋪機攤鋪速度快,但周轉攤鋪機時間長,由于新疆地區氣溫變化較大,加之風速的影響,使得混合料的冷卻速率較快,壓路機有效壓實時間縮短,壓實工作跟不上機械攤鋪速度,于是將原來50m碾壓長度改為30m,并且更換了一臺壓路機,由生產率較大的壓路機型替換成生產率較小的壓路機,同時增加一臺小功率壓路機,頻率、振幅、激振力可調范圍大,輪寬而引起輪跡的機會少,適宜新疆地區農村公路瀝青路面的碾壓,因而工程質量得到保證,并取得了滿意的結果。不但壓路機能與攤鋪機匹配,而且路面平整度均方差也由原來的0.75mm提高到0.65mm左右,部分路段達到0.60mm。在農村公路施工中一定要結合瀝青路面的實際寬度選擇合理的碾壓設備,壓路機不易過大,激振頻率要適當,達到與攤鋪機最佳匹配的效果。
壓實分為初壓、復壓和終壓三道工序。初壓的目的是整平和穩定混合料,這是壓實的基礎,因此要注意壓實的平整性。復壓的目的是使混合料密實、穩定、成型,混合料的密實程度將取決于該道工序。終壓的目的是消除輪跡,最后形成平整的壓實面。所有這些都必須嚴格作業程序和操作要求。
初壓時,采用了YZC10B振動壓路機(關閉振動裝置)壓兩遍,速度控制在1.5~2.0km/h之間,溫度控制在110~130℃范圍。初壓后,隨時檢查平整度、路拱,必要時予以修整。如在碾壓時出現推移,則等溫度稍低后再壓。
復壓時,首先采用YL16膠輪壓路機壓兩遍,由于在膠輪壓路機進行壓實時,瀝青路面與輪胎同時變形,接觸面積大,有揉合的作用,因此壓實效果好。同時,膠輪壓路機不破壞礫石的棱角,使礫石互成齒狀,路面有更好的密實度。然后采用YZC10B、DD110各振動壓實兩遍,以提高路面的密實度。最后,用YL20膠輪壓路機壓兩遍。并始終將復壓的溫度控制在90~110℃,速度控制在4~5km/h。
終壓時,用DD110壓兩遍(關閉振動裝置),消除輪跡,形成平整的壓實面。并將終壓溫度控制在70~90℃,速度控制在2.5~3.5km/h范圍。
整個壓實過程共壓實12遍,不但生產率高,工程質量也得到了保證。
為了保證壓實質量,必須制定結合實際的《壓路機操作手規程》,對壓路機操作手進行培訓。
在碾壓過程中,為了保持正常的碾壓溫度范圍,每完成一遍重疊碾壓,壓路機就向攤鋪機靠近一點,這樣做也可避免在整個攤鋪層寬度上,在相同橫斷面換向所造成的壓痕。變更碾壓道應在碾壓區較冷的一端,并在壓路機停振的情況下進行。
碾壓中,要確保壓路機滾輪濕潤,以免粘附瀝青混合料。有時可采用間歇噴水,但應防止水量過大,以免混合料表面冷卻。
壓路機不得在新鋪混合料上轉向、調頭、左右移動位置或突然剎車。碾壓后的路面在冷卻前,任何機械不得在路面上停放,并防止礦料、雜物、油料等落在新鋪路面上,路面冷卻后才能開放交通。
3.3.1 橫向接茬碾壓
橫向碾壓開始時,使壓路機輪寬的10~20cm置于新鋪的瀝青混合料上碾壓,這時壓路機重量的絕大部分處在壓過的鋪層上,一邊碾壓,一邊加入一些細小料。然后逐漸橫移直到整個滾輪進入新鋪層上,開始時可用壓路機靜壓,然后振動碾壓。
3.3.2 縱向接茬碾壓
縱向接茬時,使壓路機位于熱瀝青混合料上,只允許輪寬的10~20cm在冷料層上,然后進行振動碾壓。這種碾壓方法是把混合料從熱邊壓入相對的冷結合邊,從而產生較高的結合密實度。
碾壓溫度的高低,直接影響瀝青混合料的壓實質量。溫度過高,會引起壓路機兩旁混合料隆起、碾輪后的攤鋪層裂紋、碾輪上粘起瀝青混合料及前輪推料等問題。溫度過低時,碾壓工作變得困難,易產生難消除的輪跡,造成路面不平整,甚至導致壓實無效,或其它副作用。因此,必須嚴格控制壓實溫度,使初壓為110~130℃, 復壓為90~110℃,終壓為70~90℃。
合理的壓實工藝、壓實速度與壓實遍數,對減少碾壓時間、提高作業效率十分重要。選擇碾壓速度的基本原則應是:在保證瀝青混合料碾壓質量的前提下,最大限度地提高碾壓速度,從而減少碾壓遍數,提高工作效率。必須嚴格控制壓實速度,使初壓為1.5~2.0km/h,復壓為4~5km/h,終壓為2.5~3.5km/h。因為速度過低時,會使攤鋪與壓實工序間斷,影響壓實質量,從而可能需要增加壓實遍數來提高密實度。碾壓速度過快時,會產生推移、橫向裂紋等。
振頻主要影響瀝青面層的表面壓實質量。振動壓路機的振頻比瀝青混合料的固有頻率高一些,則可獲得較好的壓實效果,施工中選取的振頻為43Hz。
振幅主要影響瀝青面層的壓實深度。當碾壓層較薄時,宜選用高振頻、低振幅。由于施工的碾壓層較薄,因此選擇的低振幅確定為0.46mm。
瀝青路面的壓實質量與下承層的碾壓質量有密切的關系,下承層碾壓后,隨時用6m直尺進行檢測,不平整的地方當即用振動壓路機修正,確保下面層的平整度達到規范要求,為上面層的施工打下良好基礎。
在上面層施工時,則嚴格控制碾壓質量,層層把關,隨時檢測,當出現問題時,一是立即修正不合格的地方,二是找出問題原因,為繼續施工消除隱患。通過以上壓實操作及實踐試驗,瀝青路面的壓實度指標、平整指標、瀝青面層滲水系數指標就很容易達到,并且在施工中用以上三個指標來控制施工工藝。
新疆地區進行瀝青路面壓實質量的好壞本身是個系統工程,不僅需要施工組織者的高度重視,還必須注重設備與人員的搭配和投入,同時還應有一整套管理措施和工藝規范,并在開工前做好路面基層的質量檢驗與質量控制,針對農村公路瀝青路面的施工特點,更應該總結實際經驗,在施工中十分注意瀝青混合料的拌合質量、瀝青料級配效果、瀝青含量、油石比指標及攤鋪質量的技術配合等等。通過對昌吉市農村公路項目的施工實踐與現有的施工技術相比,其成功之處在于:選擇了合理的機械搭配,適用于農村公路工作,它在復壓與終壓整修過程中正確應用了振動壓實技術,使得配置較少的壓路機、并高質量、高效益地完成路面壓實質量的控制成為可能,更加適應于農村公路。并采用合理的三項技術指標來控制全過程施工,期望該項施工技術能給在新疆地區農村公路瀝青路面施工提供良好的交流與服務。
[1]JTG F80/1—2004,公路工程質量檢驗評定標準[S].
[2]JTG F40—2004, 公路瀝青路面施工技術規范[S].