【摘要】結合對某高速公路標段瀝青混凝土路面的施工實踐,筆者提出了瀝青混凝土路面施工的主要施工方法和質量控制措施。
【關鍵詞】瀝青混凝土;路面;施工;質量;控制 高速公路
筆者參加了幾條瀝青混凝土道路的施工建設,現就某標段施工經驗談談瀝青混凝土路面的施工方法和質量控制。
某高速公路標段,路面設計寬度為50m,設計時速60km,瀝青混凝土路面結構形式為:1cm瀝青石屑封層;6cm厚粗粒式瀝青混凝土下面層(AC-25I);5cm厚中粒式瀝青混凝土(AC-20I);4cm厚改性瀝青混凝土磨耗層(AK-13A)。
瀝青混凝土路面施工的質量在很大程度上取決于材料的采備、拌和、攤鋪和壓實等主要環節的質理控制。施工時應控制好各工序及工藝流程中的各個環節。
瀝青混凝土路面工藝流程:清掃下承層→瀝青混合料拌和→自卸汽車運輸→攤鋪機攤鋪→人工修整接縫和邊緣線型→壓路機碾壓。
1、原材料的準備
原材料的品質包括礦料的粒徑、壓碎值、磨耗值、含泥量、針片狀含量等及瀝青的針入度、軟化點、延度等性能。
本工程施工規范要求的瀝青混合料的繼配組成及技術指標見表1:
(1)粗集料
中、下面層采用石灰巖,上面層采用玄武巖,要求粗集料應具有足夠的強度和耐磨性能,顆粒有多棱角,表面粗糙、潔凈、無風化、無雜質,與瀝青具有良好的粘附性。
(2)細集料
細集料是指4.75mm以下的天然砂、機制砂和石屑,應干燥、潔凈、堅硬。對細集料最好選用石屑代替,但用于上面層時宜選用優質的堿性巖石加工的機制砂。天然砂的細度模數不宜大于3.0。
(3)填料
填料必須選用優質石灰巖并專門加工生產的產品,嚴禁使用石料加工和拌和過程中的回收粉塵。
為了保證瀝青混合料具有良好的路用性能,在滿足馬歇爾指標,車轍試驗指標以及穩定試驗等多項指標的基礎上,應結合當地的氣候、水文條件進行瀝青混合料配合比設計。
2、路面結構層
瀝青混凝土路面結構層設計如圖1:
(1)、熱拌瀝青碎石底面層
在瀝青混合料中,如瀝青用量過少,瀝青不足以形成薄膜粘結礦料顆粒表面,隨著瀝青用料的增加,瀝青能完成包裹在礦料表面,逐漸形成結構瀝青,是瀝青與礦料間的粘結力隨瀝青的增加而增加,當瀝青用量為最適宜時,瀝青膠結物具有最優的粘結力。隨后如瀝青的用量繼續增加,礦料與瀝青的粘結力反而降低,瀝青起不到粘結作用,而起潤滑作用。
熱拌瀝青碎石我們以油石比為3.3%,混合料級配為碎石20~40mm:10~20vmm:5~10mm:中砂:礦粉=24:37:20:17:2進行了試驗段試鋪。馬歇爾試驗結果,空隙率0.7%,穩定度5.616,流值2.05mm,從外觀看,表面平整密實,無泛油、松散、裂縫等現象??v橫接縫緊密平順,混合料級配良好,粗細搭配均勻。
(2)粗粒式瀝青混凝土層
在施工粗粒式瀝青混凝土層時,我們以油石比為4.0%,混合料級配為碎石10~30mm:5~10vmm:中砂:礦粉=40:25:22:5進行施工,從外觀看,成型的路面表面平整密實,無輪跡,裂縫、泛油等現象。用油量較適中,粗細集料分布均勻。
粗粒式瀝青混凝土配合比和馬歇爾穩定度見表2和表3:
表2
表3
(3)中粒式瀝青混凝土層
在施工中粒式瀝青混凝土層時,我們以油石比為5.0%,混合料級配為碎石10~20mm:5~10vmm:石屑:砂:礦粉=34:15:31:17:3進行施工。
中粒式瀝青混凝土配合比和馬歇爾穩定度見表4、表5:
表4
表5
3、瀝青混合料的拌和
現在普遍采用的是集中拌和機械攤鋪,因為用這方法拌和的粒拌鋪筑的道路質量高,又可以降低成本。
普通瀝青混凝土礦料加熱溫度控制在170℃~175℃,瀝青加熱溫度150℃~160℃,混合料拌和溫度為160℃~165℃;改性瀝青混凝土的礦料加熱溫度為180℃~190℃,瀝青加熱溫度為170℃~180℃,混合料拌和溫度為180℃~185℃,攤鋪溫度應不低于160℃,初壓溫度為150℃~170℃,終壓溫度不低于120℃,路面開放溫度小于80℃。
在瀝青混合料中,如果瀝青用量過少,瀝青不足以形成薄膜粘結礦粉顆粒表面,隨著瀝青用量的增加,瀝青能完全地包裹在礦料表面,逐漸形成結構瀝青,使瀝青與礦料間的粘結力隨瀝青用量的增加而增加。當瀝青用量為最適宜時,瀝青膠結物具有最優的粘結力。根據試驗,油石比控制在2.8%~4.5%為較好效果。
4、瀝青混合料的攤鋪
為保證攤鋪厚度及平整度,一般底面層采用基準鋼絲繩法控制,上面層采用浮動基準梁控制。
基準鋼絲繩法的優點是在大范圍內控制設計標高、縱向坡度、厚度和平整度,缺點是鋼絲繩子張力不足,出現塌陷,使成型路面出現縱向大波浪。
浮動基準梁法采用的基準梁一般為10~12m,受多點支撐而隨動,浮動梁可跨接于熨平板兩邊并且將已壓實路面和新路面同時作為基準面,因此,浮動基準梁能大大提高路面平整度。
攤鋪機在攤鋪時必須有一個穩定的攤鋪速度,合理安排拌和機的拌和能力、運輸車的運輸能力,以保證攤鋪均勻、連續、穩定。
攤鋪機就位后,首先檢查并調整熨平板的寬度、高度和橫坡度,對熨平板加熱,調整好自動找平裝置,將傳感器放在測量放樣的鋼絲上,將料斗內涂少量柴油,以防粘料。
鋪筑瀝青混凝土前,應先清掃下承層,然后灑布透層油或粘層油,待透層油或粘層油完全破乳后,方可進行鋪筑。瀝青混合料經自卸車運至現場后,自卸車在倒車時應在攤鋪機10cm~30cm處停下,不得撞擊攤鋪機,停穩后應掛空擋,輕踩剎車制動,靠攤鋪機推動前進并卸料。
縱向接縫時必須將前半幅接縫清掃干凈,涂灑少量粘層瀝青,新攤鋪的混合料應與前半幅路面搭接5~8cm,并在接縫處作加熱處理。橫向接縫搭接處應清掃干凈并灑粘層瀝青,相鄰兩幅的橫向接縫均應錯位1m以上。搭接處選用混合料中的細料。橫向接縫應與鋪筑方向大致成直角。
5、壓路機碾壓
混合料攤鋪后,先進行接縫碾壓處理,再按初壓、復壓、終壓三個程序完成碾壓工作。碾壓應遵循先輕后重、先慢后快、高頻低幅、由低側向高側碾壓的原則進行。為防止因瀝青混合料溫度下降,導致縱向、橫向接縫不平整和搭接痕跡明顯,宜先碾壓縱向和橫向接縫,然后按正常的方法:直線段先邊后中,彎道段先內側后外側。碾壓過程中,壓路機不得突然轉向,以免導致混合料產生推移、開裂;為防瀝青混合料粘輪,必須向碾壓輪灑水或滴水,保持光輪和輪胎濕潤。
縱向接縫碾壓時,先在已壓實路面上行走,碾壓新鋪層10~15cm,然后壓實新鋪部分,再伸過已壓實路面10~15cm,充分將接縫壓緊密實。縱縫應順直、平整。
橫向接縫應是用光輪壓路機沿著橫接縫方向進行橫向碾壓,應充分壓實、使接縫平整。
初壓一般采用雙輪雙震壓路機或靜力兩輪壓路機低速碾壓2遍,速度在1.5~1.8km/h;復壓使用膠輪壓路機碾壓2~4遍,速度在2~3 km/h;終壓使用雙輪壓路機或膠輪壓路機碾壓3遍,速度在3~4 km/h。
參考文獻
[1]JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術規范
[2]GB 50092-96,瀝青路面施工及驗收規范
[3]JTJ 052-2000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程