黃瑋鳳
(福建恒冠建設有限公司,福建 漳州 363000)
隨著城鎮化進程的不斷推進,人民生活水平得到顯著提高,對道路行車舒適性要求越來越高,常規的水泥混凝土路面已經不適用于當前市政道路的面層結構。瀝青混凝土路面具有噪音低、施工速度快、表面平整耐磨、養護簡便和行車舒適等優點,被廣泛應用到實際工程中。本文結合金峰北路(北環城路至漳華路)道路提升工程實例,對AC-13C改性瀝青混凝土路面施工質量控制方法及效果進行分析。
金峰北路(北環城路至漳華路)道路提升工程位于漳州市金峰經濟開發區,道路等級為城市次干路,起點于北環城路,終點于漳華路,設計時速為40km/h,總長度約2758.76m,道路紅線寬度為30m。本次改造主要對路面進行拓寬,對涉及到的相應管線進行遷移,拓寬路面結構設計如下:土基夯實至設計壓實度,墊層鋪設15cm厚的級配碎石,基層鋪設25cm厚的水泥穩定碎石,水泥含量為5%,封層為1cm厚乳化瀝青稀漿,下面層為6cm厚的AC-20C 瀝青混凝土,上面層為4cm 厚的AC-13C 瀝青混凝土。
瀝青混凝土的施工工藝相對比較復雜,對施工操作人員的專業素養要求較高,為了更好地控制瀝青路面的施工質量,成立以項目經理為主,以總工和施工管理人員為輔的瀝青路面質量控制組織體系。該工程AC-13C瀝青路面的總質量目標為一次性合格,項目經理將瀝青路面總質量目標逐一分解到每個管理人員身上,明確每個人的質量控制職責與權限,根據工程特點制定施工質量控制計劃,對重要工序擬定相應質量控制點,并印發成質量管理手冊分發到每個管理人員手中。根據PDCA的質量管理方法,全面全過程對AC-13C瀝青路面的施工質量進行監督與管理,嚴格控制原材料的進場質量,優化AC-13C瀝青混合料配合比設計,加強各道工序施工質量的控制,提前對常見的質量通病進行預判,并針對性地制定相應的預防措施。根據工程實際情況編制瀝青混凝土路面施工方案,對瀝青路面的質量控制措施進行細化和明確,要求施工員和質檢員全程檢查瀝青混凝土的施工,一旦發現施工質量隱患,立即要求施工班組及時整改,從而將瀝青路面的質量隱患提前處理妥當,確保AC-13C瀝青路面施工質量處于可控狀態。
2.2.1 改性瀝青的質量控制
在70#石油瀝青摻入改性劑后發生相應反應形成改性瀝青,型號為SBS(I-D)。根據試驗規程對改性瀝青的相關指標進行檢測,檢測結果如下:延度(5cm/min,15℃)為30cm,彈性恢復(25℃)為92%,運動粘度135℃為2.5Pa·s,針入度(100g,5s,25℃)為54(0.1mm),薄膜加熱試驗(163℃,75min)質量變化為0.05,軟化點(環球法5℃)為83℃,改性瀝青的所有檢測指標均符合規范要求[1]。
2.2.2 粗集料的質量控制
根據當地石料資源情況和項目的特點,瀝青混合料的粗集料選用玄武巖碎石,粒徑范圍為0~15mm,根據級配情況分為3檔[2],其中A號料粒徑為3~5mm,B號料粒徑為5~10mm,C號料的粒徑為10~15mm,碎石的檢測結果如下:洛杉磯磨耗損失為17.9%,毛體積相對密度為2.744g·cm-3,吸水率為0.84%,對瀝青的粘附性為5,石料壓碎值為14.8%,針片狀顆粒含量為10.1%,碎石的檢測結果均符合規范要求[3]。
2.2.3 細集料的質量控制
AC-13C瀝青混合料對細集料的要求為潔凈和干燥,因此,細集料選用與粗集料同一礦脈的玄武巖人工砂,D號料粒徑為0~3mm。人工砂的檢測結果如下:含泥量為0.5%,砂當量為66%,細度模數為2.7,石粉含量為1.6%,亞甲藍為0.3,人工砂的檢測結果均符合規范要求。
2.2.4 石灰礦粉的質量控制
該工程選用石灰礦粉作為瀝青混合料的填料,外觀要求無團粒結塊,石灰礦粉的檢測結果如下:塑性指數為3.3,密度為2.728g·cm-3,親水系數為0.75,粒度<0.075mm的占比為92.4%,粒度<0.15mm 的占比為98.9%,粒度<0.6mm的占比為100%,石灰礦粉的檢測結果均符合技術標準要求。
2.2.5 原材料質量控制的人力保障
為了保證AC-13C瀝青混合料的生產質量,項目部安排1名專業質檢員駐扎在瀝青混合料拌合站。原材料進場時經質檢員驗收合格方可投入使用,粗、細集料按照規定搭設防護棚,避免其含水量過高,嚴把原材料的質量關,從而確保瀝青混合料的質量符合設計要求。
2.3.1 配合比設計確定
該工程AC-13C瀝青混凝土的配合比設計思路為密實型和中值線[4],通過數值模擬和室內實驗獲得相關數據,綜合分析與優化后的配合比設計為A號料∶B號料∶C號料∶D號料∶石灰礦粉=12∶25∶28 ∶31 ∶4,該配合比經監理工程師審查符合相關規范和標準的要求。根據油石比的確定方法取值5個不同油石比分別進行馬歇爾試驗[5],根據試驗結果確定最佳油石比為5.1%,馬歇爾試驗結果如表1所示,試驗結果均滿足規范要求。
表1 AC-13C瀝青混凝土馬歇爾試驗結果(油石比為5.1%)
2.3.2 路用性能驗證
為了更好地驗證瀝青混合料配合比的合理性,按照規范要求進行路用性能驗證,試驗結果如下:凍融劈裂強度比為91.1%,殘留穩定度為94.9%,抗車轍試驗所得動穩定度為4673次/mm,謝倫堡析漏試驗結果為0.05%,滲水性試驗結果為4.1mL/min,肯塔堡飛散試驗結果為2.3%,所有指標均符合規范要求。試驗證明,采用該配合比設計的AC-13C瀝青混凝土具有高溫穩定性和水穩定性能良好等特點。
AC-13C瀝青混凝土拌制時應嚴格按照配合比設計進行配料,由于前期安排質檢員駐點并檢查礦料、瀝青和填料等質量情況,使瀝青混凝土的原材料質量能夠得到最大的保障。瀝青混凝土在拌合站集中拌制,嚴格按照規范要求對相關溫度值進行重點控制,瀝青混凝土嚴格按照攪拌時間≥45s的要求進行強制攪拌,攪拌應均勻可靠,瀝青混合料應無離析和結團等現象。采用自卸汽車來運輸瀝青混凝土,車廂內應事先清理干凈,保證干燥,為了防止瀝青混合料與車廂之間出現粘結現象,將防粘劑均勻地涂刷在車廂內部。在車側頂部采用帆蓬布進行覆蓋,從而起到防雨和保溫等功能。根據規范要求合理地安排瀝青混合料的裝車順序,避免出現粗集料離析現象。為了方便量測瀝青混合料的溫度,應在車廂底部設置溫度量測孔。根據施工作業面、拌合站生產能力、運距和施工計劃等情況合理地做好瀝青混合料的供應計劃,該工程自卸汽車的安排數量為6輛,使瀝青混凝土能夠及時供應。由于瀝青混凝土對溫度的要求相對較高,質檢員應對抵達現場的瀝青混凝土的溫度進行量測,要求量測值≥145℃,如果溫度低于該數值則應退回拌合站進行處理,并做好瀝青混凝土退場記錄[6]。該工程攤鋪機數量為2臺,根據作業面的寬度進行梯隊作業,要求相鄰兩幅的輪跡重疊寬度為50~100mm。在攤鋪機正式開始攤鋪前應檢查熨平板的位置和高度,根據攤鋪的厚度調整熨平板進行自動找平,攤鋪機的料斗應涂刷防粘劑。待攤鋪機前面??康淖孕镀嚁盗窟_到3輛時即可開始攤鋪,開始攤鋪溫度應≥130℃,攤鋪應緩慢和勻速,由試驗段獲得的松鋪系數為1.15,安排施工員實時跟蹤檢查瀝青路面的橫坡和攤鋪厚度,嚴格按照試驗段的攤鋪方法部署瀝青混合料的施工,從而確保攤鋪質量。
待瀝青混合料攤鋪達到一定長度即可開始碾壓。該工程的碾壓機均選用雙鋼輪壓路機,型號為12T。瀝青混凝土應嚴格按照試驗段確定的碾壓溫度、工藝流程和碾壓遍數等施工參數進行碾壓。碾壓之前應做好技術交底工作,提高管理人員的質量意識,加強瀝青路面的碾壓質量控制,嚴格按照初壓、復壓和終壓等流程進行作業,除了復壓采取振動碾壓的方式,其余碾壓階段均采用靜壓方式,碾壓遍數為2~3遍,初壓時瀝青混合料溫度≥130℃,嚴格按照規范要求控制碾壓速度,相鄰兩幅搭接碾壓的輪跡為1/3的輪寬,確保工作面碾壓充分與密實,使瀝青路面的壓實度能夠滿足設計要求[7]。在瀝青路面碾壓過程中,壓路機不得在路面上隨意進行調轉車頭、停車或者急剎車等行為,從而避免未碾壓成型的路面在表層出現擁包現象。瀝青路面碾壓的工藝流程和相關施工參數應嚴格按照試驗段確定的施工方案執行,瀝青路面的壓實度和平整度應符合設計要求,施工管理人員應加大瀝青路面碾壓質量的檢查力度,確保瀝青路面碾壓密實可靠。瀝青路面全部碾壓完成后應封閉交通,在進出口位置設置禁止通行的警示牌和路障,從而防止車輛和行人進入路面造成破壞。
2.6.1 縱向接縫
該工程采用聯合攤鋪作業方法,2臺攤鋪機一前一后連續攤鋪,為了給后續攤鋪留設高程基準面,在已攤鋪的瀝青混合料預留10~20cm寬暫時不進行碾壓作業,縱向接縫要求上下層錯開距離為15cm以上,并要求重疊的攤鋪層寬度為5~10cm,接縫形式為熱接縫,采用跨接碾壓方式對縫跡進行消除。
2.6.2 橫向接縫
橫線接縫處理難度相對較大,接縫形式為冷接縫,為了確保接縫位置瀝青路面的平整度,對瀝青層端部的平整度進行檢查,檢查工具為6m 直尺。平整度實測結果≥3mm的瀝青層挖除,清理干凈切面上雜物,噴灑粘層瀝青,根據接縫位置瀝青層所需鋪設的厚度計算出實際松鋪厚度,攤鋪機熨平板預熱20min,使得接縫處溫度≥65℃,接著按照2m/min的速度進行攤鋪。瀝青中間的橫向接縫采用橫向碾壓方法,鋼輪壓路機的大部分鋼輪都壓在原有路面上,接著緩慢地向新鋪的路面進行移動,碾壓遍數為5~6遍。路面兩側的橫向接縫則采用縱向碾壓方法,鋼輪壓路機的后輪與接縫的距離為3~6m,碾壓方式為先振壓后靜壓,碾壓遍數均為2遍。
AC-13C瀝青混凝土施工完成后采用取芯法對瀝青上面層路面厚度進行檢測,檢測厚度為4.0~4.3cm,平均厚度為4.1cm,芯樣均勻連續無離析現象,滿足≥4cm設計要求;壓實度為98.1%~101.1%,平均值為98.9%,滿足≥98%的設計要求。平整度為0.47~0.56mm,平均值為0.52mm,滿足≤0.8mm 的規范要求。滲水系數為58~84ml/min,平均值為75.5ml/min,滿足<200ml/min的設計要求,所有技術指標均滿足設計要求,取得良好施工質量控制效果。實踐表明,在AC-13C瀝青混凝土施工過程,采取上述措施,能夠有效地控制與管理AC-13C瀝青混凝土的施工質量,為類似項目積累了一定經驗。