ARHM-13橡膠瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)性能及施工技術(shù)研究

楊滿紅

(甘肅中交華強(qiáng)工程建設(shè)有限公司)

1 工程概況

本項(xiàng)目工程路面施工樁號(hào)為k30+000--k48+560，全長(zhǎng)26.990km，涵蓋KTJ01、KTJ02 兩個(gè)標(biāo)段路基，包括互通區(qū)、服務(wù)區(qū)、連接線等。主要施工內(nèi)容為水泥穩(wěn)定碎石底基層、水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青下面層、中面層、上面層、土路肩加固、中央分隔帶排水、培土等工程。本項(xiàng)目合計(jì)約117 萬(wàn)噸水穩(wěn)混合料和43.7 萬(wàn)噸瀝青混合料。

路面計(jì)劃施工工期15個(gè)月。

2 工程試驗(yàn)段施工

為確保施工質(zhì)量滿足要求。本工程施工前對(duì)某路段面層進(jìn)行試驗(yàn)。本次ARHM-13 上面層試驗(yàn)段施工樁號(hào)為K25+840-K26+147右幅，長(zhǎng)度307m，攤鋪寬度15.25米。試驗(yàn)段施工日期：2020年8月15日。

工程試驗(yàn)段施工目的：

⑴驗(yàn)證ARHM-13 瀝青混合料與生產(chǎn)配合比的目標(biāo)配合比。

⑵驗(yàn)證ARHM-13 瀝青混合料機(jī)械設(shè)備和人員組成合理性。

⑶驗(yàn)證ARHM-13 瀝青混合料拌合工藝主要有：拌合樓投料情況，拌合容量，拌合溫度，拌合時(shí)間等。

⑷驗(yàn)證運(yùn)輸車(chē)輛配置及相應(yīng)ARHM-13 瀝青混合料保溫措施。

⑸驗(yàn)證ARHM-13 瀝青混合料攤鋪工藝，主要包括：攤鋪機(jī)梯次作業(yè)情況，料車(chē)卸料方式、攤鋪溫度、攤鋪速度、初步振搗和夯實(shí)的方法和強(qiáng)度，熨平預(yù)熱方式和溫度，厚度控制機(jī)找平方式等。

⑹驗(yàn)證ARHM-13 瀝青混合料的碾壓工藝，主要包括：碾壓機(jī)具組合方式、壓實(shí)順序、碾壓速度及遍速、碾壓溫度等。

⑺對(duì)各階段ARHM-13 瀝青混合料的溫度控制參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)混合料的鋪設(shè)系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。

⑻驗(yàn)證ARHM-13瀝青混合料施工縫處理方法。

⑼根據(jù)施工不足之處進(jìn)行分析總結(jié)及改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。

3 原材料及配合比設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步增加ARHM-13 的鋪裝構(gòu)造深度，降低運(yùn)行過(guò)程中因重載交通流量造成的構(gòu)造深度衰減[1]，同時(shí)進(jìn)一步強(qiáng)化ARHM-13 的骨架作用，項(xiàng)目部在ARHM-13 的生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，不摻入4～6mm 的顆粒。設(shè)計(jì)比例為：11～17mm:6～11mm:0～4mm:0 礦粉=39%:36%:15%:10%，見(jiàn)表1、表2。

表1 ARHM-13生產(chǎn)配合比級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果

表2 ARHM-13生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果及性能指標(biāo)

4 施工方案

4.1下承層檢查、清理

下承層工作面在施工前由項(xiàng)目部會(huì)同監(jiān)理辦、技術(shù)咨詢服務(wù)單位進(jìn)行步檢，在施工路段兩端設(shè)置標(biāo)志牌，禁止非施工車(chē)輛和行人通行的同時(shí)，對(duì)出現(xiàn)漏灑的部位進(jìn)行補(bǔ)灑。

4.2測(cè)量放樣

用于攤鋪機(jī)控制標(biāo)高和找平的非接觸式平衡梁用于攤鋪機(jī)的兩側(cè)。攤鋪時(shí)在攤鋪機(jī)前面設(shè)專(zhuān)人檢查浮動(dòng)梁探頭下方的工作面并及時(shí)進(jìn)行清理，以防止出現(xiàn)誤差[2]。

4.3混合料拌和

在生產(chǎn)前，安排人員檢查拌和樓及其附屬裝置?；旌狭习韬筒捎矛斶B尼MAT440 拌合樓進(jìn)行集中拌和，每鍋料產(chǎn)量為5000kg 左右。SMA 混合料拌合時(shí)集料用裝載機(jī)送入拌和樓的冷料倉(cāng)內(nèi)，按照生產(chǎn)配合比采用電腦控制，自動(dòng)加入各種集料、礦粉、纖維和瀝青的數(shù)量，拌合過(guò)程投料順序?yàn)椋合忍砑哟旨稀⒓?xì)集料、木質(zhì)素纖維進(jìn)行干拌，再添加瀝青與礦料先接觸，中途再添加礦粉進(jìn)行濕拌，纖維投料根據(jù)每盤(pán)混合料產(chǎn)量采用型號(hào)為FM-7000 專(zhuān)用投料機(jī)預(yù)先稱(chēng)重計(jì)量再風(fēng)送投放至拌鍋的方式[3]。

4.3.1拌和時(shí)間

按施工方案和試拌結(jié)果控制本試驗(yàn)段的拌和時(shí)間：其中干拌時(shí)間定為12s，濕拌不低于40s，基本每盤(pán)的制作周期都在85s以上。

4.3.2拌合溫度

本次ARHM-13 試驗(yàn)段瀝青加熱溫度(165℃～175℃)控制在170℃；集料加熱溫度(190℃～220℃)控制在195℃左右；出料溫度控制在180℃～185℃，最高不超過(guò)195℃。

4.3.3內(nèi)場(chǎng)出料檢查

內(nèi)場(chǎng)專(zhuān)人觀察出料情況，對(duì)混合料溫度、混合料均勻性、花白料、混合料過(guò)油或過(guò)干進(jìn)行檢查，本次試驗(yàn)段拌和期間，混合料均無(wú)異常。

4.4混合料攤鋪施工

本次試驗(yàn)段運(yùn)距約10km，共投入15 輛30t 自卸汽車(chē)，運(yùn)輸車(chē)輛均經(jīng)過(guò)保溫改裝，并覆蓋定制雙層夾棉篷布。運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間約30min，為確保連續(xù)拌合及連續(xù)攤鋪施工，拌合站等待裝料料車(chē)至少需要3 臺(tái)，施工現(xiàn)場(chǎng)等待卸料車(chē)至少需要5臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)攤鋪為2臺(tái)，根據(jù)拌合樓生產(chǎn)能力250t/h計(jì)算，15min約62.5t，途中行駛車(chē)輛為2 輛，加上拌合樓及施工現(xiàn)場(chǎng)料車(chē)，本次試驗(yàn)段最少料車(chē)需要數(shù)量為12輛，我部投入料車(chē)15輛，可滿足生產(chǎn)需求，后期若運(yùn)距增加，再行增加料車(chē)數(shù)量。

4.4.1攤鋪準(zhǔn)備

攤鋪前，操作人員在對(duì)攤鋪機(jī)易故障點(diǎn)進(jìn)行排查處理的同時(shí)，對(duì)熨平平板進(jìn)行拉線復(fù)核，確保熨平水平開(kāi)始攤鋪施工，熨平加熱溫度不低于100℃[4]，相關(guān)指標(biāo)見(jiàn)表3；雙鋼輪壓路機(jī)在每日施工結(jié)束后進(jìn)行涂油維護(hù)，減少銹蝕，壓路機(jī)先在土工布上來(lái)回滾動(dòng)，直到試驗(yàn)段開(kāi)始前將鋼輪上的油漬、銹蝕去除。

表3 ARHM-13橡膠瀝青混合料施工溫度控制

4.4.2攤鋪方式

本次試驗(yàn)段攤鋪采用梯次攤鋪2 臺(tái)福格勒攤鋪機(jī)，由大樁號(hào)向小樁號(hào)方向搭接寬度約10 厘米的兩臺(tái)攤鋪機(jī)，前后間隔約3 米。攤鋪施工厚度為4cm，寬度為15.25m，根據(jù)試鋪結(jié)果，試驗(yàn)段暫采用松鋪系數(shù)1.21，松鋪厚度為4.85cm。攤鋪對(duì)高程、厚度和平整度的控制采用非接觸式平衡梁。

攤鋪機(jī)攤鋪速度要慢，攤鋪均勻，不能間斷，攤鋪速度和震動(dòng)頻率不能隨意調(diào)整，在正常運(yùn)行中是禁止的。在螺旋兩端，增加反向葉片，使混合物的二次攪拌更加均勻，以防止混合物在攤鋪機(jī)兩側(cè)的離析[5]。本次試驗(yàn)段只對(duì)收工進(jìn)行了一次停機(jī)。攤鋪機(jī)料門(mén)開(kāi)度，鏈板式供料器轉(zhuǎn)速與略高于螺旋式供料器2/3 的螺旋式供料器轉(zhuǎn)速相匹配，全寬范圍內(nèi)熨平擋板前混合料高度一致。

4.4.3碾壓

⑴碾壓準(zhǔn)備

本次工程試驗(yàn)段施工共投入7 臺(tái)雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，施工前對(duì)壓路機(jī)進(jìn)行檢查，壓路機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均正常。起步位置鋪油布，并在輪胎上涂色拉油。為防止鋼輪碾壓出現(xiàn)滴水漫流的現(xiàn)象，施工前安排維修人員對(duì)壓路機(jī)噴水流量進(jìn)行了調(diào)試，將噴水檔位設(shè)置為4 檔，效果基本良好，不會(huì)產(chǎn)生明顯的噴水漫流現(xiàn)象。

⑵壓實(shí)工藝

通過(guò)兩種碾壓方式的對(duì)比，選擇更優(yōu)的方案，從而對(duì)后續(xù)大面積的大面積施工進(jìn)行指導(dǎo)。上層壓路機(jī)項(xiàng)目部計(jì)劃投入初壓2 臺(tái)、復(fù)壓4 臺(tái)、終壓1 臺(tái)共7 臺(tái)13T重雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)。ARHM-13 常規(guī)段落擬采用的碾壓工藝如表4和表5所示。

表4 ARHM-13ARHM-13橡膠瀝青混合料碾壓方案1

表5 ARHM-13ARHM-13橡膠瀝青混合料碾壓方案2

復(fù)壓采用“同進(jìn)同退”的方式緊隨、少水、高頻率、低幅面碾壓，壓路機(jī)在碾壓時(shí)車(chē)輪朝攤鋪機(jī)方向，由外側(cè)往中心方向碾壓，而在超高路段則由低往高方向碾壓，行駛車(chē)輪應(yīng)由低處往高處碾壓在坡道上。不得突然改變碾壓路線和方向，減速慢行，禁止壓路機(jī)起步或停車(chē)制動(dòng)。壓路機(jī)回折時(shí)，不可在同一橫截面上回折。

碾壓過(guò)程中安排現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人采用通話機(jī)對(duì)每個(gè)操作工進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)、管控，確保碾壓工藝按照既定的計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施。

4.5接縫處理

4.5.1縱向施工縫

采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)攤鋪產(chǎn)生的縱向接縫為熱接縫。攤鋪時(shí)，前后兩臺(tái)攤鋪機(jī)之間的間隔控制在3～5米以內(nèi)，避免縱向接縫溫度散失過(guò)快，并留10～20cm 寬的已鋪混合料部分在前面作后高程基準(zhǔn)面暫不碾壓，并有5cm～10cm 左右的攤鋪重疊，以熱接縫的形式作跨接碾壓，以消除接縫痕跡。如果兩臺(tái)攤鋪機(jī)間隔距離較短，可以采用碾壓的方式進(jìn)行一次作業(yè)。

4.5.2橫向施工縫

上層橫向施工縫全部采用平縫和接茬的方式，攤鋪結(jié)束后用三米直尺沿縱向位置，攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸定出接縫位置，對(duì)端部或?qū)雍癫蛔愕牟糠?，人工用鎬刨去，繼續(xù)攤鋪時(shí)，在攤鋪層鋸切時(shí)留灰漿擦洗干凈，涂上少量粘層瀝青，攤鋪時(shí)，將攤鋪層鋸切后留由接縫處開(kāi)始攤鋪攤鋪機(jī)熨平，攤鋪前要將熨平提前0.5～1H 預(yù)熱至不低于100℃，預(yù)熱甚至軟化原壓實(shí)的部分；用鋼壓路機(jī)在碾壓時(shí)進(jìn)行橫向壓實(shí)，以每次寬度20 厘米為宜，直至全部壓在新鋪面上，從先鋪路面的跨縫逐步向新鋪面層移動(dòng)。應(yīng)對(duì)縫合處的平整度進(jìn)行碾壓后的檢測(cè)，對(duì)達(dá)不到要求的部位及時(shí)進(jìn)行處理，保證縫合處的平整。

5 結(jié)論

通過(guò)此次上層試驗(yàn)段施工，我部在對(duì)下層ARHM-13橡膠瀝青厚度、高程、寬度、橫向坡度等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析的同時(shí)，按照設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)瀝青用量、壓實(shí)度、平整度、彎沉度等項(xiàng)目進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。根據(jù)工程施工監(jiān)控的所有數(shù)值顯示都達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，總結(jié)出的所有數(shù)據(jù)都能在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)下層的大面積道路施工建設(shè)起到指導(dǎo)作用。