高等级公路沥青路面施工质量控制要点分析

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孔令栩

(中交一公局厦门工程有限公司,福建 厦门 361000)

在沥青混凝土路面的施工过程中,沥青路面的厚度、压实度及平整度既是保证公路质量的重要指标,也是确保路面整体耐久性能的前提条件。因此在进行沥青路面的施工时,需要对其具体的施工工艺以及相关技术要求等方面的内容加以明确,并根据实际情况制定出合理的施工方案并实施。分析沥青路面施工质量的控制要点,以及沥青路面施工中的混合料拌和运输、摊铺碾压及接缝处置等环节的控制措施,为今后的沥青混凝土路面养护工作提供参考的依据。

1.1 通过沥青混合料试拌确定的主要内容

其一,拌和机的控制参数:拌和的沥青数量、时间、温度、进料速度等。

其二,检查沥青混合料的配比与技术性能,确定正式使用时的沥青矿料配合比和油石比。

1.2 通过试验段施工确定的主要内容

其一,检验沥青混合料施工的工作性能。其二,摊铺机的选型、摊铺的温度、摊铺的速度、初始振捣夯实的方法和频率、自动化找平方式等。其三,压实设备的选型及合理组合,确定压实顺序,碾压的温度、速度及作业层次。其四,施工缝的处理方法。其五,松铺系数。其六,施工产量及作业段的长度。其七,施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备及检测设备。

1.3 施工主要工艺的技术要求

1.3.1 主要施工工艺流程

下承层准备(工作面)—施工放样—混合料拌和(备料、原材料试验、配合比设计)—混合料运输(到场温度检测)—混合料摊铺—混合料碾压—检测—成品保护(交通封闭)。

1.3.2 主要施工技术

施工工艺技术与沥青路面质量紧密相关,直接影响公路的耐久性、舒适性。因此,在沥青路面施工之前必须对施工条件、施工工艺、设备选型及材料等因素慎重考虑,确保符合高等级公路路面的要求和标准。首先,要保证沥青混合料拌和均匀,并在拌制过程中严格控制搅拌时间,避免出现“花白料”的现象。其次,为了减少沥青混合料装载、运输离析,应按“前、后、中”分5 次装料,以免形成锥形料堆,减少粗细集料的离析现象。最后,根据路面设计宽度及沥青混合料的类型确定摊铺机、压路机及小型器具的选型。从混合料施工的均匀性考虑,初压设备建议选择振荡双钢轮压路机,以满足高等级公路沥青路面的施工应用[1]。

1.4 沥青路面的性能及特性

沥青路面具有良好的行驶性能和稳定性,是我国高等级公路的主要结构形式。沥青路面的主要特点是:黏结力强、抗滑性高,耐磨性也比较好,但是受地域气候影响较大,低温易脆裂、高温易软化及抗水损较弱。在高等级公路施工时,需要对沥青混合料的性能及温度等因素加以考虑,并针对其特性做出合理的配合比设计与选择。

此外,还应注意的是,在实际的施工中要根据具体的施工环境条件,结合当地的气候、水文情况,选择满足其性能指标的沥青原材料,避免路面出现早期车辙。同时,根据沥青的物理、化学特性做好相关的试验工作,确保公路的耐久性。

1.5 沥青路面的施工材料与技术

在选购沥青混凝土路面的原材料过程中,要综合考虑很多因素。首先,要考虑公路所在地的气候、水文及交通荷载特点,慎重选择沥青材料、碎石集料等。在各种原材料进场、沥青混合料生产过程中,按规定的检查项目与频率,对各种原材料、沥青混合料进行抽样试验,其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的规定。以海南文临高速路面三标沥青上面层施工材料为例。粗集料碎石岩性为玄武岩,石质坚硬、清洁,不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。采用反击式破碎机轧制碎石,冲击式破碎机整形,严格控制针片状颗粒含量,质量符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的规定,洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配。上面层SMA-13 采用SBS(I-D)改性沥青,各项技术指标经检测符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的要求[2]。

2.1 沥青混合料的搅拌与运输

在沥青混合料拌和、摊铺和压实过程中,应安装施工质量管控一体化远程信息监控系统(含拌和、摊铺和压实工艺参数采集设备、信息传输与远程监控等),实时监控施工中各参数的变化情况,及时对施工重大偏差进行原因分析与调整。

沥青拌和站的设置符合国家及地方有关环境保护、消防、安全等规定。拌和站应配有完备的排水设施,各种集料必须分隔储存,所有集料仓均设遮雨棚,严禁泥土污染集料。在施工过程中,随时对路面进行外观(色泽、油膜厚度、表面空隙)检查。混合料拌制时,矿粉、沥青及各档集料必须严格按照报批的生产配比精准计量,并将每盘数据打印保存。在生产过程中,安排专人对混合料进行温度监测,确保混合料的温度满足规定要求。成品出厂时,温度若高于195℃应该按照废料标准处置,严禁用于路面实体。对出厂混合料逐车检查,并记录出厂时间、温度、质量情况等,不符合标准的混合料不得出厂。试验室应根据规定的频率进行取样,复核混合料的油石比、级配、稳定度和流值等指标是否异常,并及时向拌和站提出改进意见。

混合料的运输采用大吨位自卸车,均配备保温及防雨篷布。根据拌和的产能、摊铺速度及运输距离等合理配置运输车的数量,避免摊铺出现停机待料的情况。运到现场的沥青混合料,凡温度检测不合格(低于165℃),或发现花白、结团,或颜色枯褐灰暗,或被浸水,均应废弃处置。在运料车装车过程中,应按“前、后、中”分5 次装料,以免形成锥形料堆,减少粗细集料的离析现象。运料车进入摊铺现场前,要清理轮胎,避免车胎上的杂物对现场工作面造成污染。到场卸料由一名熟练的施工人员指挥,运料车距离摊铺机应该保持10~30cm 的距离,避免撞击摊铺设备[3-4]。

2.2 沥青混合料的摊铺

沥青混合料摊铺可根据沥青路面的设计宽度采用单机全断面施工或双机梯队联铺,摊铺机性能应稳定可靠、动力充沛。开工前,摊铺机受料斗应涂刷薄层隔离剂或防黏结剂。摊铺机应进行提前预热,且熨平板温度不得低于110℃。在摊铺过程中,根据实际情况调整熨平板和夯锤装置的频率和振幅,以确保摊铺的初始压实度达标。摊铺前,应该严格检查熨平板连接装置是否紧密,避免摊铺的时候出现划痕。摊铺机料斗进料前,应调试好螺旋布料器两端的自动料位器,匹配好料门开度、链板送料器速度和螺旋布料器转速。料位器内的沥青混合料以略高于螺旋叶片高度的2/3 为宜,熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致,以减少离析现象。摊铺时,摊铺机推荐采用自动找平方式,采用非接触式平衡梁进行摊铺厚度控制。下承层平整度较差时,应辅助采用挂标高线方式找平顺接。摊铺温度不低于160℃,摊铺速度宜控制在2~2.5m/min,夯锤推荐为4 级,熨平板仰角为13o,螺旋布料器高度约为35cm。

2.3 碾压

沥青路面施工碾压应根据路面设计的宽度、厚度采取不同的组合梯队方式进行。驱动轮面向摊铺机,严格遵循“先低后高”“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行分段碾压。初压时,采用双钢轮振荡压路机,碾压2 遍,速度为2~2.5km/h;
复压紧跟在初压完成后进行,采用重型轮胎压路机(SMA 采用双钢轮压路机),碾压4 遍,速度为3~3.5km/h;
终压采用双钢轮压路机,碾压1~2 遍,速度为3~4km/h。压路机作业时,严禁大幅度转弯或随意停顿,避免混合料产生推移或开裂。每个碾压界面长度不得拉距过长,根据气候温度一般控制在40~60m 范围。碾压严格按照试验段选优方案进行,压实度控制在大于马歇尔密度的98%,且不得过度碾压。碾压重叠宽度控制在轮宽的1/3~1/2。压路机防黏剂喷嘴不得出现堵塞情况,且应雾状喷淋。压路机靠近路缘石、护栏基础等结构物时,应小心驾驶,放慢速度,避免撞击移位的现象,但应防止漏压。在碾压现场,应设专岗对碾压温度、碾压工艺进行管理和检查,做到不漏压、不超压。终压选用双钢轮静压至表面无明显轮迹为止。

2.4 接缝处理

横向接缝宜采用平接缝。在沥青混合料冷却结硬后,用3m 直尺沿纵向放置,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处为接缝位置。采用切割机进行切缝处理,使接缝呈直角连接,并涂抹改性乳化沥青,接缝碾压完毕再纵向碾压摊铺面。

2.5 成品保护

摊铺施工前,应做好交通布控,运料车由现场引导进入待施工工作面,任何车辆或设备不得进入新铺筑路面。沥青路面待摊铺层完全自然冷却,温度低于50℃后方可开放交通。雨季施工时,注意气象预报,加强施工现场、沥青拌和站及气象台站之间的联系,控制施工长度,各项工序紧密衔接。运料车应备有防雨保温设施,并做好基层及路肩排水。严禁存在油污染的车辆或设备驶入沥青路面。

3.1 裂缝问题及防治措施

第一,横向裂缝。针对此类裂缝,在预防处治时,需及时做好基层养护维修,尽可能降低早期病害的产生。对于横穿机电管线及排水设施,应回填密实并满足一定的强度要求。在路面施工时,要确保接缝处压实度满足施工规定要求。

第二,纵向裂缝。加强路基路床验收,避免盲沟与路线交叉。若属于路面拓宽工程,需布设防裂材料并确保新老路面厚度一致,按照规定要求,合理控制压实度。

第三,龟裂。选择稳定性良好的施工材料,路面出现裂缝后,需及时进行处理,避免病害加重,严禁积水现象。

第四,反射裂缝。为预防反射裂缝,可以根据工程的实际情况,适当增加沥青面层的厚度,并合理使用半刚性材料,或者对沥青路面基层进行预切缝布设。

3.2 车辙类病害及防治措施

车辙类病害的预防,可从原材料、摊铺施工控制等方面下功夫,具体如下:

第一,原材料质量控制。为了有效预防车辙类病害,需根据公路所在区域的气候、水文及交通荷载特点,慎重选择沥青材料、碎石集料等原材料。精准控制级配范围和沥青用量,确保沥青混合料的各项技术指标符合设计及规范要求,必要时可掺配适量的抗车辙剂。

第二,摊铺质量控制。严格控制摊铺设备的选型,避免摊铺离析问题。

第三,交通管制。路面在行车荷载反复作用下容易产生车辙变形,尤其是在高温气候或新铺筑路面尚未稳定的情况下。为此,在建公路的沥青路面应限制行驶车辆吨位,不得出现超载、重载问题。

3.3 平整度不良及防治措施

沥青路面的平整度是公路行驶舒适性的重要指标,主要防治措施有:

第一,摊铺机选型合理。摊铺前,仔细设置和调试,使摊铺机及找平装置处于良好的工作状态,并根据试铺效果进行动态调整。

第二,在摊铺施工过程中,摊铺机前方应有适量运料车衔接卸料,确保连续、匀速施工,摊铺机不得中途停顿。

第三,路面各个结构层施工均应严格控制好平整度,避免下承层平整度反射至摊铺层平整度。

3.4 油石比不合格及防治措施

油石比是沥青路面耐久性的重要保障。拌和站沥青计量秤必须进行检查标定并取得计量认证,由试验工程师调整生产配合比,确保油石比在规定范围内,油石比试验严格按试验规程进行。同时,混合料拌制前应严格控制集料质量的均匀性,保证除尘装置工作正常,矿料、沥青用量准确。最后,将每日沥青用量和集料、矿料用量进行校核计算,验证油石比是否满足要求。

总之,沥青路面是目前高等级公路路面工程建设的首选形式,它的优点突出,外形美观、坚固耐用、平整度高及舒适性强等,是公路路面工程建设的理想选择。沥青路面工程在施工技术方面有非常高的要求,从原材料控制、混合料拌和及运输,到摊铺碾压作业的规范要求和过程质量控制缺一不可,只有不断解决施工质量问题,才能全方位提高沥青路面施工的质量和效率,确保沥青路面的安全性、耐久性和舒适性,保障公路交通平稳运行。

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