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        高模量瀝青混凝土施工技術(shù)總結(jié)

        2009-04-29 00:00:00喻仁友

        摘要:高模量瀝青混凝土在國內(nèi)尚無成熟的施工工藝和相應(yīng)權(quán)威的檢測標準。本文結(jié)合阿爾及利亞東西高速高模量瀝青混凝土的施工經(jīng)驗,對高模量瀝青混凝土在施工中的應(yīng)用做如下總結(jié),為類似工程提供積極的借鑒意義。

        關(guān)鍵詞:高模量瀝青混凝土 施工工藝 檢測指標

        0 引言

        高模量的瀝青混凝土,按照法國NFP98-140中的定義,是指通過采用高模量外加劑使瀝青混凝土的復(fù)數(shù)模量(15℃,10Hz)≥14000Mpa的瀝青混凝土。該材料廣泛運用在高等公路建設(shè)之中,在阿爾及利亞東西高速公路項目中取得不錯的效果。

        1 工程概況

        阿爾及利亞東西高速公路項目分東段、中段和西段三部分,其中中標段共有M1-M7七個標段。M7標段位于東西高速公路中標段西部,基本沿東西方向布設(shè)。路段起自LimOuestWChief,終止于Chief,線路全長24Km。

        1.1 自然條件地形、地貌:CHLEF省地形外貌差異非常大,包括北部的DAHRA山區(qū)高地和南部的OUARSENIS低山丘陵。CHELIFF河流將其分割開來,并形成了狹長的盆地地貌。從東向西有一條很長的洼地,高程大致在128~308m,為;中積平原及低緩丘陵組成。地勢較緩,漸漸增高,向南逐漸過渡,與南部地勢起伏較大的白堊土相連接。

        氣象、水文、環(huán)境:CHLEF地區(qū)氣候惡劣,平均溫度為19℃:月最高溫度在八月份,超過40℃;最低溫度,在一月份是9.4℃。年降雨量400~1000毫米。11月至次年3月為雨季,一月份溫度最低,有降雪、結(jié)冰。該區(qū)河流發(fā)源于撒哈阿特拉斯山,向北匯入地中海。河流流量季節(jié)變化較大,冬春漲水,夏末枯水,地表水缺乏。管區(qū)內(nèi)環(huán)境污染主要是由風和沙土引起的粉塵。

        地質(zhì)、地震:線路穿越褶皺碎裂石灰層、新近沖積和崩積土覆蓋的白堊紀巖層地帶、移位巖石山區(qū)內(nèi)的盆地、受CHLEF平原強地震頻率影響而變形的第四紀地區(qū)、沉積地帶和不穩(wěn)定傾斜地帶等。線路所經(jīng)地區(qū)巖性主要為灰白色、淺黃、凝灰結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造的石灰質(zhì)凝灰?guī)r,表層多形成厚度1~3m鈣質(zhì)硬殼;地質(zhì)構(gòu)造上,屬阿特拉斯阿爾卑斯褶皺帶,地震多發(fā)地帶,地震災(zāi)害相對嚴重。

        1.2 技術(shù)指標該高速公路的技術(shù)標準采用法國技術(shù)標準,雙向六車道高速公,路基項寬度為32m,路面橫向布置1m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+1m。路面結(jié)構(gòu)層為:3.5cm瀝青混凝土BBMa(磨耗層),5cm瀝青混凝土BBME(連接層),9cm高模量瀝青混凝土EME2(基層),10cm高模量瀝青混凝土EME2(底基層),40厘米厚0~31.5mm級配碎石墊層。

        2 原材料配合比設(shè)計要求

        2.1 集料本項目EME2高模量瀝青混合料中使用的骨料規(guī)格為:0~2mm,2—6.3mm,6.3~10mm,10—14mm四種。法國規(guī)范和技術(shù)標準,對路面石料要求比較嚴格??刂苹旌狭系募壟涞年P(guān)鍵是控制好原材料的級配,對于級配我們主要控制2D,1.58D,(D+a)/2,d,0.63d等幾個關(guān)鍵篩孔的通過量(d和D分別表示骨料的最小和最大尺寸)。碎石的質(zhì)量主要是從以下兩個方面來控制的:第一是碎石的固有特性試驗,如真實密度、吸水性、洛杉磯、微的瓦爾、磨光強度等;第二是生產(chǎn)特性,主要包括粒徑、扁平率、棱角性、潔凈度。對于用于BBMa,BBME,EME2的碎石,扁平率≤20%,表面清潔度≤2%。由于當?shù)厮槭瘓錾a(chǎn)規(guī)模比較小,生產(chǎn)質(zhì)量低,無法滿足瀝青路面用料要求。為了保證工期要求和瀝青路面的施工質(zhì)量,因此我們在Rouina建立了自己的碎石加工場,主要生產(chǎn)各種粒徑的石灰石碎石和機制砂,石料呈灰黑色,主要礦物成分為方解石、少量白云石。強度較高。本料場所產(chǎn)碎石和機制砂完全滿足路面各層的技術(shù)要求。

        2.2 瀝青結(jié)合本項目氣候特點,采用SBS聚合物改性瀝青,其中基質(zhì)瀝青采用40-50號硬質(zhì)瀝青。

        2.3 外加劑外加劑的外形為顆粒狀,顏色為暗灰色,尺寸為2~3mm,密度為0.93—0.965g/cm3,熔點175℃,可直接投入拌合站的拌鍋中進行攪拌,生產(chǎn)溫度控制在175℃±10℃。這種外加劑在我國還沒有運用到施工中。根據(jù)法國規(guī)范,只有使用硬瀝青或改性瀝青才能獲得堅硬的高模量的瀝青混凝土。

        3 施工工藝

        3.1 施工準備封層驗收完畢后,進行測量放線工作,每10米1根鋼釬(曲線段加密5米1根),采用鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方法,10cmEME2瀝青混合料的松鋪系數(shù)通過試驗段得出為1.25,(9cmEME2、5cmBBME、3.5cmBBMa層采用平衡梁法施工)攤鋪碾壓設(shè)備提前就位。

        3.2 混合料的拌合混合料的拌合采用意大利瑪蓮尼拌合站,型號為3500,額定功率為320t/h,由于摻加有PLAST外加劑要求有充分的拌合時間和嚴格的溫度范圍,EME2拌合時間,干拌12秒,濕拌34秒,總的拌合時間為46秒。骨料加熱溫度為180~190℃,瀝青加熱溫度為150~160℃,出料溫度為170~190℃(175~185℃最佳)棄料溫度大于190℃。在此拌合時間和溫度下,能夠使瀝青混合料攪拌均勻,可以觀測到外加劑溶化后的細絲狀。

        3.3 混合料的運輸瀝青混合料的運輸采用25T的自卸車,在裝料前,安排專人把車箱底板及側(cè)板清洗干凈,并刷一簿層油水(用含柴油量為20%油水)。瀝青混合料裝入車箱時,分三次進行,先裝車箱前部,再裝車箱后部,最后裝車箱中部,以減少瀝青混合料離析現(xiàn)象。瀝青混合料從裝車點到施工點之間的運輸時間應(yīng)該小于2小時。每輛運輸車都要備有棉篷布,在運輸過程中進行保溫和防塵。

        3.4 混合料的攤鋪瀝青混凝土10cm EME2的寬度為12.595m,9cmEME2的寬度為12.345m攤鋪采用一臺攤鋪機單幅全寬攤鋪,用一臺攤鋪機能夠避免縱向熱接縫,可以提高平整度。5cmBBME和3.5cmBBMa采用2臺福格勒super2100-2型攤鋪機并列梯隊攤鋪,兩臺攤鋪機前后距離15~30m,縱向熱接縫,要保證瀝青混合料溫度均勻,一次攤鋪完成,同時做到緩慢、均勻、連續(xù)不問斷地攤鋪,禁止隨意變換速度或中途停頓。攤鋪的最佳速度可根據(jù)混合料供給能力、攤鋪厚度和寬度等按公式求得V100QC/60ρwh式中:Q拌合站產(chǎn)量,V—鋪機速度(m/min),H—壓實后的攤鋪厚度,C—工作效率系數(shù)(C值根據(jù)材料供應(yīng),運輸能力等配套情況確定,正常取值O.6~0.8),W——攤鋪寬度,p瀝青混合料壓實后形成的密度。一般攤鋪速度應(yīng)控制在每分鐘2—4m,并保持攤鋪速度恒定(根據(jù)供料情況,保持不停機為最低原則),攤鋪機瞬時作業(yè)速度的變化,直接影響路面的平整度。速度不勻,面層粗糙度不勻;速度過快,面層變得粗糙,且每次振動間隔增大,必然造成平整度下降。因此攤鋪機的工作速度一經(jīng)選定,應(yīng)保持恒定均勻,不得隨意換速度。

        在攤鋪機收料斗涂刷少量柴油防止粘料。攤鋪機在開工之前提前0.5—1小時對熨平板進行預(yù)熱,溫度不低于100℃。在正式開始攤鋪前應(yīng)保證3輛以上的料車,以保證攤鋪的連續(xù)進行,避免停機待料現(xiàn)象的發(fā)生。卸料時,運輸車在瀝青混凝土攤鋪機前30cm停止,靠攤鋪機向前推動運輸車輛前進。攤鋪機的左右配有工人進行邊角及坑槽處理,混合料的攤鋪溫度不低于165℃。攤鋪機配備熨平板自控裝置,能通過傳感器控制標高和平整度,使攤鋪機能鋪筑出理想的縱橫坡度。傳感器應(yīng)由參考線與滑撬式基準板操作。橫坡控制器應(yīng)能讓熨平板保持理想的坡度,精度控制在±0.1%范圍內(nèi)。

        3.5 混合料的碾壓瀝青混合料的碾壓應(yīng)當遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則,按照先輕后重、由低向高的順序進行。為了防止膠輪壓路機的溫度下降,用帆布把膠輪保護起來,能夠保持膠輪的溫度,特別是在有風的天氣下碾壓效果很明顯,不容易出現(xiàn)粘輪,減少了人工涂刷隔離劑。瀝青混合料開始碾壓時,輪胎壓路機碾壓6次,鋼輪振壓1次,鋼輪靜壓2次,鋼輪靜壓1次收面,碾壓時輪胎壓路機盡量緊跟在攤鋪機后面,保證作業(yè)組的跟進長度為最小,該長度與氣候有關(guān),確保攤鋪機的壓實平臺與最后一臺壓路機之間的距離不超過60米??梢詼p少攤鋪后的溫度損失,開始碾壓時的混合料的內(nèi)部溫度不低于160℃,在碾壓期間,相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/3—1/2的碾壓輪寬度,為避免碾壓時混合料推擠產(chǎn)生擁包,碾壓時應(yīng)將驅(qū)動輪朝向攤鋪機;碾壓路線及方向不應(yīng)突然改變;壓路機起動、停止必須減速緩行,不準剎車制動。壓路機折回不應(yīng)處在同一橫斷面上。施工機械和車輛不得在未冷卻的瀝青混合料上停放,防止油料、潤滑脂、汽油或其他雜質(zhì)在壓路機操作或停放期間掉落在路面上。

        3.6 接縫處理為提高平整度,一般采用切割成垂直面的方法,可在改性瀝青路面完工后,稍停一停,在其尚未冷卻之前,就切割好。具體做法為:將3m直尺沿路線縱向靠在已施工段的端都,伸出端部的直尺呈懸臂狀;以已施工路面與直尺脫離點定出接縫位置,用鋸縫機割齊后鏟除廢料,并用水將接縫處>中洗干凈;下次施工前將接縫斷面清掃干凈并刷粘層油后進行攤鋪。攤鋪機熨平板從接縫處起步攤鋪,當攤鋪機起步后,人工用鐵鍬鏟除原路面上的混合料,漏出接口為止,碾壓接縫時,用雙鋼輪壓路機橫向碾壓,前進靜壓,后退振壓,碾壓寬度為20cm,雙鋼輪壓路機20cm的位置在新鋪的混合料上碾壓,當壓路機通過以后人工清除原有路面上的混合料,漏出接口,用3m直尺監(jiān)測接縫位置,高的部位要鏟除,低的部位用篩子篩細料填補,直到用3m直尺監(jiān)測合格后正常碾壓。接縫時速度要快,防止溫度下降過快,影響接頭平整度及壓實度等質(zhì)量。

        3.7 封閉交通每天施工完成的路段應(yīng)封閉交通,禁止任何車輛通行,直至成型路面完全冷卻至常溫以下。必要時可采取灑水車灑水降至50℃以下后開放交通。

        4 施工質(zhì)量檢測控制

        4.1 厚度、空隙率控制現(xiàn)場厚度和空隙率采用鉆芯取樣的方法進行試驗,根據(jù)規(guī)范要求現(xiàn)場空隙率95%的點要小于6%,現(xiàn)在力爭控制在3%~5%。厚度通過測量每300m為一個批次進行檢查,路面上每10m檢測3個點(在路面行車層理論邊緣及中心線處),相對理論厚度(e)的允許誤差為:BBMa和BBME要求97.5%的檢測點大于e-1cm;EME2要求97.5%的檢測點大于e-1.5Cmo

        4.2 水準控制通過測量每300m為一個批次進行檢查,和厚度合格性檢查一樣,也是取相同的檢測點做檢查。相對于理論標高的允許誤差為:100%的檢測點,BBMe和BBME要求在理論標高的±0.5cm之間;EME2要求在理論標高的±1cm之間。

        4.3 平整度路面體各層表面平整度通過點狀測量對現(xiàn)場進行檢查,使用3m直尺,沿著線路走向或路面邊緣平行線方向以300m為一個區(qū)間進行,同時橫向沿著與路面中心線垂直的方向進行。

        4.4 粗糙度對于BBMa要進粗糙度控制,在每300m的區(qū)域內(nèi)平均取20個點檢測,允許誤差:最小HSV≥0.7mm。

        5 結(jié)語

        高模量瀝青混凝土在本項目的運用是比較成功的,達到了預(yù)期的效果,為以后大面積推廣使用起到了積極的作用。對于高模量瀝青混凝土施工應(yīng)特別重視材料質(zhì)量、施工溫度和壓實工序的管理,使混合料充分壓實。在以后的施工中,我們要注意緊密結(jié)合本地的交通和氣候狀況,不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),不斷進行改進,使新技術(shù)充分發(fā)揮出作用。

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