閆立群 山西晉城路橋建設(shè)有限公司 048000
瀝青混凝土路面的施工要點(diǎn)及控制方法
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根據(jù)作者多年來(lái)在高速公路瀝青混凝土路面施工中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合一些路面專(zhuān)家的建議,總結(jié)了瀝青混凝土路面面層的施工要點(diǎn)以及控制方法。
瀝青混凝土;路面;施工要點(diǎn);控制方法
瀝青混凝土路面因具有平整、耐磨、不揚(yáng)塵、不透水、耐久等優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。在瀝青混凝土路面的施工過(guò)程中關(guān)鍵是質(zhì)量控制。本人通過(guò)多年來(lái)在瀝青混凝土路面施工中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合一些路面專(zhuān)家的建議,對(duì)瀝青混凝土路面的施工要點(diǎn)及控制方法談幾點(diǎn)看法。
熟悉設(shè)計(jì)圖紙,招標(biāo)文件是準(zhǔn)備階段的首要任務(wù),通常由項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人及施工技術(shù)人員來(lái)完成。通過(guò)詳細(xì)的分析和研究,可以確定應(yīng)收集的技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家規(guī)范、試驗(yàn)規(guī)程等內(nèi)容,并掌握項(xiàng)目規(guī)模準(zhǔn)確計(jì)算出工程量,為合理確定施工計(jì)劃和編制施工組織設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
在瀝青混凝土路面工程施工的準(zhǔn)備階段,嚴(yán)把進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)量關(guān)是質(zhì)量控制工作的主要內(nèi)容。對(duì)選定的瀝青、砂石材料及礦粉應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量檢查,保證原材料質(zhì)量的穩(wěn)定性和均勻性;不同材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)都要按標(biāo)識(shí)分別堆放,細(xì)集料應(yīng)加蓋頂棚。
1.2.1 瀝青是關(guān)系路面施工的決定性材料之一,一般設(shè)計(jì)文件都有明確要求,直接從生產(chǎn)廠家訂購(gòu)。試驗(yàn)室主要檢查的試驗(yàn)項(xiàng)目有針入度、延度、軟化點(diǎn)、薄膜加熱、蠟含量及密度等,其它指標(biāo)可根據(jù)需要選做。瀝青的貯備要用專(zhuān)用貯備罐,專(zhuān)用貯備罐安全、 防水、保溫、無(wú)浪費(fèi),加熱使用方便。
1.2.2 各種規(guī)格的碎石是瀝青混凝土路面的骨料。在實(shí)際工作中,碎石的規(guī)格首先由面層的級(jí)配類(lèi)型確定最大值,其次再確定碎石的不同規(guī)格的分類(lèi)。瀝青混凝土面層用碎石、砂、石屑及礦粉組成混合料,理論級(jí)配中每種規(guī)格材料的用量是一定的,而在實(shí)際工作中,由于單一碎石、 砂、石屑的級(jí)配不是很穩(wěn)定均勻,故在工地準(zhǔn)備材料時(shí)要隨時(shí)抽檢篩分,進(jìn)行微小的調(diào)整。
1.2.3 瀝青混合料中必須采用由石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料磨細(xì)得到的礦粉。
另外各礦料的存放量以總用量90%控制,這樣不會(huì)造成某種材料過(guò)多或過(guò)少,對(duì)工程的成本是有利的。
首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工中的施工組織設(shè)計(jì)確定所需瀝青混凝土拌和站,同時(shí)完成拌合站的安裝、調(diào)試,其次由拌和設(shè)備的拌合能力確定相應(yīng)的攤鋪機(jī)、運(yùn)輸車(chē)及壓路機(jī)。選定各種機(jī)械設(shè)備后要在施工前對(duì)其進(jìn)行檢修、保養(yǎng),以保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.4.1 在施工中各配合比的作用
a.目標(biāo)配合比:目標(biāo)配合比用以確定拌和設(shè)備各冷料倉(cāng)的供料比例,進(jìn)料速度和作為備料、試拌的依據(jù);
b.生產(chǎn)配合比:由拌和樓熱料倉(cāng)中取樣篩分,以確定各熱料倉(cāng)中材料比例,同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉(cāng)比例,以達(dá)到供料均衡。按目標(biāo)配合比的最佳瀝青用量±0.2%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和車(chē)轍試驗(yàn),確定各熱料倉(cāng)材料、礦粉比例及最佳瀝青用量,供試拌、試鋪使用;
c.標(biāo)準(zhǔn)配合比:即通過(guò)試拌、試鋪?zhàn)罱K確認(rèn)的配合比,用以作為生產(chǎn)控制和質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù);
d.生產(chǎn)中若有材料的變化或經(jīng)抽檢材料級(jí)配、馬歇爾技術(shù)指標(biāo)不符合要求時(shí),應(yīng)分析原因并及時(shí)調(diào)整配合比。
1.4.2 冷料倉(cāng)標(biāo)定
為使生產(chǎn)過(guò)程中配合比準(zhǔn)確,減少等料、溢料現(xiàn)象,確保質(zhì)量和產(chǎn)量,施工前應(yīng)當(dāng)對(duì)冷料倉(cāng)進(jìn)行標(biāo)定。通過(guò)以往的施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)冷料倉(cāng)標(biāo)定方法如下:
a.按照集料規(guī)格分配冷料倉(cāng),按照經(jīng)驗(yàn)鎖定擋料板開(kāi)啟高度;
b.選擇適中的3~5個(gè)皮帶轉(zhuǎn)速進(jìn)行標(biāo)定,先設(shè)置一個(gè)皮帶轉(zhuǎn)速,啟動(dòng)烘干、除塵系統(tǒng),開(kāi)啟一個(gè)冷料倉(cāng)輸料(其余冷料倉(cāng)關(guān)閉),待出料穩(wěn)定后(5分鐘以上),清空熱料倉(cāng)并開(kāi)始計(jì)時(shí),到標(biāo)定時(shí)間(建議為10~15分鐘)時(shí),稱(chēng)量所有熱料倉(cāng)集料質(zhì)量,計(jì)算總質(zhì)量。對(duì)所選擇的其余皮帶轉(zhuǎn)速按此方法進(jìn)行標(biāo)定;
c.對(duì)所有冷料倉(cāng)標(biāo)定完成后,即得到每個(gè)冷料倉(cāng)3~5個(gè)皮帶轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的集料流量(總質(zhì)量/標(biāo)定時(shí)間kg/min);
d.如控制儀配備自動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)換系統(tǒng),將上述計(jì)量所得到數(shù)據(jù)輸入控制儀即可。如未配備此系統(tǒng),應(yīng)對(duì)每個(gè)冷料倉(cāng)繪制皮帶轉(zhuǎn)速與集料流量關(guān)系圖,生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)按照曲線和冷料比例設(shè)置冷料倉(cāng)皮帶轉(zhuǎn)速;如:3000型設(shè)備,每小時(shí)產(chǎn)量200t以上,設(shè)每小時(shí)輸?shù)V料200t,每小時(shí)礦料流量為3333kg/min,確定某冷料倉(cāng)皮帶轉(zhuǎn)速的方法為:計(jì)算該倉(cāng)集料流量(3333×該倉(cāng)集料比例),從皮帶轉(zhuǎn)速與集料流量關(guān)系圖上可得到該冷料倉(cāng)設(shè)置皮帶轉(zhuǎn)速;
e.標(biāo)定時(shí)各冷料倉(cāng)所用集料的品種、規(guī)格、含水率應(yīng)與施工使用的集料一致;
確定試鋪路段后,可根據(jù)以往路面施工的成功經(jīng)驗(yàn)確定試鋪方案并進(jìn)行試鋪,通過(guò)試鋪路段的完成達(dá)到以下目的。
a.確定施工機(jī)械合理組合及數(shù)量;
b.確定冷料倉(cāng)轉(zhuǎn)速與材料流量關(guān)系,確定拌和機(jī)上料速度,拌和數(shù)量與時(shí)間,拌和溫度及相關(guān)操作工藝;
c.確定攤鋪機(jī)攤鋪速度,自動(dòng)找平方式及操作工藝;
d.確定壓路機(jī)的壓實(shí)順序、碾壓溫度、碾壓速度及遍數(shù)等碾壓工藝;確定松鋪系數(shù)、核密儀與鉆芯密度的相關(guān)關(guān)系;
e.檢查生產(chǎn)配合比中應(yīng)用礦料比例和瀝青用量,并確定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)配合比。
在完成試驗(yàn)段后,根據(jù)取得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)確定合理的施工方案,組織大面積施工。
瀝青混凝土下面層攤鋪前,下承層必須經(jīng)過(guò)養(yǎng)生,使之達(dá)到要求的強(qiáng)度,同時(shí)為保證層間結(jié)合良好,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求噴灑乳化瀝青透層油,當(dāng)下承層表面有松散、浮塵等現(xiàn)象時(shí),需要先對(duì)其進(jìn)行處理清掃然后及時(shí)噴灑透層油,尤其注意加強(qiáng)對(duì)橋涵臺(tái)背、耳墻附近以及等部位的清理和修補(bǔ)。
測(cè)量放樣包括標(biāo)高測(cè)量與平面控制兩項(xiàng)內(nèi)容。標(biāo)高測(cè)量的目的是確定下承層表面高程與設(shè)計(jì)高程相差的確切數(shù)值,以方便在掛線時(shí)糾正到設(shè)計(jì)值或保證施工層厚度。當(dāng)厚度與標(biāo)高發(fā)生沖突時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮施工厚度為主,高程放樣時(shí)計(jì)入實(shí)測(cè)松鋪系數(shù)。
透層油、粘層油的灑布應(yīng)嚴(yán)格控制灑布量,過(guò)多將引起泛油,使攤鋪機(jī)工作時(shí)打滑,速度不均勻,從而會(huì)影響平整度;過(guò)少又會(huì)使其作用減弱。灑布時(shí)要避免陰雨天,灑布后應(yīng)封閉交通,以免造成污染。
施工前應(yīng)掌握熱拌瀝青混合料在不同工序下的溫度要求,通常要求見(jiàn)表1。
3.1.1 瀝青混凝土拌和時(shí)要嚴(yán)格控制其溫度。拌和時(shí)瀝青的溫度在155~165℃左右,由于常溫的礦粉是與礦料同時(shí)加入的,為保證礦料的拌和溫度,礦料的進(jìn)料溫度應(yīng)比瀝青溫度高10℃~30℃,混合料出廠溫度以165~180℃為宜。
3.1.2 混合料拌和時(shí)間為瀝青能均勻裹覆礦料為度,單臥軸式拌和鍋濕拌時(shí)間不少于40s,雙臥軸式拌和設(shè)備濕拌時(shí)間不少于30s,并通過(guò)試驗(yàn)確定。
3.1.3 拌合瀝青混合料應(yīng)均勻一致,無(wú)花白料,無(wú)結(jié)團(tuán)成塊和粗細(xì)集料分離現(xiàn)象,生產(chǎn)中若有材料的變化或經(jīng)抽檢材料級(jí)配、馬歇爾技術(shù)指標(biāo)不符合要求時(shí),應(yīng)分析原因并及時(shí)調(diào)整配合比。不合格的混合料堅(jiān)決不得使用。
3.1.4 拌合過(guò)程中應(yīng)當(dāng)逐盤(pán)打印或記錄瀝青、各熱料倉(cāng)材料、礦粉的用量和拌和溫度。并在每天拌和完成后,以拌和機(jī)拌制的總數(shù)量校核瀝青、粗集料、細(xì)集料及礦粉的用量,計(jì)算平均油石比、平均級(jí)配、平均層厚。
混合料盡可能采用大噸位自卸汽車(chē)運(yùn)輸,運(yùn)輸車(chē)的數(shù)量、車(chē)速、運(yùn)距等情況綜合考慮,合理配置,并留有適量富余的備用。裝料前把汽車(chē)翻斗內(nèi)清理干凈,并噴抹一層油與水的混合物(柴油:水<1:3),以防止粘料;在裝料過(guò)程中運(yùn)輸車(chē)應(yīng)前后移動(dòng),以防止混合料離析;裝滿料后,加蓋篷布以保溫。運(yùn)輸車(chē)在倒車(chē)時(shí)注意在攤鋪機(jī)前10cm~30cm處停止不得撞擊到攤鋪機(jī);卸料過(guò)程中應(yīng)掛空擋輕踩剎車(chē)制動(dòng),靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)。
注:SBS改性瀝青加熱溫度宜為165℃-175℃。
3.3.1 攤鋪瀝青混合料的一般要求
攤鋪時(shí)應(yīng)先檢查攤鋪機(jī)的熨平板寬度和高度是否適當(dāng),并調(diào)整好自動(dòng)找平裝置。如條件允許盡量采用全路幅攤鋪,如采用攤鋪機(jī)梯隊(duì)分路幅作業(yè),在縱向已攤鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不碾壓,作為后面攤鋪的高程基準(zhǔn)面,并有10cm左右的攤鋪層重疊,以熱接縫形式在最后做跨接縫碾壓以消除縫跡,保證接茬緊密。
3.3.2 攤鋪機(jī)參數(shù)的調(diào)整與選擇
攤鋪機(jī)參數(shù)包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)兩大部分。在攤鋪前,根據(jù)施工要求需調(diào)整和選擇攤鋪機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括:熨平板寬度和拱度,攤鋪厚度與熨平板的初始工作仰角。運(yùn)行參數(shù)主要指攤鋪速度,一般面層下層約為8m/min,面層上層攤鋪速度一般約為2~5m/min,合理的攤鋪速度對(duì)于路面的密實(shí)度和平整度能起到?jīng)Q定性作用。
攤鋪機(jī)就位→熨平板加熱→運(yùn)輸車(chē)就位卸料→漏選輸送器送料→壓實(shí)
瀝青混凝土攤鋪前,應(yīng)對(duì)攤鋪機(jī)熨平板寬度檢測(cè)并調(diào)整好找平裝置,同時(shí)應(yīng)對(duì)熨平板加熱。熨平板加熱溫度控制在70℃左右,過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響攤鋪質(zhì)量。攤鋪機(jī)在進(jìn)入勻速作業(yè)時(shí),正常情況下嚴(yán)禁隨意停車(chē)、改變行走速度;在攤鋪過(guò)程中還應(yīng)及時(shí)清理攤鋪機(jī)履帶下的石子,以保證攤鋪層的平整度。
壓實(shí)是瀝青混凝土路面施工的最后一道工序,而良好的路面質(zhì)量要通過(guò)碾壓來(lái)體現(xiàn)。壓實(shí)的目的是提高瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及抗疲勞特點(diǎn)性。要得到良好的壓實(shí)效果,除對(duì)壓實(shí)機(jī)械的選擇外,更重要的是各種壓實(shí)機(jī)械的有效組合和合理的碾壓方法,只有通過(guò)有效組合各種不同型號(hào)的壓實(shí)機(jī)械作業(yè),才能使路面達(dá)到要求的密實(shí)度,形成平整、密實(shí)的結(jié)構(gòu)層。在不同部位的面層(上面層及中下面層)或不同結(jié)構(gòu)層(橋面與基層)運(yùn)用不同的機(jī)械組合,都應(yīng)遵循以下原則:高溫下碾壓,將壓實(shí)效果最佳的機(jī)械放在最佳溫度下工作;同時(shí)起步應(yīng)慢、停車(chē)應(yīng)穩(wěn),嚴(yán)禁在作業(yè)面上急停、轉(zhuǎn)彎、停置等不合理操作。
3.4.1 根據(jù)以往成功的施工經(jīng)驗(yàn),推薦以下碾壓工藝。
a.初壓:DD110靜壓1遍b.初壓:輪胎壓路機(jī)碾壓1~2遍
復(fù)壓:輪胎壓路機(jī)碾壓1~2遍復(fù)壓:DD130振動(dòng)碾壓1遍
DD110振動(dòng)碾壓3~4遍DD110振動(dòng)碾壓1~3遍
終壓:DD110靜壓1遍終壓:DD110靜壓1遍
在進(jìn)行舊建筑風(fēng)格的設(shè)計(jì)師時(shí)要貫徹整體性原則,按城市規(guī)劃的要求進(jìn)行宏觀控制,使建筑設(shè)施和其周?chē)沫h(huán)境保持高度的一致。除建筑風(fēng)格保持統(tǒng)一外,尚應(yīng)考慮在色彩方面的統(tǒng)一、呼應(yīng)。各單體建筑具有自身的特點(diǎn),應(yīng)按照單體符合總體的要求開(kāi)展設(shè)計(jì),把單體建筑放在共性的框架之中,彰顯出既有個(gè)性,又有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)特征。
壓輪重疊寬度一般輪胎壓路機(jī)為13cm,鋼輪壓路機(jī)為20cm。
3.4.2 碾壓速度
各種壓路機(jī)的碾壓速度推薦參照表2。
最終的碾壓工藝都是通過(guò)鋪筑試驗(yàn)路段后具體確定。
3.4.3 邊角及橋面部分碾壓
橋涵臺(tái)背后、耳墻內(nèi)側(cè)、人手孔附近及路邊石等邊角部位的碾壓,往往通過(guò)大型機(jī)具難以達(dá)到要求的密實(shí)度,而采用小型有效機(jī)具,在施工中專(zhuān)門(mén)成立作業(yè)小組,在攤鋪后及時(shí)夯實(shí)可以保證該部位的碾壓質(zhì)量。
橋面部分的下承層多采用防水混凝土,而與基層的水穩(wěn)碎石結(jié)構(gòu)層不同。進(jìn)行該部位的碾壓時(shí),在振動(dòng)上應(yīng)選擇寧小勿大,強(qiáng)振對(duì)于粒料有害,不但不會(huì)提高壓實(shí)效果還會(huì)將石料振碎,造成油石比減少,密度下降。
3.4.4 碾壓作業(yè)長(zhǎng)度的選擇
在碾壓時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇盡可能長(zhǎng)而又不影響開(kāi)始碾壓溫度與終了碾壓溫度的作業(yè)長(zhǎng)度來(lái)減少壓路機(jī)的停車(chē)折返,同時(shí),這一長(zhǎng)度并不是要求壓路機(jī)操作人員在等待攤鋪完成這一長(zhǎng)度后才開(kāi)始碾壓,而是在勻速攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí),操作人員合理調(diào)整碾壓速度,既要滿足壓路機(jī)不停車(chē),還要滿足碾壓溫度要求。通過(guò)實(shí)踐總結(jié),在早晚氣溫和地表溫度較低時(shí),作業(yè)長(zhǎng)度宜控制在50~70m,而中午前后氣溫和地表溫度較高時(shí),宜控制在100m左右。
現(xiàn)在高速公路的施工工藝多采用一臺(tái)攤鋪機(jī)全路幅攤鋪,所以施工縫主要存在于橫縫的處理。瀝青路面施工縫處理的好壞對(duì)平整度有一定的影響,通常連續(xù)攤鋪路段平整度較好,而接縫處較差。對(duì)于橫向施工縫的碾壓,在施工中采用了兩種不同的碾壓方法。方法一:DD110斜45 °角靜壓,第一遍前輪壓過(guò)接縫處,第二遍前后輪均壓過(guò)接縫。適用于中下面層鋪層較厚時(shí)。方法二:DD130垂直于橫向施工縫靜壓,第一遍前輪壓過(guò)接縫30~50cm,停車(chē)折返,第二遍前后輪均壓過(guò)接縫。適用于上面層鋪層較薄時(shí)。
表2 壓路機(jī)碾壓速度(km/h)
瀝青混凝土路面的施工控制主要是一系列施工質(zhì)量的控制。既包括原材料的質(zhì)量控制,又包括施工過(guò)程中的質(zhì)量控制。另外基層的施工質(zhì)量也直接影響到瀝青混凝土面層的質(zhì)量。在施工過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況,科學(xué)合理的組織施工,嚴(yán)格控制施工各個(gè)環(huán)節(jié),鋪筑出高質(zhì)量、高水平的瀝青混凝土路面,保證工程質(zhì)量,減少后續(xù)維修費(fèi)用,提高經(jīng)濟(jì)效益。
[1]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.JTG F40. 北京:人民交通出版社.2004
[2]公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范.JTGD50.北京:人民交通出版社.2006
[3]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).JTGB01.北京:人民交通出版社.2003
[4]楊文淵.道路施工工程師手冊(cè).第二版. 2004.10
10.3969/j.issn.1001-8972.2010.15.037