馬立學(xué)
(南通市交通工程質(zhì)量監(jiān)督處,江蘇 南通 226001)
為了更好地提高路面質(zhì)量和保證后期的路用性能,南通市交通工程質(zhì)量監(jiān)督處針對(duì)臨海公路特殊的地理情況,從原材料的進(jìn)場(chǎng)、拌和樓的生產(chǎn)、料車(chē)的覆蓋運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)黏層油的灑布、現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、現(xiàn)場(chǎng)碾壓和碾壓完成后成品保護(hù)等幾個(gè)方面,研究了如何在改性瀝青上面層實(shí)際施工過(guò)程中抓住細(xì)節(jié),提高質(zhì)量,為全面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。
為加強(qiáng)原材料的質(zhì)量管理,規(guī)范原材料采購(gòu)、加工、運(yùn)輸、堆放、使用等環(huán)節(jié)質(zhì)量行為,從源頭上控制瀝青路面質(zhì)量,根據(jù)國(guó)家、交通運(yùn)輸部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程等相關(guān)要求,結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況,分別從以下方面對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)量進(jìn)行控制。
瀝青面層所用集料須進(jìn)行料源實(shí)地考察,檢查石料儲(chǔ)量與加工工藝、集料規(guī)格等,經(jīng)試驗(yàn)判定材質(zhì)優(yōu)劣,決定取舍。要求施工單位派駐專人進(jìn)駐宕口進(jìn)行料源質(zhì)量管理,監(jiān)理單位派人進(jìn)駐宕口監(jiān)理。瀝青原材料采購(gòu)參照集料料源考察方式進(jìn)行。
瀝青上面層用粗集料須采用反擊式破碎機(jī)加工的碎石,不得采用顎式單機(jī)加工的碎石,同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中要采取除塵措施,材料堆放場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行水泥混凝土硬化,并及時(shí)灑水潤(rùn)濕。同種石質(zhì)必須采用同型號(hào)破碎設(shè)備生產(chǎn)的碎石。加工碎石的篩孔尺寸,必須與瀝青拌和樓的熱料倉(cāng)篩孔尺寸相對(duì)應(yīng),做到“不溢料或少溢料”。同時(shí)做好以下料源控制工作。
(1)控制含泥量。下雨天和雨后2d不能開(kāi)山炸石加工生產(chǎn);開(kāi)山片石必須嚴(yán)格剝除泥塊,嚴(yán)禁含泥的片石進(jìn)入碎石機(jī)喂料口;碎石廠喂料平臺(tái)必須用水泥混凝土硬化;碎石機(jī)必須振動(dòng)喂料,確保排渣口處的皮帶運(yùn)輸正常。
(2)控制粉塵含量。碎石廠必須添置除塵設(shè)備并保證其正常工作,定期檢查和清空除塵管道和除塵布袋,防止粉塵堵塞影響除塵效果。
(3)控制雜巖含量。對(duì)于白色的石英巖等酸性集料、黃色的水銹巖和風(fēng)化巖等劣質(zhì)巖石、碳黑色的煤矸石等必須剔除,不得進(jìn)入喂料口。加強(qiáng)對(duì)毛石中風(fēng)化石及方解石含量的控制,確保進(jìn)入工程現(xiàn)場(chǎng)原材料質(zhì)量。
(4)材料分規(guī)格堆放,不得混堆。
(5)定期檢查篩網(wǎng)和夯錘,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)更換。
(6)SBS改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程中施工、監(jiān)理單位應(yīng)派人駐廠進(jìn)行質(zhì)量控制,監(jiān)控SBS改性瀝青生產(chǎn)流程,按照規(guī)定進(jìn)行取樣檢測(cè)。瀝青在現(xiàn)場(chǎng)貯罐中的貯存期不宜超過(guò)3d,不得超過(guò)5d,瀝青儲(chǔ)存溫度不宜高于150℃。儲(chǔ)存超過(guò)3d或反復(fù)加熱的瀝青使用前必須進(jìn)行全套指標(biāo)檢驗(yàn),質(zhì)量不符合要求的不得使用。臨海高等級(jí)公路上面層使用的瀝青為改性瀝青,其各項(xiàng)控制指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 改性瀝青技術(shù)要求
表1 (續(xù))
室內(nèi)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)方法參考美國(guó)Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(AI—SP2)進(jìn)行,并依據(jù)我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40—2004)的要求進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),提供Sup13室內(nèi)配合比的馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)數(shù)據(jù)。
改性瀝青上面層目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。
表2 Sup13改性瀝青上面層混合料目標(biāo)設(shè)計(jì)級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果
表3 Sup13改性瀝青上面層設(shè)計(jì)瀝青用量驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果
在進(jìn)行生產(chǎn)配合比調(diào)試前,對(duì)冷料進(jìn)行了重新篩分,以驗(yàn)證目標(biāo)配合比篩分結(jié)果的代表性以及集料級(jí)配的穩(wěn)定性,驗(yàn)證目標(biāo)配合比的最佳瀝青用量及最佳瀝青用量時(shí)瀝青混合料的體積指標(biāo)。然后根據(jù)目標(biāo)配比集料比例進(jìn)行拌和樓生產(chǎn)配比熱料倉(cāng)篩分(見(jiàn)表4),確定熱料倉(cāng)比例。
表4 熱料倉(cāng)篩分結(jié)果
按照篩分結(jié)果進(jìn)行生產(chǎn)級(jí)配調(diào)試,結(jié)果見(jiàn)表5、圖1。
表5 生產(chǎn)配合比級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果
圖1 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配曲線
根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果,分別用4.7%、5.0%、5.3%的瀝青用量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn),壓實(shí)次數(shù)設(shè)定在N設(shè)計(jì)=100次。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6、圖2。
表6 三種瀝青用量的瀝青混合料體積性質(zhì)
圖2 瀝青混合料Superpave體積指標(biāo)與瀝青用量關(guān)系圖
根據(jù)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合《臨海高等級(jí)公路高性能瀝青路面SBS改性瀝青Superpave—13上面層施工指導(dǎo)意見(jiàn)》(以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》)要求,允許生產(chǎn)配合比確定的最佳瀝青用量與目標(biāo)配合比確定的最佳瀝青用量之差不超過(guò)0.2%,確定最佳瀝青用量為5.0%(油石比為5.26%)。
為了保證混合料的質(zhì)量,在原材料沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化的情況下,嚴(yán)禁施工單位拌和樓操作手私自對(duì)熱料倉(cāng)比例、瀝青用量進(jìn)行調(diào)整。如果有特殊情況應(yīng)及時(shí)與技術(shù)服務(wù)人員以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理聯(lián)系,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。每日生產(chǎn)必須有施工單位試驗(yàn)室出具的配合比單據(jù)作為配合比的實(shí)施依據(jù),并保存每日的配合比單。
在正常施工過(guò)程中,料車(chē)的運(yùn)輸和覆蓋是承接后場(chǎng)生產(chǎn)與前場(chǎng)施工的橋梁。為了確保前后場(chǎng)銜接順暢保證前場(chǎng)的連續(xù)均勻攤鋪,施工單位應(yīng)根據(jù)拌和樓的實(shí)際生產(chǎn)能力,攤鋪點(diǎn)與拌和樓場(chǎng)地距離以及現(xiàn)場(chǎng)攤鋪的速度,選擇車(chē)輛數(shù)量。在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)注意以下方面:
(1)將植物油與水的混合物以噴霧狀均勻噴灑于運(yùn)料車(chē)內(nèi)部;噴灑量要適中,混合料不與料車(chē)相黏附為宜;
(2)裝料時(shí)應(yīng)按照“前、后、中”的順序均勻進(jìn)行;
(3)出場(chǎng)前進(jìn)行混合料溫度的測(cè)試,滿足要求后方可批準(zhǔn)運(yùn)至前場(chǎng)攤鋪;
(4)料車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程和正常攤鋪過(guò)程中應(yīng)采取篷布覆蓋保溫措施。
在鋪筑瀝青上面層時(shí),為了保證上下層之間的黏結(jié),施工單位應(yīng)認(rèn)真做好下面層的的清掃工作;根據(jù)水穩(wěn)與瀝青下面層之間的下封層,瀝青下面層與上面層之間的黏層,就灑布方式和性質(zhì)的不同分別提出了相應(yīng)的要求。
根據(jù)《指導(dǎo)意見(jiàn)》要求,在上面層鋪筑前,對(duì)于瀝青上、下面層的黏結(jié)層的撒布,提出如下要求和注意事項(xiàng)。
(1)檢查下面層的工程質(zhì)量和與基層的黏結(jié)性,對(duì)下面層局部質(zhì)量缺陷(例如嚴(yán)重離析和開(kāi)裂以及油污造成松散等)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行修復(fù)。
(2)對(duì)下面層表面浮動(dòng)混合料應(yīng)掃至路面以外,表面雜物亦清掃干凈?;覊m應(yīng)提前沖洗,風(fēng)吹干凈。
(3)鋪筑上面層前,對(duì)下面層表面應(yīng)進(jìn)行徹底清掃,清除紋槽內(nèi)泥土雜物,風(fēng)干后均勻噴灑黏層改性乳化瀝青。黏層改性乳化瀝青灑布量一般為0.4~0.5L/m2(純?yōu)r青用量0.2~0.3L/m2),黏層瀝青噴灑后應(yīng)進(jìn)行交通管制,禁止任何車(chē)輛通行和人員踩踏,不黏車(chē)輪時(shí)才可攤鋪上面層。
現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪質(zhì)量在很大程度上決定了路面的質(zhì)量。為了提高路面的整體質(zhì)量和鋪筑完成后的路面行車(chē)舒適性,根據(jù)臨海高等級(jí)公路的特殊施工環(huán)境,提出了幾個(gè)方面的施工要求和在施工過(guò)程中提高路面平整度的注意事項(xiàng)。
(1)連續(xù)穩(wěn)定地?cái)備?,是提高路面平整度的最主要措施。攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度,按2~4m/min予以調(diào)整選擇,做到緩慢、均勻、不間斷地?cái)備?。不?yīng)任意快速攤鋪幾分鐘,然后再停下來(lái)等下一車(chē)料。午飯應(yīng)分批輪換交替進(jìn)行,切忌停鋪用餐。爭(zhēng)取做到每天收工停機(jī)一次。
(2)用機(jī)械攤鋪的混合料未壓實(shí)前,施工人員不得進(jìn)入踩踏。一般不用人工不斷地整修,只有在特殊情況下,如局部離析,需在現(xiàn)場(chǎng)主管人員的指導(dǎo)下,允許人工找補(bǔ)或更換混合料,缺陷較嚴(yán)重時(shí)應(yīng)予鏟除,并調(diào)整攤鋪機(jī)或改進(jìn)攤鋪工藝。
(3)改性瀝青混合料上面層宜用非接觸式平衡梁裝置控制攤鋪厚度。兩臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪層的縱向接縫,應(yīng)采用斜接縫,避免出現(xiàn)縫痕。兩臺(tái)攤鋪機(jī)距離不應(yīng)超過(guò)8m。
(4)攤鋪機(jī)應(yīng)調(diào)整到最佳工作狀態(tài),調(diào)好螺旋布料器兩端的自動(dòng)料位器,并使料門(mén)開(kāi)度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速相匹配。螺旋布料器內(nèi)混合料表面以略高于螺旋布料器2/3為度,使熨平板的擋板前混合料的高度在全寬范圍內(nèi)保持一致,避免攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
(5)檢測(cè)松鋪厚度是否符合規(guī)定,以便隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。攤前熨平板應(yīng)預(yù)熱至規(guī)定溫度。攤鋪機(jī)熨平板必須拼接緊密,不許存有縫隙,防止卡入粒料將鋪面拉出條痕。
(6)積極采取相應(yīng)措施,盡量做到攤鋪機(jī)不攏料,以減小面層離析。
(7)攤鋪遇雨時(shí),立即停止施工,并清除未壓成型的混合料。遭受雨淋的混合料應(yīng)廢棄,不得卸入攤鋪機(jī)攤鋪。
(1)及時(shí)清掃運(yùn)輸車(chē)輛在攤鋪卸料過(guò)程中灑落的混合料,避免攤鋪機(jī)履帶行駛在混合料上,對(duì)攤鋪機(jī)產(chǎn)生波動(dòng);
(2)及時(shí)清掃平衡梁底部混合料,避免造成平衡梁感應(yīng)器產(chǎn)生波動(dòng)(混合料散落后降溫很快,攤鋪后壓實(shí)均勻性不一致也是造成平整度偏大的原因之一,就此技術(shù)服務(wù)單位對(duì)此提出了相應(yīng)的要求);
(3)根據(jù)拌和樓的生產(chǎn)能力制定現(xiàn)場(chǎng)攤鋪速度,保證現(xiàn)場(chǎng)均勻連續(xù)攤鋪,避免在運(yùn)輸車(chē)換車(chē)之間存在停機(jī)等待狀態(tài);
(4)在攤鋪過(guò)程中保證攤鋪機(jī)的自身夯錘在合理范圍的同時(shí),作為提高初步壓實(shí)效果和保證后期平整度的攤鋪機(jī)熨平板夯錘也務(wù)必打開(kāi)。
碾壓階段,精良的碾壓設(shè)備和合理的碾壓組合是路面壓實(shí)的重要保證。根據(jù)臨海高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)層次的特殊性,Superpave結(jié)構(gòu)路面形式對(duì)碾壓提出了更高的要求。針對(duì)臨海地區(qū)風(fēng)力較大,表面溫度下降過(guò)快的情況,結(jié)合相關(guān)要求,臨海高等級(jí)公路的路面碾壓應(yīng)注意以下方面。
(1)瀝青混合料的壓實(shí)是保證瀝青面層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),應(yīng)選擇合理的壓路機(jī)組合方式及碾壓步驟。為保證壓實(shí)度和平整度,初壓應(yīng)在混合料不產(chǎn)生推移、開(kāi)裂等情況下盡量在攤鋪后較高溫度下進(jìn)行。
(2)壓路機(jī)應(yīng)以緩慢而均勻的速度碾壓,壓路機(jī)的適宜碾壓速度隨初壓、復(fù)壓、終壓及壓路機(jī)的類型而有所不同,根據(jù)《指導(dǎo)意見(jiàn)》和試鋪評(píng)審會(huì)制定的要求進(jìn)行碾壓。壓路機(jī)碾壓速度見(jiàn)表7。
表7 壓路機(jī)碾壓速度
(3)為避免碾壓時(shí)混合料推擠產(chǎn)生擁包,碾壓時(shí)應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪朝向攤鋪機(jī);碾壓路線及方向不應(yīng)突然改變;壓路機(jī)起動(dòng)、停止必須減速緩行,不準(zhǔn)剎車(chē)制動(dòng);壓路機(jī)折回不應(yīng)處在同一橫斷面上。
(4)在碾壓當(dāng)天,尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不得停放壓路機(jī)或其他車(chē)輛,并防止礦料、油料和雜物散落在瀝青層面上。
(5)要對(duì)初壓、復(fù)壓、終壓段落設(shè)置明顯標(biāo)志,便于司機(jī)辯認(rèn)。對(duì)松鋪厚度、碾壓順序、壓路機(jī)組合、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓溫度應(yīng)設(shè)專崗管理和檢查,使面層做到既不漏壓也不超壓。改性瀝青上面層試鋪確定的碾壓方案見(jiàn)表8。
表8 改性瀝青上面層試鋪確定的碾壓方案
(6)應(yīng)向壓路機(jī)輪上噴灑或涂刷含有隔離劑的水溶液,噴灑應(yīng)呈霧狀,數(shù)量以不黏輪為度。禁止使用含有柴油或機(jī)油的水混合液。
(7)壓實(shí)完成12h后,方能允許施工車(chē)輛通行;在特殊段落,必須在終壓結(jié)束后,進(jìn)行灑水降溫后才能讓車(chē)輛通行。
在施工過(guò)程中,為了避免影響后期的行車(chē)舒適性,在接縫處理上進(jìn)行了妥善的考慮。對(duì)于縱向施工縫和橫向施工縫分別做出了相關(guān)的要求。
(1)縱向施工縫
采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪方式的縱向接縫,應(yīng)采用斜接縫。在前部已攤鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不碾壓作為后高程基準(zhǔn)面,并有20cm左右的攤鋪層重疊,以熱接縫形式在最后作跨接縫碾壓以消除縫跡。如果兩臺(tái)攤鋪機(jī)相隔距離較短,也可做一次碾壓。
(2)橫向施工縫
橫向施工縫全部采用平接縫。用3m直尺沿縱向位置,在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀,以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置,用鋸縫機(jī)割齊后鏟除;繼續(xù)攤鋪時(shí),應(yīng)將攤鋪層鋸切時(shí)留下的灰漿擦洗干凈,涂上少量黏層瀝青,攤鋪機(jī)熨平板從接縫處起步攤鋪;碾壓時(shí)先在新鋪層上距離橫縫約15cm處用鋼筒式壓路機(jī)進(jìn)行橫向壓實(shí),然后再?gòu)男落亴由现饾u移向先鋪路面。
在經(jīng)過(guò)一系列的后場(chǎng)控制、現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、碾壓完成后路面的保護(hù)至關(guān)重要。由于臨海高等級(jí)公路的施工未采用全封閉的施工,瀝青面層鋪筑完成后,車(chē)流量逐步擴(kuò)大,附屬設(shè)施的施工等都對(duì)路面造成了一定的影響。交通工程質(zhì)量監(jiān)督處建議在施工完后的路面實(shí)行“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的方針,保證整體路面的美觀。
臨海路東段工程竣工驗(yàn)收檢測(cè)結(jié)果如下:
(1)厚度、壓實(shí)度:各檢測(cè)85點(diǎn),合格率均為100%;
(2)彎沉:檢測(cè)3 028點(diǎn),全線彎沉代表值為4.0(0.01mm),結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求;
(3)滲水系數(shù):檢測(cè)74處,全線總平均值為20.0mL/min,合格率為100%;
(4)寬度:檢測(cè)60點(diǎn),合格率為100%;
(5)橫坡度:檢測(cè)80點(diǎn),合格率為96.2%;
(6)平整度:檢測(cè)1 576測(cè)區(qū),IRI總平均值為1.13m/km,合格率為99.1%;
(7)抗滑性能:摩擦系數(shù)指標(biāo)檢測(cè)74點(diǎn),全線摩擦系數(shù)平均值為77.4BPN,合格率為100%;構(gòu)造深度指標(biāo)檢測(cè)74點(diǎn),全線構(gòu)造深度平均值為0.73mm,合格率為97.3%。
臨海高等級(jí)公路是特殊的高等級(jí)公路,對(duì)于交通工程質(zhì)量監(jiān)督處、監(jiān)理、檢測(cè)、技術(shù)服務(wù)、施工等參與者而言都是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。此次制定的關(guān)于瀝青面層的精細(xì)化施工細(xì)則,是為了在良好的施工基礎(chǔ)上更好地提高路面的質(zhì)量和后期的行車(chē)舒適性。實(shí)踐證明,該工程精細(xì)化施工效果良好。
[1] JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].
[2] JTG E20—2011,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].