張 斌
(邯鄲市交通運輸局材料供應(yīng)處,河北 邯鄲 056000)
從我國高速公路建設(shè)之初到現(xiàn)在這很長的一段時期內(nèi),一直遵循著“強基薄面”的設(shè)計理念,這使得我國超過95%以上的高速公路都是采用半剛性基層材料。半剛性基層材料具有較強的強度和剛度,能夠起到很好的承重作用。常見的半剛性基層材料有水泥穩(wěn)定碎石、二灰穩(wěn)定碎石、石灰穩(wěn)定砂礫等。這些半剛性材料具有很好的穩(wěn)定性和耐久性,但是在實際的使用過程中,發(fā)現(xiàn)半剛性基層路面最突出的問題有:由于半剛性材料的溫縮和干縮導(dǎo)致反裂縫的出現(xiàn);半剛性基層材料的唧泥和沖刷等也會造成路面出現(xiàn)坑洞;半剛性材料的穩(wěn)定性不足,在水的作用下容易導(dǎo)致承載能力的下降。
相比而言,大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層具有較高的抗剪強度,基層的抗疲勞性能好,能夠有效地防止反射裂縫的發(fā)生。大粒徑透水性瀝青混合料與面層瀝青混合料之間具有很好的協(xié)調(diào)性能,并且大空隙結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒚鎸拥乃ㄟ^基層迅速地排出,有利于提高路面的整體抗水損害能力。同時柔性基層的膠結(jié)料采用的是瀝青材料,便于進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修,節(jié)約公路的建設(shè)工期。為此我國開始逐漸對柔性基層給予重視。目前常用的柔性基層材料為大粒徑透水性瀝青混合料。
結(jié)合高速公路實際施工情況,常用的大粒徑透水性瀝青混合料類型為LSPM—30。結(jié)合大粒徑透水性瀝青混合料試驗標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行級配設(shè)計,LSPM—30設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 LSPM—30技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
結(jié)合原材料情況確定混合料的級配組成范圍見表2,級配曲線見圖1。
表2 級配組成范圍
圖1 合成級配曲線
在最佳瀝青下成型馬歇爾試件,對大粒徑透水性瀝青混合料性能進(jìn)行檢驗,結(jié)果見表3。
表3 大粒徑透水性瀝青混合料性能檢驗結(jié)果
由于大粒徑透水性瀝青混合料中粗集料占絕大部分,在干燥筒中加熱時容易導(dǎo)致過熱,集料的溫度過高則容易造成瀝青老化,所以在拌和中要時刻注意干燥筒中集料的加熱溫度。大粒徑透水性瀝青混合料集料粒徑較大,所以要適當(dāng)延長拌和時間,保證瀝青能夠完全裹附到集料表面,混合料要拌和均勻,不能出現(xiàn)花白料。
在大粒徑透水性瀝青混合料的運輸過程中要尤其注意細(xì)料在車箱周圍和底部的集聚。攤鋪之前要調(diào)試好攤鋪機(jī),使其處在最佳工作狀態(tài),結(jié)合工程的實際情況對螺旋布料器兩端的自動料位器進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速相匹配。為減小瀝青混合料在布料器中的離析,存料的高度要高于螺旋布料器一半左右,要注意控制好螺旋布料器的轉(zhuǎn)速,不宜過快也不宜過慢,以減少攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。與瀝青混合料運輸類似,在攤鋪過程中也要注意減小細(xì)料的局部集聚現(xiàn)象?;旌狭系臄備伜穸纫鶕?jù)鋪筑試驗段確定的松鋪系數(shù)來確定,攤鋪前應(yīng)確定觀測點來驗證松鋪系數(shù),結(jié)合大粒徑透水性瀝青混合料的實際施工經(jīng)驗,混合料的松鋪系數(shù)確定在1.18~1.20,在大規(guī)模鋪筑過程中要對松鋪系數(shù)多做檢驗。
大粒徑瀝青混合料的壓實效果直接關(guān)系到基層質(zhì)量的好壞,所以要根據(jù)工程實際情況選擇合理的壓路機(jī)組合方式和碾壓步驟。大碎石透水瀝青混合料是一種完整的粗集料骨架結(jié)構(gòu),在施工過程中要注意集料骨架的形成,保證骨架結(jié)構(gòu)的有效,也要防止出現(xiàn)過度的碾壓而導(dǎo)致混合料中粗骨架棱角結(jié)構(gòu)的破壞。試驗段的主要目的之一就是要通過試驗確定適用于大粒徑透水瀝青混合料的碾壓組合和工藝,為了保證理想的壓實效果,要盡量采用大噸位的雙鋼輪振動壓路機(jī)或者是較大噸位的輪胎壓路機(jī)。
在進(jìn)行第1遍碾壓時先采用靜壓,后退過程中開動;從第2遍之后都選擇振動碾壓。壓路機(jī)的運行速度要控制在1.5~2.2km/h,壓路機(jī)盡量選擇高頻低幅,以減少壓路機(jī)對大集料造成的損害,相鄰碾壓帶輪跡重合控制在20cm左右。根據(jù)料溫和施工當(dāng)天的氣溫狀況選擇開關(guān)灑水裝置的時間,只要不粘輪即可。鋼輪壓路機(jī)之后采用輪胎壓路機(jī)再碾壓1~2遍,之后可以進(jìn)行收面處理。趕光可采用7~11t鋼輪壓路機(jī),速度可控制在3~4km/h范圍。
輪胎壓路機(jī)可以緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行作業(yè),輪胎壓路機(jī)在碾壓過程中為了避免粘輪,可以灑水,也可以選擇在輪胎表面涂抹少量的隔離劑。在輪胎壓路機(jī)壓實一遍后,使得混合料的骨架結(jié)構(gòu)變得緊密,穩(wěn)定混合料,此后再用振動壓路機(jī)壓實2遍后,再用輪胎壓路機(jī)靜壓1遍,最后趕光。
離析是大粒徑透水性瀝青混合料在生產(chǎn)施工中應(yīng)當(dāng)預(yù)防和注意的最常見問題。瀝青混合料中主要發(fā)現(xiàn)三種離析:隨機(jī)離析、縱向離析和運輸離析。
可采取以下主要措施減少離析。
(1)集料堆積和運輸分層。堆積集料(尤其是粗集料)可以減少隨機(jī)離析問題。要結(jié)合拌和站的實際情況,盡量控制料堆的高度。拌和之前要檢查粗集料堆的離析情況,如果發(fā)現(xiàn)離析嚴(yán)重要重新拌和之后才能使用,如果粗集料在料堆底部發(fā)生了離析,應(yīng)當(dāng)用前端裝載機(jī)將料重新拌和后,才能送到冷料斗中。加強料堆卸料和裝料的管理,是減少隨機(jī)離析的關(guān)鍵。
(2)汽車裝卸料過程中,要注意防止裝卸離析。在裝載過程中分多次裝載,選擇在汽車的前部、中部、尾部不同位置處重復(fù)輪換裝料,這樣可以在一定程度上消除裝載過程中發(fā)生的離析。另外,當(dāng)卸載混合料到攤鋪機(jī)過程中,要保證混合料作為一個整體進(jìn)入攤鋪機(jī)的料斗,這樣可以避免因汽車卸載引起的離析。
(3)攤鋪機(jī)鋪筑作業(yè)。在攤鋪過程中,要保持?jǐn)備仚C(jī)料斗至少半滿,只有在必要時才收起料斗,料斗的收起能消除料床上的料溝,能使下一車的料作為一個整體卸在攤鋪機(jī)的料斗里,這樣會明顯減少離析程度。
(4)通過對大粒徑透水性瀝青混合料離析現(xiàn)象的相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)攤鋪厚度對大粒徑透水性瀝青混合料的離析有著較大的影響。保證足夠的攤鋪厚度,可以明顯減少離析程度。因此在攤鋪過程中,應(yīng)注意檢查攤鋪的厚度,保證混合料的最小攤鋪厚度。
在看到大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層存在諸多優(yōu)勢的同時,還應(yīng)注意到其在我國的應(yīng)用不是十分廣泛,應(yīng)注意總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗,來不斷完善大粒徑透水性瀝青混合料的施工,為其推廣應(yīng)用,特別是在公路大修中的應(yīng)用提供積極的借鑒。
[1]許福.大粒徑透水性瀝青混合料配合比設(shè)計方法在泰萊公路中的應(yīng)用研究[D].長春:吉林大學(xué),2005.
[2]王松根,房建果,王林,等.大碎石瀝青混合料柔性基層在路面補強中的應(yīng)用研究[J].中國公路學(xué)報,2004,(17)3:10-15.
[3]吳少鵬,磨練同,林振華.改性瀝青混合料中改性瀝青膜厚與性能的研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報,2002(24)4:51-54,131.