陶 濤
(河北省高速公路青銀管理處,河北 石家莊050021)
目前,高速公路大多采用的是瀝青路面。瀝青混凝土在生產(chǎn)中可能會(huì)產(chǎn)生許多引起路面破壞的因素,其中不均勻性是瀝青混凝土最嚴(yán)重的問題之一。瀝青混凝土的不均勻性會(huì)導(dǎo)致新建高速公路過早地產(chǎn)生水損壞、局部嚴(yán)重轍槽、局部泛油、表面構(gòu)造深度不一等。瀝青混凝土的質(zhì)量問題是我國高速公路瀝青面層(包括改性瀝青SMA和改性瀝青SUP)過早破壞的重要原因之一。因此,在遵循施工技術(shù)規(guī)范要求的同時(shí),還應(yīng)特別重視礦料和瀝青混凝土生產(chǎn)過程中的一系列問題。
眾所周知,沒有好的材料,就不會(huì)有好的產(chǎn)品。目前,礦料的準(zhǔn)備有多種方式,其中最好的方式是建設(shè)單位自己投資建設(shè)大型碎石場,這樣一來,碎石的品種、質(zhì)量和規(guī)格最容易得到控制。為了避免出現(xiàn)不同規(guī)格原材料顆粒組成導(dǎo)致變異性大的問題,還應(yīng)做好如下幾個(gè)方面的工作。
(1)遵循不同最大標(biāo)稱粒徑SAC 的礦料規(guī)格和要求。規(guī)范對粗集料規(guī)格的要求過于寬松不僅是導(dǎo)致原材料、瀝青混凝土級配和多個(gè)指標(biāo)值變異性大的直接原因,也是實(shí)際瀝青混凝土面層各性能指標(biāo)變異性大的主要原因之一。因此,一般應(yīng)按照擬采用的標(biāo)稱最大粒徑礦料級配和拌和廠冷料倉的個(gè)數(shù),將加工的粗細(xì)集料篩分成若干個(gè)不同規(guī)格(見表1),這一點(diǎn)非常重要。在SAC 級配中,雖然細(xì)集料只占25%左右,但有時(shí)需用2種料才能配成符合要求的級配,所以需要2 個(gè)冷料倉。在此情況下,粗集料只能占4個(gè)冷料倉(下述建議是按6個(gè)冷料倉考慮的)。
表1 不同最大標(biāo)稱粒徑SAC的礦料規(guī)格
上述規(guī)格碎石,指的都是室內(nèi)試驗(yàn)用的篩孔尺寸。與這些篩孔相對應(yīng),實(shí)際碎石場篩分時(shí)需要用的振動(dòng)篩篩孔尺寸見表2。
表2 碎石場篩分時(shí)需用的振動(dòng)篩篩孔尺寸
(2)碎石場堆放成品料的場地需要做硬化處理,各種不同規(guī)格的成品料應(yīng)分別隔離堆放,以防止不同規(guī)格的成品料相混。
(3)需要經(jīng)常關(guān)注振動(dòng)篩的篩網(wǎng)狀況,當(dāng)振動(dòng)篩的篩網(wǎng)出現(xiàn)局部破洞時(shí),要及時(shí)更換新篩網(wǎng)。
(4)不同規(guī)格的成品料由輸送帶輸送到預(yù)定的堆料場地時(shí),為避免粗細(xì)集料離析,應(yīng)降低料的下落高度,同時(shí)在某一小料堆達(dá)到一定高度時(shí),要移動(dòng)一下料的卸落位置,使其靠近已有的料堆。當(dāng)預(yù)定場地上布滿一層小料堆后,再在小料堆上卸落第二層料堆。
(5)粒徑4.75mm 以下的細(xì)集料堆,需要搭篷遮蓋,至少要用大篷布覆蓋,防止雨淋受潮。
(6)力求每種成品料的顆粒組成均勻一致,沒有超出范圍的顆粒,特別是沒有超出標(biāo)稱最大粒徑的顆粒。
(7)碎石場應(yīng)有篩分試驗(yàn)室,并配備篩分設(shè)備和試驗(yàn)員。試驗(yàn)員應(yīng)注意設(shè)備的完整性,若需要更換零部件應(yīng)提前報(bào)告給主管領(lǐng)導(dǎo)。
(8)碎石機(jī)生產(chǎn)某種規(guī)格料前,應(yīng)試生產(chǎn)5天。每天上午、下午均取料進(jìn)行篩分試驗(yàn)。用5天內(nèi)10 次篩分試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為每個(gè)篩孔通過量的標(biāo)準(zhǔn)值,以標(biāo)準(zhǔn)差作為通過量的允許誤差,并以此作為與甲方簽訂正式合同以及正式生產(chǎn)的依據(jù)。
(9)碎石機(jī)每生產(chǎn)一天料,都要取有代表性的樣品進(jìn)行篩分試驗(yàn)。若某篩孔通過量連續(xù)3天以上都有顯著差別的,應(yīng)分析其原因,并報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo),進(jìn)行校正。
瀝青混凝土拌和廠應(yīng)該加強(qiáng)對從備料開始到生產(chǎn)出合格瀝青混合料這一過程中各工序的管理,力求減小生產(chǎn)出的瀝青混合料的礦料級配和瀝青用量與生產(chǎn)配合比確定的礦料級配和瀝青用量之間的偏差,即瀝青混合料的均勻性和一致性良好。這是保證瀝青面層不產(chǎn)生或少產(chǎn)生早期破壞的重要措施。
(1)要有合格的堆料倉
首先,堆料場地(包括運(yùn)輸車輛行駛的主要道路)必須做硬化處理,以保持集料清潔,不受污染。堆料倉的地面要高于倉外地面,且周圍應(yīng)設(shè)排水溝,以利雨天排水,這是保證集料清潔和瀝青混凝土質(zhì)量的重要措施之一。
其次,要有與冷料倉數(shù)量相同的堆料倉,之間用足夠高的磚墻隔開,防止不同規(guī)格的料相混,避免人為增大集料的變異性,并按要求進(jìn)行遮蓋。
(2)不同規(guī)格礦料的購料或供料及驗(yàn)收
不管是業(yè)主方組織碎石場備的礦料,還是施工方組織人員制備的礦料,或者是從碎石企業(yè)定購的礦料,瀝青拌和廠都需要與供料單位簽訂購料或供料合同。購料或供料合同中,除應(yīng)寫明對某規(guī)格碎石的數(shù)量要求外,還應(yīng)該寫明對某些篩孔通過質(zhì)量百分率和允許誤差的要求。即瀝青混凝土拌和廠對不同規(guī)格的集料,不僅要對其規(guī)格和數(shù)量進(jìn)行驗(yàn)收,還要對其實(shí)際顆粒組成進(jìn)行驗(yàn)收,以保證所進(jìn)礦料的顆粒組成變異性小。
(3)礦料的堆放
在預(yù)定場地上堆放某種規(guī)格礦料時(shí),應(yīng)采取分層堆放的方法,以減少堆料過程中粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。分層堆料時(shí),可以水平分層,也可以斜坡式分層,但其坡度不得大于3∶1。預(yù)計(jì)堆料數(shù)量不大時(shí),也可以每車料卸一堆,采用多個(gè)小料堆的方式堆料。
(4)冷料倉的配置
至少配置6 個(gè)冷料倉,對AC—30 宜配置7 個(gè)冷料倉。實(shí)踐證明,如果各個(gè)冷料倉中礦料的顆粒組成變異性大,即便是經(jīng)過二次篩分,也很難減小熱料倉中礦料顆粒組成的變異性。因此,要有足夠的冷料倉放置單一粒級的粗集料,以減小各個(gè)冷料倉中不同規(guī)格礦料的顆粒組成的變異性。最好使各個(gè)冷料倉按比例輸送到烘干筒的冷料能提供符合要求的礦料級配,并保持每盤的礦料級配比較穩(wěn)定。
(5)冷料倉的隔離與遮蓋
冷料倉之間應(yīng)安裝高0.8~1.0m 的隔板,以防止裝冷料時(shí)不同規(guī)格的料相混而增大集料的不均勻性。特別是細(xì)集料冷料倉的上方一定高度處應(yīng)設(shè)置頂蓋,防止雨淋。
(6)拌和樓控制室的計(jì)量
拌和樓控制室對各計(jì)量部分,包括各個(gè)熱料倉集料的供料質(zhì)量(指數(shù)量)、瀝青的質(zhì)量、集料的加熱溫度、瀝青的加熱溫度、拌和溫度、拌和時(shí)間以及拌和室的出料溫度等的控制應(yīng)準(zhǔn)確和穩(wěn)定。拌和樓熱料倉的供料誤差應(yīng)控制在±2%以內(nèi),瀝青(油石比)供量的誤差應(yīng)控制在±0.2%以內(nèi)。
(7)拌和時(shí)間
足夠的拌和時(shí)間對保證瀝青混凝土的均勻性非常重要。拌和時(shí)間不足,容易導(dǎo)致瀝青混合料的不均勻性增大。對于SAC 礦料級配,干拌時(shí)間不能少于10s,濕拌時(shí)間應(yīng)接近40s。
(8)篩分成單一粒級礦料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室級配設(shè)計(jì)
為了縮小瀝青混凝土平行試驗(yàn)間的誤差,較確切地了解礦料級配對瀝青混凝土物理力學(xué)性質(zhì)的影響,以及進(jìn)行瀝青混凝土不同力學(xué)性質(zhì)的比較等,進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí),應(yīng)將礦料篩分成單一粒級礦料,以保持礦料級配的一致性。
施工單位應(yīng)加強(qiáng)對瀝青混凝土運(yùn)輸和現(xiàn)場攤鋪過程中有關(guān)工序的管理,采取多種措施,減少瀝青混凝土的離析現(xiàn)象,提高瀝青混凝土的壓實(shí)度以及縱向、橫向壓實(shí)度的均勻性。
運(yùn)料車與攤鋪機(jī)的配合應(yīng)注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。
(1)裝料。由貯料倉向運(yùn)料車裝混合料時(shí),要盡量縮短貯料倉出料口到車廂板的距離,一定要分別在車廂的不同位置分次卸料,這樣可以明顯減少裝料過程中集料的離析現(xiàn)象。
(2)運(yùn)料車與攤鋪機(jī)的配合。運(yùn)料車向攤鋪機(jī)受料斗中卸料時(shí),要根據(jù)受料斗的容量,盡可能快地一次性將受料斗裝滿。對散落在下承層上的瀝青混合料堆,應(yīng)放回受料斗內(nèi),不能將料就地鏟開薄層鋪平。因攤成的薄層料溫度下降很快,會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土層局部的不均勻性大。對散落的少量瀝青混合料,應(yīng)鏟起棄于路外。
(3)受料斗中的瀝青混合料要及時(shí)送到后面分料室中,并始終保持螺旋分料器周圍混合料的高度,不能忽高忽低,否則將影響鋪成瀝青混凝土的均勻性和平整度。
(4)應(yīng)始終保持螺旋分料器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),如果分料器運(yùn)轉(zhuǎn)不連續(xù),攤鋪機(jī)內(nèi)的混合料會(huì)產(chǎn)生顯著離析;如果分料器轉(zhuǎn)得太快,中途將會(huì)缺料,通常會(huì)產(chǎn)生一粗料帶。
(5)受料斗兩側(cè)翼板內(nèi)的混合料通常是粗顆粒較多的離析混合料。在料斗中間部分混合料較少時(shí),攤鋪機(jī)操作員嚴(yán)禁習(xí)慣性地將兩側(cè)翼板內(nèi)的離析混合料向中間翻倒。此時(shí),指揮人員應(yīng)指揮運(yùn)料車及時(shí)向受料斗中卸入新混合料,使新混合料與原離析混合料一起被送到分料室中,并由螺旋分料器將新舊混合料分布開。這樣能減少攤鋪機(jī)后面接近兩側(cè)鋪成的瀝青混凝土出現(xiàn)片狀離析現(xiàn)象。在中斷攤鋪時(shí),將兩側(cè)翼板內(nèi)的混合料廢棄不用。
應(yīng)采取以下幾項(xiàng)措施來控制瀝青混合料的溫度。
(1)在施工組織設(shè)計(jì)上,應(yīng)將瀝青面層的施工安排在初夏、夏季和初秋,切忌將表面層施工安排在氣溫已接近施工規(guī)范允許的低限時(shí)間。
(2)一般而言,多個(gè)施工溫度都有一個(gè)范圍,實(shí)際施工時(shí),需要根據(jù)氣溫和風(fēng)力大小確定合適的施工溫度。在秋季氣溫較低時(shí),需要采用高限值;當(dāng)氣溫較低,且為大風(fēng)天氣時(shí),不能進(jìn)行施工。
(3)運(yùn)料車的覆蓋保溫是減少瀝青混凝土溫度離析的一項(xiàng)重要且必須的措施??稍趦蓪臃贾虚g夾一層棉被作為覆蓋被,在裝滿瀝青混合料后,將覆蓋被完全扣固在車廂上,將料運(yùn)至現(xiàn)場。卸料過程中,只打開車廂的后檔板,覆蓋被始終不揭開。這是一種很好的保溫措施。
(4)運(yùn)料車裝滿新混合料后,要先檢測混合料的出廠溫度,用保溫篷布覆蓋混合料,并扣固在車廂板上,然后再去稱重。
(5)在預(yù)定開始攤鋪混合料之前1h,攤鋪機(jī)操作員就要開始加熱分料器、夯板和熨平板等有關(guān)部件。
(6)攤鋪機(jī)鋪出10m 后,就可以開始振動(dòng)碾壓,一直碾壓至攤鋪機(jī)處。隨后進(jìn)行第二輪、第三輪碾壓,依此進(jìn)行。錯(cuò)輪碾壓時(shí),壓路機(jī)也一直振動(dòng)碾壓至攤鋪機(jī)處,這樣碾壓面的末端自然形成階梯形。經(jīng)過一次碾壓后的混合料,其溫度降低的速度要低于松散混合料。
(7)為防止瀝青混合料粘輪,需要向輪上灑水,但應(yīng)盡量減少灑水量,或?qū)⑺某蓢婌F狀水,同時(shí)將連續(xù)灑水改為間斷式可控噴霧,使操作員能夠根據(jù)需要噴霧。
提高瀝青混凝土壓實(shí)度的均勻性應(yīng)采取以下兩個(gè)措施。
(1)及時(shí)補(bǔ)料?,F(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備一輛能保溫和適當(dāng)加溫的手推車,專門拌制部分與所鋪瀝青混凝土中細(xì)集料的顆粒組成相同的瀝青混合料置于手推車內(nèi)備用。一旦發(fā)現(xiàn)攤鋪機(jī)后存在粗集料多、細(xì)集料少的部位,及時(shí)用熱細(xì)集料補(bǔ)撒。不能讓工人用鐵鍬到攤鋪機(jī)分料室邊部或前面受料倉中去取較細(xì)的混合料撒在離析帶上,然后將剩余粗集料撒開。因?yàn)檫@樣做會(huì)破壞分料室邊部或受料倉中部分瀝青混合料的顆粒組成,使另一些位置產(chǎn)生離析,以及使瀝青混凝土的空氣率偏大。
(2)防止少壓和漏壓。壓路機(jī)在路幅范圍內(nèi)每碾壓1 遍,靠中央分隔帶和土路肩各1m 的兩條帶狀面積只受1個(gè)往返碾壓,其他有2個(gè)往返。因此,每碾壓1遍,邊部都應(yīng)多壓1個(gè)來回,使邊部實(shí)際的碾壓遍數(shù)與總的碾壓遍數(shù)相同。此外,為了解決中間某些點(diǎn)位Va大的問題,除重視解決礦料級配和集料離析問題外,還要認(rèn)真按規(guī)定錯(cuò)輪,不能出現(xiàn)漏壓和缺壓。
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