王 銳

(安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031)

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高速公路瀝青混凝土路面施工技術(shù)要點(diǎn)分析

王 銳

(安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031)

文章從高速公路瀝青混合料的生產(chǎn)控制入手，介紹了瀝青混合料機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)及其溫度控制、作業(yè)方式等路面施工技術(shù)要點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，分析了瀝青混凝土路面施工機(jī)械合理配置的方法與功用。

高速公路；瀝青混凝土路面；機(jī)械化；施工技術(shù)

0 引言

近幾年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國(guó)范圍內(nèi)交通流量大幅增加，路面載荷也隨之增加。面對(duì)新時(shí)期交通發(fā)展的新特點(diǎn)，只有不斷提高高速公路的重載需求和瀝青路面需求才能有效解決交通流量增加所帶來(lái)的問題。為使國(guó)內(nèi)高速公路擁有良好的路況，保證高速公路的施工質(zhì)量，高速公路建設(shè)中運(yùn)用了壓實(shí)機(jī)、拌和站以及瀝青攤鋪機(jī)等機(jī)械設(shè)備。這些設(shè)備在瀝青混合料生產(chǎn)以及施工方面都起到了十分重要的作用，但是在整個(gè)生產(chǎn)施工過(guò)程中既需要重視溫度的控制、原料選用以及投入比例、機(jī)械尺寸等變量的控制，又要重視機(jī)械的合理配置，才能使機(jī)械化生產(chǎn)施工效率最大化。

1 高速公路瀝青混合料生產(chǎn)控制

1.1 原材料對(duì)混合料質(zhì)量的影響

粉料、瀝青以及集料等統(tǒng)稱為原材料。粗集料是集料中的一種，具備兩個(gè)特點(diǎn)：(1)表面干凈無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)；(2)有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，一般選用滿足要求的碎石和軋制礫石。而細(xì)集料一般選用石屑、人工砂、天然砂等，在上述三種物質(zhì)中，天然砂是最適合充當(dāng)混合料中的細(xì)集料，即使在優(yōu)質(zhì)天然砂缺少需要加入石屑混用的情況下，也必須保證石屑所占比例低于天然砂所占比例。物料直徑<0.075 mm的堿性材料被稱為礦粉，能夠投入使用的礦粉要求其含水量低，不含泥土。對(duì)于準(zhǔn)備用于高速公路上的瀝青而言，使用前必須對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，特別是要嚴(yán)格控制蠟的含量在可允許的范圍內(nèi)。

1.2 攪拌設(shè)備生產(chǎn)能力的合理確定

在一定時(shí)間內(nèi)，既定條件下攪拌設(shè)備生產(chǎn)出的合格瀝青混合料的量稱為攪拌設(shè)備的生產(chǎn)能力。干燥筒的生產(chǎn)能力由內(nèi)因和外因兩方面因素控制。內(nèi)因是指干燥筒自身的結(jié)構(gòu)，外因則是由外部條件決定，包括：大氣的溫度、濕度，粗骨料和細(xì)骨料的比值，骨料的含水量，骨料的吸水性，對(duì)骨料進(jìn)行加熱的溫度、加熱后骨料的剩余含水量等等，都會(huì)對(duì)干燥筒的生產(chǎn)能力造成影響。在上述外部條件中，由于蒸發(fā)骨料中水分所需的熱量在全部熱量的消耗中所占比重很大，因此冷骨料含水率是影響干燥筒生產(chǎn)能力的最大外部因素。對(duì)于攪拌器而言它的生產(chǎn)能力受到攪拌速度、攪拌鍋充盈率以及攪拌時(shí)間這三個(gè)因素的影響。合理使用攪拌設(shè)備，提高其生產(chǎn)能力的關(guān)鍵在于：使用成品攪拌設(shè)備時(shí)，面對(duì)五花八門的混合料組成和對(duì)成品料提出的各不相同的攪拌質(zhì)量要求，要相應(yīng)地及時(shí)調(diào)整攪拌時(shí)間，合理確定攪拌時(shí)間。

1.3 熱瀝青混合料拌制過(guò)程

瀝青混合料攪拌設(shè)備是一組機(jī)械電子設(shè)備。這一組機(jī)械電子設(shè)備集生產(chǎn)目標(biāo)混合料的各個(gè)步驟為一體，從供料至加熱、計(jì)量，最后至拌和都可由這一組機(jī)械電子設(shè)備獨(dú)立完成。在拌和的過(guò)程中既要防止混合料由于拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生老化現(xiàn)象，又要保證拌和時(shí)間，以使混合料的拌和均勻性能達(dá)到最佳。所以在拌和混合料的過(guò)程中，時(shí)間上的把握尤為關(guān)鍵。其次，每隔一段時(shí)間就必須對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行檢查以保證級(jí)配的穩(wěn)定。通常，熱料倉(cāng)混倉(cāng)率控制在百分之十以下，如果篩網(wǎng)被堵住，就不能保證混倉(cāng)率保持在原來(lái)的水平，一旦產(chǎn)生變化便會(huì)嚴(yán)重影響混合料骨料級(jí)配組成。

2 高速公路瀝青混凝土路面施工工藝控制

2.1 瀝青混合料的拌和溫度

通常情況下，瀝青混合料的攪拌溫度應(yīng)該保持在170 ℃最為合適。但這只是通常情況下，很多時(shí)候還要結(jié)合當(dāng)時(shí)的溫度條件、濕度條件來(lái)對(duì)瀝青混合料的攪拌溫度做出合理的改變，以達(dá)到最適合拌和的溫度條件。由于在拌和過(guò)程中會(huì)加入礦粉，礦粉的加入會(huì)使得攪拌環(huán)境的溫度下降。因此，在礦粉加入的過(guò)程中需將攪拌溫度適當(dāng)提高以保證溫度的恒定。一般情況下，進(jìn)料溫度控制在180 ℃～190 ℃最為合適，而出料溫度控制在160 ℃～170 ℃之間最佳。

2.2 混合料中的瀝青含量和攪拌溫度

瀝青在混合料中所占的比例以及攪拌的程度都可以通過(guò)觀察混合料的顏色、形狀以及混合料在料斗中的翻動(dòng)規(guī)律來(lái)確定。如果瀝青含量合乎標(biāo)準(zhǔn)，那么混合料的顏色便看起來(lái)黑亮，混合料在料車上呈圓錐狀。同樣，在攤鋪過(guò)程中也能通過(guò)觀察蒸汽的顏色來(lái)確定溫度是否控制在合理范圍內(nèi)。如果溫度在合理范圍內(nèi)，攤鋪過(guò)程中就會(huì)有藍(lán)色的蒸汽產(chǎn)生。反之，則會(huì)產(chǎn)生其他顏色的蒸汽，此時(shí)就需要及時(shí)采取有效措施。

2.3 攤鋪?zhàn)鳂I(yè)

攤鋪過(guò)程是整個(gè)路面施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于攤鋪機(jī)的使用也要做到以下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)所得的標(biāo)高基礎(chǔ)調(diào)整攤鋪機(jī)的高度直至正常高度；(2)保證攤鋪機(jī)的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)工作勻速進(jìn)行，這一點(diǎn)尤其重要。倘若攤鋪機(jī)作業(yè)過(guò)程不勻速進(jìn)行，就會(huì)直接影響壓路機(jī)的工作，降低路面的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，這樣不合格的路面一旦投入使用，不久便會(huì)產(chǎn)生滲水問題，久而久之毀壞整個(gè)路面。

2.4 瀝青混合料壓實(shí)度

有了合理的施工方案、高質(zhì)量的瀝青混合料、高效率的攪拌設(shè)備、高性能的攤鋪設(shè)備后，還需要對(duì)路面進(jìn)行壓實(shí)處理。壓實(shí)的目的在于使路面穩(wěn)定性、耐久度等性能得到提高。如果不進(jìn)行壓實(shí)工作或壓實(shí)度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料老化迅速，嚴(yán)重影響道路的使用壽命。除了保證優(yōu)質(zhì)的瀝青混合料、運(yùn)用合理的施工方法外，高速公路瀝青混凝土路面機(jī)械配置也要求配置合理。以下以工程實(shí)例對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。

3 瀝青混凝土路面機(jī)械化施工合理配置

3.1 原理

瀝青混凝土路面機(jī)械化施工合理配置的基本原理是邊際效益理論。具體內(nèi)容為：在工程規(guī)模與工程工期一定的前提下，邊際效益將會(huì)因?yàn)闉r青混合料生產(chǎn)率的提高而達(dá)到最佳效果。但是，一旦錯(cuò)過(guò)最佳點(diǎn)，邊際產(chǎn)量又會(huì)出現(xiàn)下降。如圖1所示：

圖1 短期成本出現(xiàn)U型發(fā)展示意圖

3.2 工程實(shí)例

某地高速公路其中一部分長(zhǎng)33.2 km，單側(cè)路寬10 m，上層面為5 cm厚SMA-16，壓實(shí)容量為2.4 t/m3，按照工作進(jìn)度計(jì)劃，總工作時(shí)日為40 d，平均每天工作8 h。整條高速公路采用四車道高速建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以集中攪拌、自卸車運(yùn)輸、壓路機(jī)壓實(shí)的施工工藝進(jìn)行施工。具體溫度控制如下：出廠時(shí)混合料溫度控制在190 ℃以下，180 ℃附近。當(dāng)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)溫度控制在165 ℃以上，攤鋪溫度要>160 ℃。初壓>150 ℃；復(fù)壓>140 ℃；終壓>130 ℃。運(yùn)輸溫度系數(shù)為0.3 ℃/min，攤鋪溫度系數(shù)為0.5 ℃/min，碾壓溫度系數(shù)為0.3 ℃/min。

(1)拌和站配置計(jì)算

W=2×10×31 604×0.05×2.40=668 208t

(1)

(2)

其中，k1、kh、kw取值分別為0.9、0.95、1。

瀝青攪拌器的額定功率為320t/h，那么Q=320×kh×k1×kw=320×0.95×1=273.6t/h

可以看出拌和器的配置滿足要求。

(2)攤鋪機(jī)械配置計(jì)算

(3)

上述參數(shù)中容重r取2.4，設(shè)計(jì)寬度為10m，設(shè)計(jì)厚度為5m，瀝青拌和器的額定功率為320t/h。

(3)壓實(shí)機(jī)械配置計(jì)算

(4)

(5)

(6)最后，根據(jù)合理排隊(duì)長(zhǎng)度可知，運(yùn)輸車的數(shù)量為16。

3.3 實(shí)施效果

機(jī)械化技術(shù)在引入高速公路的施工過(guò)程以后，合理的計(jì)算分析可以有效節(jié)約成本，在上述工程實(shí)例中，經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)查和仔細(xì)分析后的合理計(jì)算成本節(jié)約近30萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青混凝土路面憑借著其眾多的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，雖然從瀝青混合料的生產(chǎn)到攤鋪以及碾壓路面，國(guó)內(nèi)已經(jīng)掌握其機(jī)械化施工的技術(shù)，但是仍然需要對(duì)溫度的控制、用料的篩選、機(jī)械的配置等細(xì)節(jié)進(jìn)行合理處理，才能建出高質(zhì)量的瀝青混凝土路面。

[1]邵明建.瀝青路面機(jī)械化施工技術(shù)與質(zhì)量控制[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]余叔藩.熱拌瀝青混合料材料、混合料設(shè)計(jì)與施工[R].重慶：重慶交通科研設(shè)計(jì)院，2009.

[3]郭小宏，等.公路工程機(jī)械化施工與管理[M].北京：人民交通出版社，2009.

Analysis on Asphalt Concrete Pavement Construction Technology Key-points of Expressways

WANG Rui

(Anhui Road and Bridge Engineering Co.，Ltd.，Hefei，Anhui，230031)

Staring from the production control of expressway asphalt mixtures，this article introduced the precautions during the mechanized production of asphalt mixtures as well as its temperature control，operation practices and other pavement construction technology key-points，and combined with the en-gineering practices，it analyzed the rational allocation method and function of asphalt concrete pave-ment construction machinery.

Expressway；Asphalt concrete pavement；Mechanization；Construction technology

王 銳(1983—)，男，工程師，從事公路橋梁工程工作。

U

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.01.003

1673-4874(2015)01-0010-03

2014-12-07