駱建平
摘要:為進(jìn)一步提高市政瀝青路面的使用性能,降低損耗率,延長(zhǎng)其使用壽命,應(yīng)加快應(yīng)用先進(jìn)的施工工藝和技術(shù)。立足于實(shí)踐,以雙層攤鋪施工技術(shù)為研究背景,對(duì)此技術(shù)在市政路面工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析。首先是對(duì)瀝青路面的組成及性能要求進(jìn)行分析,其次對(duì)雙層攤鋪施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行解析,并通過(guò)工程實(shí)例實(shí)踐可知,雙層攤鋪施工技術(shù)具備施工效率高、施工質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì),故而在后續(xù)工程中值得大力推廣使用。
關(guān)鍵詞:市政工程 路面 瀝青路面雙層攤鋪
雙層攤鋪施工可以對(duì)上下2層同時(shí)進(jìn)行碾壓和攤鋪施工,壓縮約50%的施工工期,并且有效避免黏層結(jié)構(gòu)之間的污染問(wèn)題,從而可以提高施工的效率。雙層攤鋪施工技術(shù)可以全面地提升施工質(zhì)量,縮短工期,在今后可以使用到瀝青混凝土路面施工領(lǐng)域。2層同時(shí)攤鋪施工,能夠應(yīng)用在比較厚的瀝青混合料層的結(jié)構(gòu)中,可以有效地減緩上層混合料冷卻的速度,從而在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持其正常的施工和應(yīng)用。在溫度較高的基層中進(jìn)行攤鋪施工,可讓減緩磨耗層溫度的下降速度,從而可以增加壓實(shí)的時(shí)間,提升壓實(shí)密度以及瀝青層的潤(rùn)滑性。
1 瀝青混凝土路面的組成及性能要求
瀝青混凝土路面就是在路面進(jìn)行攤鋪、碾壓瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層部分,是一種應(yīng)用比較普遍的路面結(jié)構(gòu)形式。而瀝青和礦料進(jìn)行充分的混合,根據(jù)相應(yīng)的比例進(jìn)行材料的制作,經(jīng)過(guò)攪拌處理之后可以得到瀝青混凝土的材料。在具體的施工環(huán)節(jié),瀝青路面會(huì)由于車輛的長(zhǎng)期碾壓施工,以及冰凍、高溫、雨水等外部環(huán)境的侵蝕影響,導(dǎo)致瀝青混凝土路面質(zhì)量無(wú)法得到保證。為了保證瀝青路面運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,要加強(qiáng)質(zhì)量管理和控制,提升瀝青混凝土的抗老化性、耐久性、低溫穩(wěn)定性,以滿足多種條件下應(yīng)用的需要[1]。
2 市政瀝青混凝土路面施工中應(yīng)用雙層攤鋪技術(shù)的作用
以往的市政瀝青混凝土路面施工多采用單層攤鋪技術(shù),這種技術(shù)可能會(huì)使得連接層之間存在污染問(wèn)題,加速面層老化破壞,同時(shí),攤鋪時(shí)需使用價(jià)格較高的黏層油,施工效率較低。而應(yīng)用雙層攤鋪技術(shù),可同時(shí)攤鋪不同施工配合比的瀝青混合料,并能充分發(fā)揮下層瀝青混合料的余熱作用,壓實(shí)上層路面的表層結(jié)構(gòu),有效提高瀝青混合料抵抗變形的能力[2]。綜上所述,雙層攤鋪技術(shù)在市政瀝青混凝土路面施工中的應(yīng)用可以發(fā)揮以下作用。
(1)簡(jiǎn)化瀝青路面的施工組織,避免路面污染問(wèn)題。
(2)最大限度地利用黏結(jié)層余熱更好地壓實(shí)磨耗層路面,降低能源消耗。
(3)減少黏油層用量,降低整體施工成本,使工程施工的經(jīng)濟(jì)效益更高。
(4)形成更光滑的瀝青路面,使不同結(jié)構(gòu)層之間的結(jié)合更緊密,提高瀝青路面整體抗車轍和抗變形等能力,延長(zhǎng)路面的使用壽命。
3 雙層攤鋪技術(shù)在市政瀝青混凝土路面施工中的應(yīng)用
3.1做好攤鋪施工準(zhǔn)備
攤鋪瀝青混合料前,首先要認(rèn)真清理公路下面層,用瀝青灑布車輛在其上面均勻地噴灑一層黏層油,同時(shí),用塑料薄膜覆蓋滑模路肩石和路緣石,以避免頂面產(chǎn)生污染問(wèn)題。黏層油可選用改性乳化瀝青,灑布量可控制在0.3L/m3以內(nèi),灑布結(jié)束后需對(duì)道路交通進(jìn)行封閉??紤]到上面層和中面層所用的瀝青混合料的不同厚度,在拌制瀝青混合料時(shí),可采用2臺(tái)拌和樓對(duì)不同型號(hào)的攤鋪料進(jìn)行制備,如AC-13型、AC-20型等,其中,拌制混合料所用的瀝青材料可采用SBS改性瀝青,并且要嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌制時(shí)間和加熱溫度等。另外,瀝青混合料攤鋪施工前的0.5~1h要做好攤鋪機(jī)熨平板的預(yù)熱施工,將溫度控制在100~130℃,并準(zhǔn)備足夠的燃料。為避免攤鋪機(jī)停機(jī)后熨平板出現(xiàn)下沉問(wèn)題,要結(jié)合瀝青混合料的特點(diǎn)、攤鋪機(jī)行進(jìn)速度和攤鋪厚度等合理選用熨平板振動(dòng)器,并對(duì)振動(dòng)頻率和幅度等進(jìn)行合理控制,力求獲得最佳的平整度和密實(shí)度[3]。
3.2瀝青混合料運(yùn)輸
現(xiàn)場(chǎng)要分配專人負(fù)責(zé)瀝青混合料運(yùn)輸車輛的指揮,確保卸料操作有序進(jìn)行。采取縱列排列的方式,將中面層和上面層的運(yùn)輸車輛分兩列排列,并在運(yùn)輸車輛尾部使用顏色明顯的油漆進(jìn)行標(biāo)識(shí),以避免后續(xù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中出現(xiàn)瀝青混合料混用的情況。另外,在混合料攤鋪施工前,要保證攤鋪施工機(jī)械設(shè)備的數(shù)量充足,如上面層和中面層部位的瀝青混合料運(yùn)輸車輛分別控制在3輛及5輛以上,以確保后續(xù)雙層瀝青混合料攤鋪的連續(xù)性[4]。
3.3瀝青混合料攤鋪
雙層攤鋪機(jī)的攤鋪速率可控制在2m/min,并要保持行進(jìn)的勻速性,不能隨意更改攤鋪機(jī)械的行進(jìn)速度,必須使雙層攤鋪機(jī)械與瀝青混合料運(yùn)輸車輛保持適當(dāng)距離。如果中面層的壓實(shí)厚度控制在7cm,那么,下面層表面與布料器中心線的距離應(yīng)保持在30cm左右;如果上面層的壓實(shí)度控制在3cm,那么,上述間距的距離應(yīng)控制在15cm左右。同時(shí),要合理調(diào)節(jié)攤鋪機(jī)熨平板的前料門實(shí)際開(kāi)度和最大集料粒徑,保證布料器與混合料的高度保持一致,而瀝青混合料的料面要適當(dāng)高出布料器高度的70%左右,可在熨平板兩端部位合理設(shè)置液壓伸縮設(shè)備,以合理調(diào)整寬度改變位置[5]。
正式攤鋪施工時(shí),必須先卸下上面層的瀝青混合料,再卸除中面層的瀝青混合料,使之裝滿受料倉(cāng)后再進(jìn)行攤鋪施工。然后,將攤鋪機(jī)中面層的出料倉(cāng)口打開(kāi)來(lái)攤鋪中面層,再開(kāi)啟上面層出料口完成上面層混合料攤鋪,這樣可以同時(shí)進(jìn)行中、上2層路面的混合料攤鋪。當(dāng)上受料倉(cāng)中的瀝青混合料剩余30%左右時(shí),要一次性裝滿中面層的受料倉(cāng),并將轉(zhuǎn)運(yùn)車中的中層面混合料清理干凈,更換上面層混合料,以此類推,進(jìn)行連續(xù)攤鋪施工,攤鋪施工速度以2m/min左右為宜。另外,在瀝青混合料攤鋪施工階段應(yīng)適當(dāng)增加攤鋪厚度的檢測(cè)頻率,并對(duì)中面層瀝青混合料攤鋪的橫坡與厚度等進(jìn)行詳細(xì)檢查。若要有效控制瀝青混合料攤鋪總厚度,可人工調(diào)整中、上面層熨平板的高度或仰角等[6]。
3.4瀝青混合料碾壓
攤鋪完瀝青混合料后及時(shí)進(jìn)行碾壓施工。除優(yōu)選合適型號(hào)的碾壓施工機(jī)械設(shè)備外,還應(yīng)按“三級(jí)”碾壓方式進(jìn)行碾壓施工,具體碾壓施工要點(diǎn)如下。
(1)初壓環(huán)節(jié):采用雙鋼輪壓路機(jī)械靜壓碾壓作業(yè),在此期間需保證瀝青混合料攤鋪及碾壓施工同步進(jìn)行,并在瀝青路面攤鋪長(zhǎng)度達(dá)到150m后進(jìn)行碾壓施工。
(2)復(fù)壓環(huán)節(jié):可選擇2~3臺(tái)雙鋼輪壓路設(shè)備進(jìn)行碾壓施工,碾壓遍數(shù)保持4~6次,碾壓速度維持在58~75m/min,但不能在復(fù)壓階段采用膠輪壓路設(shè)備,否則輪子上面可能會(huì)黏結(jié)混合料。
(3)終壓環(huán)節(jié):選用雙鋼輪壓路設(shè)備靜壓作業(yè),反復(fù)進(jìn)行2~4次碾壓,并要保證壓路設(shè)備行進(jìn)速度的均勻性,一般速度可控制在33~50m/min,要時(shí)刻保證瀝青混合料在碾壓階段的穩(wěn)定性。另外,為提高碾壓施工作業(yè)的效率,可采用交替碾壓施工工藝。
3.5路面接縫及養(yǎng)護(hù)
為進(jìn)一步提高瀝青混合料雙層攤鋪的施工質(zhì)量,應(yīng)切實(shí)做好瀝青路面接縫處理及施工養(yǎng)護(hù)管理。一是在處理瀝青路面接縫過(guò)程中,要注意有效控制攤鋪機(jī)械的行進(jìn)速度和攤鋪寬度,保證整個(gè)瀝青路面的碾壓施工質(zhì)量,盡可能確保全覆蓋碾壓,避免因接縫問(wèn)題對(duì)整體瀝青路面的施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。如需設(shè)置縱向接縫,可適當(dāng)調(diào)節(jié)上層熨平板的伸縮邊,并將上下層瀝青混合料的攤鋪寬度控制在10cm以內(nèi)。同時(shí),要保證上下熨板之間的距離不小于30cm,否則容易出現(xiàn)橫向裂縫,在碾壓過(guò)程中要控制開(kāi)停機(jī)頻率。二是要切實(shí)做好瀝青混合料碾壓后的養(yǎng)護(hù)工作,可以用專用車輛進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),使瀝青路面始終保持濕潤(rùn)狀態(tài),并加強(qiáng)交通管制,力求全面提高瀝青路面的施工質(zhì)量[7]。
4 市政瀝青混凝土路面施工中雙層攤鋪施工質(zhì)量控制
為進(jìn)一步提高公路瀝青路面施工作業(yè)中雙層攤鋪技術(shù)的質(zhì)量,應(yīng)采取以下有效的施工質(zhì)量控制措施。
(1)加強(qiáng)施工材料管理。雙層攤鋪施工中會(huì)涉及兩種類型的瀝青混合料,為確保作業(yè)環(huán)節(jié)的連續(xù)性,需增設(shè)混合料拌和站以滿足混合料的生產(chǎn)需求,并對(duì)瀝青混合料的原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保其符合現(xiàn)場(chǎng)施工要求和規(guī)范等。
(2)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理。一是要保證瀝青混合料的供應(yīng)充足和攤鋪的連續(xù)性,要選擇兩種拌和設(shè)備,以滿足不同類型瀝青混合料的配置要求。二是在施工階段要注重對(duì)攤鋪機(jī)械的攤鋪速度、攤鋪厚度等進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保能夠符合現(xiàn)場(chǎng)施工的基本要求和規(guī)定[8]。
(3)加強(qiáng)施工質(zhì)量檢驗(yàn)。雙層攤鋪技術(shù)對(duì)質(zhì)量的要求很高,在整個(gè)施工作業(yè)中必須做好質(zhì)檢工作,可隨時(shí)進(jìn)行取樣試驗(yàn),檢測(cè)瀝青混合料攤鋪和碾壓施工的質(zhì)量。
(4)要保證瀝青混合料攤鋪平整度達(dá)到規(guī)定要求,嚴(yán)格控制瀝青混合料的攤鋪厚度和攤鋪車輛的行進(jìn)速度等。
(5)靈活選擇縱橫向接縫處理方式,全面保證瀝青路面施工的整體質(zhì)量。
5 工程實(shí)例
5.1工程概述
某高速公路起訖樁號(hào)為K60+000~K120+450,線路全長(zhǎng)60.45 km,此公路瀝青路面雙層攤鋪施工試驗(yàn)路段起訖樁號(hào)為K95+241~K97+091,長(zhǎng)度1.85 km,試驗(yàn)段路面設(shè)計(jì)為厚4 cm AC-13改性瀝青混凝土上面層+厚6 cm AC-16改性瀝青混凝土中面層,拌和站距離試驗(yàn)段約30 km,運(yùn)料車滿載狀態(tài)下運(yùn)料至試驗(yàn)路段需要1.5 h。試驗(yàn)路段分別采用4種上中面層路面結(jié)構(gòu)方案,即厚3 cm AC-13上面層+厚7 cm AC-20中面層、厚4 cm AC-13上面層+厚6 cm AC-20中面層、厚4 cm SMA-13上面層+厚6 cm AC-20中面層、厚4 cm SMA-13上面層+厚6 cm SMA-16中面層。
5.2原材料
試驗(yàn)路段雙層攤鋪施工使用的原材料主要有改性瀝青、集料等。施工中使用的SBS改性瀝青25 ℃,5 s,100 g針入度52.3 mm,5 cm/min,5 ℃延度31.5 cm,軟化點(diǎn)為72.5 ℃,閃點(diǎn)330 ℃;RTFOT后殘留物質(zhì)量變化率0.1%,針入度比86%,延度20.1 cm,以上參數(shù)均符合規(guī)范要求。此工程以硬質(zhì)玄武巖和石灰?guī)r為粗細(xì)集料,填料則采用石灰?guī)r細(xì)粉。
5.3施工設(shè)備
為確?;旌狭铣掷m(xù)不斷供應(yīng),此工程瀝青路面雙層攤鋪時(shí)采用2臺(tái)拌和設(shè)備協(xié)調(diào)供應(yīng),考慮到上面層和下面層攤鋪厚度不同,協(xié)同供料拌和設(shè)備選用額定產(chǎn)量分別為280 t/h及210 t/h的4000型和3000型。2臺(tái)拌和設(shè)備生產(chǎn)改性瀝青混合料的實(shí)際產(chǎn)量為額定產(chǎn)量的70%,則按照2.45 t/m3計(jì)算瀝青混凝土密度,可得出2臺(tái)拌和站實(shí)際生產(chǎn)能力為196 t/h和147 t/h。本瀝青路面雙層攤鋪運(yùn)料車實(shí)際運(yùn)輸能力為40 t/車,考慮到卸料的方便性,上面層運(yùn)料車裝4盤(pán),每盤(pán)6 t,共24 t;中面層運(yùn)料車裝8盤(pán),每盤(pán)6 t,共48 t。結(jié)合此工程施工實(shí)際,應(yīng)合理配置混合料運(yùn)輸車輛。
5.4攤鋪及碾壓施工
攤鋪施工應(yīng)采用雙層瀝青混凝土攤鋪機(jī),并采用2套運(yùn)輸設(shè)備將2種混合料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),一次完成不同配合比、不同厚度的2層混合料的攤鋪,且攤鋪施工過(guò)程中攤鋪機(jī)不得隨意改變前進(jìn)速度,碾壓時(shí)通過(guò)一套壓實(shí)設(shè)備一起碾壓成型。為增強(qiáng)碾壓施工效果,應(yīng)采用噸位12 t以上的壓實(shí)設(shè)備,對(duì)于SMA結(jié)構(gòu)的面層不得使用膠輪壓路機(jī),碾壓速度應(yīng)控制在5 km/h以內(nèi),具體而言,初壓和終壓速度應(yīng)分別按1.5~2 km/h和2.5~3.5 km/h控制。
5.5平整度及壓實(shí)度要求
傳統(tǒng)的攤鋪方式為逐層攤鋪、逐層找平,而此工程瀝青路面施工采用的是雙層攤鋪技術(shù),由于2層混合料一體攤鋪,攤鋪厚度大,因而平整度控制存在較大難度。在傳統(tǒng)施工方式下,下面層出現(xiàn)的厚度5 mm的凹陷反映在上面層后厚度為2.6 mm,而雙層攤鋪施工下,下面層出現(xiàn)的厚度5 mm的凹陷反映在上面層后厚度為3.1 mm。可見(jiàn),雙面層攤鋪施工下對(duì)平整度控制要求更高,且必須從路基開(kāi)始,各級(jí)平整度控制均應(yīng)提升一級(jí),即上中面層、下面層、基層、路基規(guī)范要求平整度分別為3 mm、5 mm、7 mm、10 mm,而雙層攤鋪施工所要求的平整度應(yīng)分別為3 mm、3 mm、5 mm、7 mm。此外,在試驗(yàn)段瀝青路面完工后及通車運(yùn)行1 a后采用連續(xù)式平整度儀檢測(cè)左側(cè)一車道平整度,結(jié)果顯示:工后及通車運(yùn)營(yíng)1 a后瀝青路面平整度標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.79 mm和0.94 mm,完全符合相關(guān)規(guī)范中不大于1.2 mm的要求。
試驗(yàn)路段鋪設(shè)結(jié)束后鉆芯取樣試驗(yàn)結(jié)果顯示,此施工路段左中右車道壓實(shí)度均值為96.85%、96.74%、97.61%,符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》所規(guī)定的最大理論密度92%,實(shí)際壓實(shí)度至少為95%的要求[9]。
6 結(jié)語(yǔ)
雙層攤鋪技術(shù)在市政瀝青混凝土路面施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),施工時(shí)需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,有效掌握各種影響因素,以保證瀝青混凝土每層的黏結(jié)效果,提高施工質(zhì)量,同時(shí)在雙層攤鋪施工中,施工單位要做好每個(gè)施工環(huán)節(jié),控制各項(xiàng)施工參數(shù),從而保證市政公路工程正常的使用壽命。
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