因?yàn)r青混凝土路面具備良好的熱塑性, 一旦面臨高溫環(huán)境時(shí),瀝青路面的抗剪切性能會降低,如若將瀝青路面應(yīng)用在機(jī)場道面中,飛機(jī)啟動過程中輪胎壓力非常大,容易導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)剪切推移現(xiàn)象。 特別是在飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí),在水平方向荷載與垂直方向荷載的共同作用下,瀝青路面損壞更為嚴(yán)重,所以我國的民用機(jī)場鮮有使用瀝青混凝土路面, 大部分的民用機(jī)場選擇水泥混凝土路面[1]。 近年來,我國的機(jī)場建設(shè)速度較快,為了保證機(jī)場能夠正常運(yùn)營,機(jī)場道面改擴(kuò)建過程中均使用不停航施工方式。 瀝青混凝土道面性能優(yōu)良,且施工效率非常高,被逐漸應(yīng)用在機(jī)場道面施工中。 基于此,此次以瀝青道面的抗剪切性能不足作為研究的出發(fā)點(diǎn), 通過改善瀝青混合料的配合比提高瀝青混凝土的抗剪切性能。
利比里亞羅伯茨國際機(jī)場位于利比亞蒙羅維亞哈貝爾鎮(zhèn)。 該機(jī)場內(nèi)的跑道運(yùn)營多年,且長期未進(jìn)行維護(hù),目前機(jī)場內(nèi)的道面破損非常嚴(yán)重, 對飛機(jī)正常的運(yùn)營造成較大的安全隱患。 該項(xiàng)目的施工內(nèi)容包括道面改造、滑行道加寬、電氣工程、綠化工程、跑道兩側(cè)的排水設(shè)施等。
為保證施工過程中飛機(jī)不停航, 施工單位選擇使用不停航施工方式, 這種施工方式對于瀝青混合料的用料需求非常大,實(shí)際施工過程中會產(chǎn)生較多的橫向、縱向裂縫,但是施工效率非常高,可以有效縮短施工工期。 這種施工方式最大的特點(diǎn)是每日施工完成以后不得影響飛機(jī)正常起飛、降落。
為保證施工項(xiàng)目順利竣工, 施工單位應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃與組織,保證施工過程中的安全性。
在飛機(jī)不停航的狀態(tài)下, 對機(jī)場瀝青混凝土道面進(jìn)行施工,為保證日間飛機(jī)能夠正常通行,該項(xiàng)目實(shí)際施工時(shí)間均設(shè)置在夜間。 夜間施工會在一定程度上提高施工難度,同時(shí)在選擇施工設(shè)備過程中需要兼顧機(jī)場的具體情況, 優(yōu)先選擇使用高技術(shù)含量、性能穩(wěn)定的設(shè)備。
機(jī)場道面施工對于骨架支撐的要求非常嚴(yán)格, 施工單位應(yīng)選擇強(qiáng)度高、 耐磨性良好的集料, 在對集料進(jìn)行破碎處理時(shí),嚴(yán)格控制針片狀材料的比例,如針片狀的材料比例過大,可能會導(dǎo)致機(jī)場超負(fù)荷而出現(xiàn)壓碎破壞現(xiàn)象, 進(jìn)而對道面的性能造成一定的影響。 因此, 施工單位應(yīng)使用穩(wěn)定的級配機(jī)制,并配備性能先進(jìn)的集料破碎設(shè)備,保證集料攪拌充分、混合料級配穩(wěn)定。
在對瀝青混凝土施工過程中, 攪拌設(shè)備是保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ),攪拌設(shè)備的選擇至關(guān)重要。 目前,市面上攪拌設(shè)備的種類非常多,不同類型的攪拌設(shè)備其性能差異比較大。 實(shí)際選擇時(shí),優(yōu)先選擇高精準(zhǔn)度、攪拌均勻、溫度控制精準(zhǔn)、保溫性能和除塵性能強(qiáng)的攪拌設(shè)備。 瀝青混合料攤鋪過程中不得因原材料供應(yīng)不足而導(dǎo)致施工中斷。
攤鋪設(shè)備會對機(jī)場道面的成型質(zhì)量造成較大的影響,攤鋪設(shè)備的選擇直接關(guān)系到瀝青道面的平整度、 壓實(shí)度等質(zhì)量指標(biāo)。 在選擇攤鋪設(shè)備過程中,可以結(jié)合施工需求優(yōu)先選擇使用攤鋪精準(zhǔn)度高、穩(wěn)定性高的設(shè)備。
壓實(shí)設(shè)備的作用是提升瀝青道面的壓實(shí)度, 增強(qiáng)瀝青道面的柔性承載力。 選擇性能先進(jìn)的壓實(shí)設(shè)備能夠在一定程度上增加道面的使用壽命。
項(xiàng)目中使用的瀝青為SBS(I-D)改性瀝青,將4%的SBS改性劑摻加在70 號瀝青內(nèi)攪拌而成, 詳細(xì)的制作流程為:將70 號瀝青加熱至170~180 ℃, 生產(chǎn)人員將4%的SBS 改性劑摻加在70 號瀝青中,使用高速剪切機(jī)持續(xù)剪切45 min 后形成SBS(I-D)改性瀝青,其性能指標(biāo)如表1 所示。
表1 SBS(I-D)改性瀝青相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)檢測結(jié)果
該項(xiàng)目中的瀝青路面銑刨作業(yè)主要是針對上面層, 使用AC-13 瀝青混合料進(jìn)行填補(bǔ), 瀝青混合料的級配情況如表2所示。
表2 AC-13 瀝青混合料級配設(shè)計(jì)
5.1.1 施工放樣
在對原瀝青路面進(jìn)行銑刨作業(yè)之前,施工人員可使用3 m直尺對彎曲路段的路面進(jìn)行測量放樣, 將車轍深度未超過3 mm 的路段作為放樣點(diǎn)的邊界,然后根據(jù)車輪的寬度確定出銑刨寬度。
5.1.2 銑刨
待測量放樣工作完成以后, 使用銑刨對原瀝青路面進(jìn)行銑刨處理,銑刨過程中產(chǎn)生的廢料使用卡車運(yùn)輸至指定部位。保證原瀝青路面在經(jīng)過銑刨處理以后不會出現(xiàn)松散現(xiàn)象,銑刨過程中密切檢測銑刨的深度及平整度。 一般情況下,瀝青路面銑刨的深度偏差不得超過+8~-5 mm,瀝青路面的平整度不得超過8 mm。 如瀝青路面銑刨不達(dá)標(biāo),使用人工銑刨方式進(jìn)行修正,直至符合規(guī)范要求為止。
5.1.3 撒布粘層
待銑刨作業(yè)完成后,即可對粘層進(jìn)行施工。 在對粘層施工前,可使用高壓風(fēng)將路槽內(nèi)的雜物清理干凈,確保路槽內(nèi)不存在其他雜物,使用瀝青灑布車灑布粘層油。 粘層油使用的是改性乳化瀝青,灑布量為0.5 L/m2,粘層灑布均勻,不得出現(xiàn)花白、漏灑現(xiàn)象。 對于局部區(qū)域如灑布車難以觸及的角落,可以使用人工灑布方式進(jìn)行處理。
5.1.4 攤鋪
結(jié)合施工現(xiàn)場路面的具體情況,兼顧施工現(xiàn)場的溫度、濕度等影響因素,確定最佳破乳時(shí)間,待破乳以后,盡快攤鋪瀝青混合料, 避免粘層油被污染。 攤鋪速度可以根據(jù)攤鋪的寬度、厚度進(jìn)行確定,攤鋪過程中需保證攤鋪速度均勻,攤鋪?zhàn)鳂I(yè)應(yīng)具備連續(xù)性,不得隨意停機(jī)或是改變速度。
5.1.5 碾壓
第一次碾壓選擇使用鋼輪壓路機(jī), 壓路機(jī)的碾壓速度為20 m/min; 第二次碾壓使用膠輪壓路機(jī), 碾壓速度控制為50 m/min;終壓使用鋼輪壓路機(jī),碾壓速度控制為40 m/min。待瀝青混合料碾壓完成且路面的溫度低于<50 ℃后, 方能開放交通。
5.2.1 舊路清理
為確?;鶎优c面層充分結(jié)合, 施工單位在加鋪?zhàn)鳂I(yè)進(jìn)行的前15 d 對原水泥路面進(jìn)行處理, 避免后期加鋪瀝青混合料后出現(xiàn)路面裂縫。 原水泥路面的病害包括裂縫、板體脫空、表面脫落等。
5.2.2 原材料準(zhǔn)備
結(jié)合每次拌和的混合料重量計(jì)算環(huán)氧劑的摻加量, 分別對主劑與固化劑進(jìn)行加熱,加熱持續(xù)的時(shí)間不得小于2 h。
5.2.3 拌和
1)正式施工前,施工人員分別對主劑與固化劑進(jìn)行加熱。
2)將各種集料加熱至190 ℃后,按照既定的比例攪拌,主劑與固化劑按照61∶39 的比例摻加在混合料內(nèi), 保證攪拌均勻。 由于試驗(yàn)段的面積非常小,所以可以人工攪拌。
3)投放瀝青過程中,將拌制好的環(huán)氧劑沿著投放口投放至攪拌設(shè)備中。
4)環(huán)氧劑投放完成后,持續(xù)攪拌45~50 s 后即可出料。 混合料的拌和溫度控制在170~180 ℃。 拌和完成的混合料應(yīng)均勻一致,不出現(xiàn)花白、焦料,同時(shí)不出現(xiàn)離析、結(jié)塊現(xiàn)象。
5.2.4 運(yùn)輸
為了保證連續(xù)作業(yè),施工單位可配備40 輛運(yùn)輸車,結(jié)合現(xiàn)場的施工進(jìn)度合理組織車輪運(yùn)輸瀝青混合料, 保證每臺攤鋪設(shè)備的前方始終有2 輛運(yùn)輸車處于等待狀態(tài)。 接料過程中,先放車頭部位的混合料,再放車尾部位的混合料,最后放中間部位的混合料,避免混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象。 為了保證瀝青混合料的溫度不會降低過快,可以在車廂設(shè)置保溫布[2]。
5.2.5 攤鋪及碾壓
夜間施工時(shí),提前將熨平板的溫度加熱至100 ℃,攤鋪機(jī)的攤鋪速度保持在2~3m·min-1,攤鋪?zhàn)鳂I(yè)應(yīng)具備連續(xù)性,安排施工班組對邊角部位進(jìn)行修補(bǔ)。 試驗(yàn)段的瀝青路面一次攤鋪成型,結(jié)合路面的寬度,組織6 臺攤鋪機(jī)同步作業(yè),攤鋪的寬度依次為9 m、6 m、7.5 m、7.5 m、6 m、9 m,2 臺相鄰的攤鋪機(jī)的前后間隔距離控制在5~10 m。 瀝青混合料的松鋪系數(shù)設(shè)置為1.2。
瀝青混合料碾壓分3 次完成, 每臺攤鋪機(jī)的后側(cè)配備8臺壓路機(jī)對瀝青混合料進(jìn)行碾壓。 瀝青混合料碾壓嚴(yán)格按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則施工。 壓路機(jī)的型號為雙鋼輪壓路機(jī)、單鋼輪壓路機(jī)、25 t 輪胎壓路機(jī)。 此外,配備4 臺壓路機(jī)用于消除車輪印跡。
第一次碾壓使用單鋼輪壓路機(jī)使用先靜后振方式碾壓2遍,碾壓速度控制在1.5~2.0 km·h-1;第二次碾壓使用膠輪壓路機(jī),碾壓遍數(shù)為4~6 遍,然后使用雙鋼輪壓路機(jī),振壓2~3遍,碾壓速度控制在2.5~3.5 km·h-1;最后使用雙輪鋼輪式壓路機(jī),靜壓2~3 遍,碾壓速度控制在3.0~4.0 km·h-1。
碾壓作業(yè)完成后, 使用3 m 直尺對瀝青混合料的碾壓平整度進(jìn)行檢查[3],縱向最大間隙不得超過3 mm。
瀝青混合料拌和至碾壓成型的持續(xù)時(shí)間不得超過90 min,避免因?yàn)r青混合料的溫度降低過快而影響碾壓質(zhì)量。