摘要 針對(duì)道路工程路面黏結(jié)性能不佳影響路面防水性能的問(wèn)題,文章設(shè)計(jì)了道路工程瀝青混凝土路面施工技術(shù)。銑刨瀝青混凝土路面下承層,使路面平整度更符合規(guī)范需求;進(jìn)行路面防水黏結(jié)層施工,避免瀝青路面因滲水造成沉降問(wèn)題,保證路面防水性能;采用瀝青攤鋪機(jī)夯實(shí)路面,以保證瀝青面層的壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn);采用實(shí)例分析驗(yàn)證了運(yùn)用瀝青混凝土路面施工技術(shù)的效果更佳。
關(guān)鍵詞 道路工程;瀝青混凝土;路面施工;瀝青面層;施工技術(shù)
中圖分類號(hào) U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949(2023)15-0120-03
0 引言
路面施工的平整度、黏結(jié)性能、防水性能是影響路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)。路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間通車運(yùn)行碾壓產(chǎn)生的荷載會(huì)造成路面裂縫、抗水損壞等問(wèn)題,降低道路通行質(zhì)量。基于3D 智能數(shù)字化攤鋪技術(shù)的瀝青混凝土路面施工技術(shù),主要是利用三維建模方式將路面施工的圖紙作出3D 勾畫,通過(guò)全站儀、三維定位等傳感技術(shù)對(duì)施工位置進(jìn)行定位[1]。通過(guò)三維坐標(biāo)檢測(cè)的方式,能夠自動(dòng)鋪平路面,減少人為誤差,提高施工效率?;趶?fù)雜環(huán)境的施工技術(shù),主要是在信息化條件的支撐下,結(jié)合道路路面內(nèi)部環(huán)境存在的差異,制定出可行的施工方案,從而提升施工效率[2]。以上兩種技術(shù)均是針對(duì)施工效率進(jìn)行設(shè)計(jì)的,路面的施工質(zhì)量很可能受到影響。因此,該文研究了道路工程瀝青混凝土路面施工技術(shù)這一課題。
1 道路工程瀝青混凝土路面施工技術(shù)設(shè)計(jì)
1.1 銑刨瀝青混凝土路面下承層
對(duì)道路路面施工過(guò)程中,往往會(huì)受到銑刨力度不足而出現(xiàn)路面不平整,施工質(zhì)量不佳的問(wèn)題。因此,該文在進(jìn)行路面施工之前,將銑刨路面下承層作為首要步驟。使用三輥軸攤鋪機(jī),將未及時(shí)鏟除的富余砂石填補(bǔ),提升路面平整度[3]。為了滿足瀝青混凝土下面層與瀝青面層的黏結(jié)性,將施工過(guò)程分成了下承層—— 黏結(jié)層——瀝青面層。下承層的銑刨主要包括了路面表面鑿毛,表面除漿、標(biāo)記橫縱縫位置等操作[4]。利用銑刨機(jī)對(duì)下承層進(jìn)行銑刨,銑刨過(guò)程需要保持時(shí)間一致,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)大小,使用多臺(tái)銑刨機(jī)同時(shí)施工,保證路面不早銑、不遲刨。在施工過(guò)程中,其中一塊路面出現(xiàn)了銑刨時(shí)間過(guò)早的現(xiàn)象,路面粗集料裸露較多,路面的平整度受到了影響[5]。因此,該文直接鑿掉不平整的路面,重新鋪筑,使路面平整度更符合規(guī)范需求。對(duì)于攤鋪機(jī)而言,起步路段、路面的不平整在混凝土未硬化之前處理,使用水準(zhǔn)儀將路面找平,并用> 3 m 的靠尺進(jìn)行修整,再用粗級(jí)磨頭打磨下承層的平整度,依靠瀝青混凝土本身強(qiáng)度與性能提高路面施工質(zhì)量。
1.2 進(jìn)行路面防水黏結(jié)層施工
橡膠瀝青防水黏結(jié)層具有良好應(yīng)力吸收能力、應(yīng)力消散作用和抗反射裂縫能力,優(yōu)異的黏結(jié)性、防水性、耐久性等特點(diǎn),且施工設(shè)備簡(jiǎn)單,施工速度快,質(zhì)量易于控制。因此,在路面防水黏結(jié)層采用橡膠瀝青為主要施工材料。橡膠瀝青液體的基質(zhì)為瀝青國(guó)標(biāo)70# 石油瀝青,橡膠粉用量占瀝青用量的18%。在24 h 內(nèi)用橡膠瀝青灑布油罐車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行噴灑,橡膠瀝青灑布量為1.5 kg/m2,超過(guò)24 h 后橡膠瀝青的性能會(huì)明顯衰減。集料選擇9.5~13.0 mm 的單粒徑石灰?guī)r碎石,撒布量為7 kg/m2,碎石的撒布面積約占滿鋪的60%。
在下承層銑刨完畢之后,將黏結(jié)層洗刷整齊,黏結(jié)劑涂刷在黏結(jié)層前應(yīng)將混凝土下承層進(jìn)行灑水,表面得以濕潤(rùn)之后,在無(wú)明水的情況下進(jìn)行黏結(jié)層施工[6]。在路面上灑布橡膠瀝青,要在橡膠瀝青上撒布一定量單一粒徑的預(yù)拌瀝青碎石,均勻滿鋪在橡膠瀝青層上,用瀝青攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪嵌擠碾壓,橡膠瀝青被擠壓到石料高度的約70%,石料嵌鎖形成后將構(gòu)成結(jié)構(gòu)性支撐,形成左右厚度的路面結(jié)構(gòu)層,能有效地防止水分的侵入,并與下面層黏結(jié)形成緊密狀態(tài),形成碎石封層模式的路面結(jié)構(gòu)。在防水黏結(jié)層中增加了混凝土封閉,錨具、加強(qiáng)螺栓箍筋、瀝青液料、端部鋼絲、預(yù)應(yīng)力束等構(gòu)件,能夠使黏結(jié)層的黏結(jié)劑起到最佳作用。瀝青混凝土路面攤鋪極易出現(xiàn)級(jí)配離析與溫度離析環(huán)節(jié),黏結(jié)層施工質(zhì)量會(huì)直接影響攤鋪差異[7]。
1.3 瀝青混合料拌制加工
在道路工程瀝青混凝土施工中,要根據(jù)不同種類分開(kāi)堆放所需細(xì)集料以及粗集料,并分別提供,以保證集料的含泥量控制在1% 及以下?;旌狭习柚七^(guò)程中,要先對(duì)集料進(jìn)行烘干處理,不同規(guī)格與類型的礦粉、集料以及瀝青都要按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行合理配料。瀝青加熱過(guò)程中,要控制好溫度,其溫度要求主要保持在140~160 ℃之間,石料加熱的溫度要控制在150~170 ℃之間,混合料出廠時(shí)的溫度要控制在150~160 ℃之間。瀝青混合料拌制加工過(guò)程中,還要嚴(yán)禁使用氣泡、炭化、含水或過(guò)熱的混合料,在拌和完成后要保持其良好的均勻性,以確保混合料所有顆粒均包裹著瀝青,而且不能出現(xiàn)離析、花白或結(jié)塊的情況。在調(diào)整材料規(guī)格以及混合料配合比時(shí),先要開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行試拌,在試拌期間還要對(duì)其開(kāi)展取樣檢測(cè)瀝青含量、級(jí)配等性能指標(biāo)。
1.4 道路瀝青面層攤鋪
攤鋪在路面施工過(guò)程中占據(jù)重要的地位,該文將其作為橡膠瀝青面層施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于瀝青混凝土的鋪平性能,該文選擇了瀝青攤鋪機(jī)進(jìn)行面層施工。攤鋪機(jī)的功能良好,能夠來(lái)回收縮,將面層混凝土通過(guò)自振的方式壓實(shí)[8]。在攤鋪之前檢查攤鋪機(jī)的功能是否良好,按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)報(bào)告與面層厚度進(jìn)行施工,確保標(biāo)高、振動(dòng)、壓實(shí)等功能符合施工需求。在攤鋪橡膠瀝青面層的過(guò)程中,使用攤鋪機(jī)能夠省去碾壓的步驟,瀝青攤鋪機(jī)本身的壓實(shí)功能能夠達(dá)到面層壓實(shí)功能。在路面壓實(shí)的過(guò)程中,攤鋪機(jī)行駛速度穩(wěn)定,并未出現(xiàn)停止或速度偏高、偏低的問(wèn)題,橡膠瀝青面層攤鋪一次到位,成型較快,可以保證面層的平整度在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。橡膠瀝青性能指標(biāo)如表1 所示。
如表1 所示的橡膠瀝青面層攤鋪過(guò)程中,時(shí)間控制在了3 h 以內(nèi),瀝青混凝土材料在攪拌與攤鋪的過(guò)程中并未發(fā)生初凝,終凝時(shí)間不小于6 h,施工美觀性較佳。在7 d 時(shí),將壓路機(jī)的起振與停振階段作出了過(guò)渡,過(guò)渡時(shí)間約5 s,過(guò)渡過(guò)程的有效壓實(shí)時(shí)間約20%,碾壓長(zhǎng)度超過(guò)25 s。考慮到瀝青混凝土的性能,該文在初壓、復(fù)壓、終壓、碾壓等情況確定了溫度與攤鋪厚度,在實(shí)際溫度下降的環(huán)境因素影響下,仍然有效地完成了整個(gè)攤鋪?zhàn)鳂I(yè),碾壓效率較高。為了保證路面施工質(zhì)量,碾壓過(guò)程在溫度較高的環(huán)境中進(jìn)行,初壓的開(kāi)始溫度在155 ℃以上,低溫施工溫度在165~170 ℃的范圍內(nèi);復(fù)壓的開(kāi)始溫度在135 ℃以上,低溫施工溫度在155~165 ℃的范圍內(nèi);終壓的表面溫度超過(guò)了90 ℃,路面壓實(shí)的均勻性較高,瀝青膠結(jié)力較強(qiáng),能夠減少混合料的推移,保證路面壓實(shí)度。
1.5 施工注意事項(xiàng)
為了確保道路工程瀝青混凝土路面施工質(zhì)量,在施工過(guò)程中,需要注意以下事項(xiàng):
(1)施工時(shí)盡量保證全路幅面層一次性攤鋪,在遇到需要分幅攤鋪的情況時(shí),一定要保證瀝青熱接縫,前幅必須緊跟著后幅,保證前、后攤鋪幅混合料攤鋪時(shí)間交叉。
(2)采取分層填筑、壓實(shí)溝槽回填土,壓實(shí)度要符合相應(yīng)的規(guī)定。
(3)保證瀝青面層的施工質(zhì)量和各層的最小施工厚度;確保各層之間上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的良好連接。
(4)以水泥穩(wěn)定類材料作為瀝青路面的基層。
(5)當(dāng)瀝青混凝土作為地面層時(shí),其與下層間的黏結(jié)力至少要達(dá)到4 級(jí)。
(6)壓實(shí)度至少應(yīng)該達(dá)到98%。
(7)分別搭棚保護(hù)礦料集料,以防止各種集料雨淋等,嚴(yán)格監(jiān)管混合料生產(chǎn)、拌和、施工等各個(gè)環(huán)節(jié),盡量規(guī)避各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的不均勻現(xiàn)象。
(8)合理控制施工工序,保證面層攤鋪的連續(xù)性,加強(qiáng)層間連接,保證層間的黏結(jié)力。
最后,瀝青路面的施工質(zhì)量控制指標(biāo)篩選時(shí)一定要結(jié)合項(xiàng)目具體特點(diǎn),一般可分成瀝青混合料指標(biāo)與驗(yàn)收指標(biāo)兩類。兩類指標(biāo)的具體組成如表2 所示。
2 實(shí)例驗(yàn)證分析
2.1 工程概況
為了驗(yàn)證該文設(shè)計(jì)的路面施工技術(shù)是否具有使用效能,該文以X道路為例,對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行了實(shí)例分析驗(yàn)證。X 道路是A 南部地區(qū)通往B 沿海地區(qū)的主要道路,也是該地區(qū)的主要交通要道,其中重型車輛年通行量較大。道路的K22+336~K27+696 段全長(zhǎng)約6.456 km,該段道路采用V=80 km/h 的標(biāo)準(zhǔn),路面路基寬度在23.52~25.56 m 的范圍內(nèi)。該道路建成通車時(shí)并未進(jìn)行軟基處理,經(jīng)過(guò)多年的使用,K22+336~K27+696 段出現(xiàn)了差異沉降、路面波浪、排水不佳等問(wèn)題,嚴(yán)重影響道路的通車服務(wù)質(zhì)量。為了更好地適應(yīng)該地區(qū)的交通發(fā)展,政府部門提出對(duì)X 城市道路進(jìn)行路面改造。該次工程以瀝青混凝土路面施工為主要研究技術(shù),對(duì)路面施工指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)。在施工過(guò)程中,將路面的上層4 cm 改為瀝青混凝土superpave-13,下層6 cm 改為瀝青混凝土superpave-20。受到道路地區(qū)氣候影響,該次工程在當(dāng)年11 月初—次年4 月初進(jìn)行施工。施工流程如圖1 所示。
如圖1 所示,為了保證瀝青混凝土施工過(guò)程中,黏結(jié)層與面層出現(xiàn)黏結(jié)的現(xiàn)象,該文對(duì)路面進(jìn)行了銑刨處理。在下雨天時(shí)需要暫停施工,否則瀝青混凝土材料遇到雨水會(huì)降溫很難壓實(shí),為路面埋下隱患。在X 城市道路路面施工的過(guò)程中,采用壓路機(jī)靜壓一次,再震壓一次,然后再碾壓3 次,最后使用壓路機(jī)靜壓兩次,完成路面壓實(shí)。
2.2 應(yīng)用結(jié)果
在上述條件下,路面壓實(shí)完畢之后,該文對(duì)道路路面的延伸性、黏接強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、干燥性能以及縱向拉力保持率等指標(biāo)進(jìn)行分析。其中,標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)是路面壓實(shí)后能夠滿足路面使用需求的指標(biāo),在此指標(biāo)范圍內(nèi),即可保證路面施工有效性。具體應(yīng)用結(jié)果如表3 所示。
如表3 所示,在瀝青混凝土攪拌完畢之后,外觀為黑色液體,攪拌棒上并不存在明顯混凝土固體材料。在20 ℃的耐堿環(huán)境下,Ca(OH)2 中浸泡15 d 并未發(fā)現(xiàn)異常;在20 ℃的耐鹽環(huán)境下,3%鹽水中浸泡15 d并未發(fā)現(xiàn)異常。由此可見(jiàn),瀝青混凝土路面材料的外觀較佳,耐腐蝕強(qiáng)度較高,可以滿足道路的通行需求。另外,由表中數(shù)據(jù)可知,使用該文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)之后,實(shí)際指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的范圍內(nèi),無(wú)論是延伸性還是干燥性,均能夠保證與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)一致,表明該文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)能夠滿足路面施工需求,符合研究目的。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著道路路面行車的大量增加,道路建設(shè)規(guī)模也隨之增加。瀝青混凝土施工技術(shù)是道路路面施工過(guò)程中的基礎(chǔ)技術(shù),對(duì)于路面質(zhì)量具有特別重要的保障作用。當(dāng)前,關(guān)于瀝青混凝土施工技術(shù)的研究比較成熟,在很多公路工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中取得了比較好的應(yīng)用效果。該文研究了道路工程瀝青混凝土路面施工技術(shù),通過(guò)對(duì)下承層、黏結(jié)層、面層等的施工處理,應(yīng)用橡膠瀝青混凝土材料,切實(shí)提高了路面施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 顧江鳴, 鄒文軍, 白偉華, 等. 3D 智能數(shù)字化攤鋪技術(shù)在溧高高速道路路面施工中的應(yīng)用[J]. 工程質(zhì)量,2021(2): 65-68.
[2] 李俊杰. 復(fù)雜環(huán)境下道路瀝青混凝土路面機(jī)械化攤鋪施工工藝與參數(shù)優(yōu)化[J]. 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2022(3): 23-28.
[3] 楊杰, 馮云龍, 馬子媛, 等. 基于北斗定位與信息化技術(shù)的瀝青混凝土路面質(zhì)量管理研究[J]. 施工技術(shù)( 中英文), 2022(17): 34-40.
[4] 朱文華, 王岳洲, 陳艷平. 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層的應(yīng)用[J]. 云南水力發(fā)電, 2022(6): 66-70.
[5] 張海廷, 楊林青, 郭芳. 基于PIM 的層狀路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)求解與分析[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版),2022(5): 82-91.
[6] 金嬌, 彭梧桐, 潘杰, 等. 瀝青混凝土路面損傷監(jiān)測(cè)的碳基及其復(fù)合材料進(jìn)展[J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2022(6):691-702.
[7] 付小紅, 明杏芬, 張潔, 等. 基于ARIMA 模型的瀝青混凝土路面狀況衰變預(yù)測(cè)研究[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2021(19): 165-166.
[8] 李包, 李寧, 陳晨, 等. 具有一定服役年限的泡沫溫拌瀝青混凝土路面路用性能試驗(yàn)研究[J]. 道路工程,2022(2): 127-132+187.