申維濤, 馮喜侖, 李慶濤, 陳興華

(中國建筑土木建設(shè)有限公司,北京 100000)

0 引言

隨著公路工程建設(shè)發(fā)展,施工工藝日新月異,從水泥混凝土路面到如今的瀝青路面。瀝青混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)也越來越明顯,它不需要設(shè)置施工縫和伸縮縫,具有施工方便快速、開放交通及時(shí)、運(yùn)營等待時(shí)間短、雨天有較好的抗滑性、行車舒適、經(jīng)濟(jì)且耐久等優(yōu)點(diǎn)。隨著隧道開挖技術(shù)的發(fā)展,隧道路面越來越多。高速公路的建設(shè)時(shí)常要穿越大山,而且其中很多都是長、特長隧道。下面以G228陸埠互通及S319丈亭互通建設(shè)工程中的草籽崗隧道為例對(duì)隧道瀝青路面質(zhì)量控制進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目基本概況

本項(xiàng)目為G228陸埠互通及S319丈亭互通建設(shè)工程,路線全長9.218 km。工程建設(shè)有草籽崗隧道,隧道右幅長1 180 m,左幅長1 130 m,隧道寬12 m、凈高5 m、中線高7.85 m。隧道路面設(shè)計(jì)采用瀝青與混凝土復(fù)合式的結(jié)構(gòu),下承層采用10 cm厚的混凝土,中面層設(shè)計(jì)采用AC-20C改性瀝青混合料鋪6 cm,上面層設(shè)計(jì)采用SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石鋪4 cm。計(jì)劃所用機(jī)械設(shè)備中攤鋪機(jī)最高,為3.3 m,運(yùn)輸車卸料需頂升至6 m才能滿足要求。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 施工組織機(jī)構(gòu)及資源配備

為保證施工合理有序,并達(dá)到工程的預(yù)期目標(biāo),施工前要加強(qiáng)對(duì)施工的管理,對(duì)人員進(jìn)行細(xì)致的分工,提高施工的準(zhǔn)確性與效率。作為具體工作的實(shí)施者,人員的專業(yè)素質(zhì)極大的影響成品的質(zhì)量。現(xiàn)代化建設(shè)離不開設(shè)備,設(shè)備的狀態(tài)在很大程度上也影響著施工的質(zhì)量,隧道施工前,要作好所用物資計(jì)劃表,按表逐一對(duì)照,并安排專人檢查機(jī)械狀態(tài)與物資質(zhì)量,確保物資設(shè)備質(zhì)量合格并處于最佳使用狀態(tài),施工前要求設(shè)備操作人員必須進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)維修,發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及時(shí)解決,盡量避免設(shè)備中途加油或加水引起的停機(jī)待料問題。

2.2 下承層準(zhǔn)備

隧道路面以水泥混凝土面層作為下承層,計(jì)劃對(duì)混凝土面層進(jìn)行拋丸處理以具有良好粘結(jié)性。將混凝土表面的浮漿、雜質(zhì)清除干凈,形成均勻、粗糙的表面,提高“白改黑”路面的施工質(zhì)量。拋丸處理應(yīng)達(dá)到的效果:混凝土面無浮漿、砂皮,混凝土面表面潔凈,無浮塵、無油污,混凝土面邊部角落處理得當(dāng),隧道路面搭板處平整、無混凝土漿帶、混凝土表面無明顯尖銳突出物、表面粗糙度均勻一致等。確?；炷翏佂韬蟊砻婵够阅軕?yīng)達(dá)到構(gòu)造深度不小于0.55 mm、摩擦系數(shù)不小于45BPN,使隧道水泥混凝土路面與瀝青面間粘結(jié)良好。如出現(xiàn)混凝土斑點(diǎn)、浮渣、松軟層等應(yīng)進(jìn)行人工鑿除。另為保證混凝土面層表面清潔無污染,要安排施工人員采用先人工后機(jī)械的清掃方式對(duì)隧道全線進(jìn)行清掃。

2.3 玻纖格柵施工

隧道路面下承層清掃完成后,對(duì)下承層混凝土面進(jìn)行外觀質(zhì)量檢測,處理好裂縫等薄弱區(qū)域,組織人員在薄弱區(qū)域鋪設(shè)玻纖格柵,必須對(duì)混凝土面不平整區(qū)域進(jìn)行處理并檢驗(yàn)合格,人工鋪設(shè)時(shí)應(yīng)2人拉緊玻纖格柵,之后平鋪在薄弱區(qū)域,應(yīng)達(dá)到表面平整、不起皺、無翹邊,鋪設(shè)的玻纖格柵不宜過長,滿足當(dāng)天施工即可。如果裂縫比較發(fā)育,寬度過寬,則用多個(gè)玻纖格柵搭接處理,搭接寬度控制在15 cm。

2.4 防水層施工

待下承層清掃和玻纖格柵鋪設(shè)驗(yàn)收合格后應(yīng)灑布防水粘結(jié)層。噴灑時(shí)采用同步碎石封層車,應(yīng)控制車速在25 km/h左右,灑布車要保證霧狀灑布,灑布效果應(yīng)均勻、連續(xù)、不流淌,灑布完成后檢查灑布情況,漏灑部位采用人工補(bǔ)灑的方法,噴灑過量時(shí)采用灑布石屑或砂吸油再清除的方法,必要時(shí)作適當(dāng)碾壓。灑布車噴灑時(shí)由內(nèi)向外分車道進(jìn)行灑布,灑布車行駛方向與路線縱向平行,兩次灑布重疊寬度不大于30～60 mm。

2.5 原材質(zhì)量控制

(1)粗集料質(zhì)量控制:粗集料在混合料中擔(dān)當(dāng)骨架,集料性能直接影響混合料的嵌擠作用,進(jìn)而影響瀝青混凝土路面的強(qiáng)度、耐久等性能,粗集料應(yīng)選擇表面粗糙、堅(jiān)硬、無風(fēng)化且形狀接近四方體的碎石,確保符合4.75 mm以上規(guī)格的粗石料在SMA中占比達(dá)70%～80%,且針片狀含量不高。瀝青面層粗集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場生產(chǎn)或施工單位自行加工,粗集料應(yīng)采用石質(zhì)堅(jiān)硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)、近正方體、有棱角的碎石,粒徑大于2.36 mm。面層碎石必須采用反擊式破碎機(jī),以及規(guī)定的除塵、整形加工工藝講行軋制,嚴(yán)格限制集料的針片狀顆粒含量和含泥量。表面層及SMA混合料采用玄武巖集料,其余中、下面層宜采用石灰?guī)r等堿性集料。

本工程石料供應(yīng)地為當(dāng)?shù)氐牟墒瘓?粒徑及各項(xiàng)性能均符合要求,當(dāng)集料對(duì)瀝青的粘附性達(dá)不到上述規(guī)定的粘附性指標(biāo)要求時(shí),應(yīng)摻加抗剝落劑,抗剝落劑應(yīng)耐熱并具有良好的長期性能,在薄膜老化后,仍應(yīng)滿足相應(yīng)技術(shù)要求,抗剝落劑摻加量可通過試驗(yàn)確定。在試驗(yàn)中摻加比例為1%～1.5%消石灰可以有效提高水穩(wěn)定性,摻加比例與礦粉比例合計(jì)為填料的級(jí)配比例,粗集料各項(xiàng)性能指標(biāo)見表1。

表1 粗集料各項(xiàng)性能指標(biāo)

(2)細(xì)集料質(zhì)量控制:良好的細(xì)集料可以提升瀝青混合料間的內(nèi)摩擦力,瀝青面層細(xì)集料應(yīng)采用堅(jiān)硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)并有適當(dāng)顆粒級(jí)配的100%破碎機(jī)制砂組成,粒徑應(yīng)小于2.36 mm。細(xì)集料選用石灰?guī)r石質(zhì),不得選用酸性巖質(zhì),應(yīng)選擇棱角性良好、表面潔凈干燥的細(xì)集料,不能采用石屑及采石場下腳料。細(xì)集料相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求見表2。

表2 細(xì)集料各項(xiàng)性能指標(biāo)

(3) 改性瀝青質(zhì)量控制:本工程草籽崗隧道面層采用SMA-13混合料,其中瀝青占比在5.7%～6.3%,瀝青的優(yōu)良直接影響混合料的狀態(tài),面層用SMA-13瀝青混合料采用SBS(I-D)改性瀝青,經(jīng)試驗(yàn)檢測,改性劑摻入質(zhì)量為瀝青總量的5.0%,改性瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo)見表3。

表3 改性瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo)

(4) 填料質(zhì)量控制:礦粉要求采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料磨制的礦粉。原石料中的泥土等雜質(zhì)應(yīng)除凈。礦粉要求干燥、潔凈,禁止使用回收粉塵。

(5) 纖維穩(wěn)定劑質(zhì)量控制:面層SMA-13需要添加纖維穩(wěn)定劑。纖維穩(wěn)定劑優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)顆粒狀木質(zhì)素纖維,木質(zhì)素纖維的有效摻加量是瀝青混合料的3%(外摻),摻加比例以質(zhì)量計(jì)瀝青用量為6%。木質(zhì)素纖維技術(shù)質(zhì)量要求見表4。

表4 木質(zhì)素纖維各項(xiàng)性能指標(biāo)

2.6 混合料生產(chǎn)出廠控制

瀝青混合料采用瑪連尼4500型瀝青拌合站進(jìn)行生產(chǎn),生產(chǎn)過程至關(guān)重要,每天拌料前人員檢查拌合設(shè)備及配套設(shè)施狀態(tài),確保設(shè)備正常使用。另應(yīng)定期根據(jù)生產(chǎn)情況對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行校核,根據(jù)測得數(shù)據(jù)比對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范瀝青用量及集料符合要求方可使用;生產(chǎn)時(shí)的拌合時(shí)間應(yīng)由試拌決定,以達(dá)到混合料拌合均勻?yàn)闃?biāo)準(zhǔn),確保集料均覆蓋。瀝青生產(chǎn)過程中,試驗(yàn)人員要進(jìn)行2次取樣試驗(yàn),檢測混合料油石比、粒徑級(jí)配等性能;混合料合格后保持設(shè)備狀態(tài),禁止隨意更改設(shè)備參數(shù)。現(xiàn)場配備專人進(jìn)行混合料出廠溫度檢測,混合料溫度控制在170～180 ℃,超過190 ℃應(yīng)廢棄。

2.7 混合料運(yùn)輸管控

運(yùn)料車根據(jù)施工需求選擇荷載噸數(shù),裝料前應(yīng)在運(yùn)料車斗內(nèi)涂一層柴油與水的化合物,防止混合料粘斗?；旌狭线\(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后應(yīng)由專人檢查混合料溫度,確保混合料滿足攤鋪要求,料車在隧道連接線處掉頭,倒車進(jìn)入洞內(nèi),行駛應(yīng)平緩,嚴(yán)禁在隧道檢修通道內(nèi)掉頭,避免急停急剎。車輛等候期間,料車間應(yīng)有一定距離,確保在倒車時(shí)不發(fā)生碰撞事故,料車倒車卸料均應(yīng)由專人指揮。料車離開攤鋪機(jī)后應(yīng)將車內(nèi)混合料運(yùn)出施工現(xiàn)場集中處理,防止剩余混合料在車內(nèi)板結(jié)并于下次卸料時(shí)混入施工中。料車要采用氈布覆蓋保溫,若于冬季施工,采用棉被覆蓋保溫,在卸料前3～5 min掀開氈布準(zhǔn)備攤鋪,不準(zhǔn)提前掀開造成離析、冷料結(jié)塊,也不能拖延影響施工。

2.8 混合料攤鋪

攤鋪前提前1 h預(yù)熱熨平板,減小起步攤鋪瀝青路面拉毛概率與離析可能。在攤鋪時(shí)要控制橫坡與平整度,攤鋪機(jī)行駛5～10 m后,現(xiàn)場人員檢測橫坡與平整度,調(diào)整合格后繼續(xù)攤鋪。為保證攤鋪均勻,應(yīng)控制攤鋪機(jī)行駛速度在2～3 km/h。混合料應(yīng)不少于螺旋布料器1/3的高度,確保施工連續(xù),減少離析現(xiàn)象。在攤鋪過程中,應(yīng)安排專人隨時(shí)檢測有無坑槽、離析、明顯的拖痕、波浪、車轍等情況,并及時(shí)處理。當(dāng)現(xiàn)場溫度低于10 ℃或降雨概率大于60%時(shí),應(yīng)停止施工,地面潮濕會(huì)影響混合料與混凝土路面的粘結(jié)性,也應(yīng)停止施工。

2.9 混合料碾壓

碾壓分為初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)階段進(jìn)行,應(yīng)遵循“高溫緊跟慢壓、振動(dòng)高頻低幅”的原則。初壓采用13 t雙鋼輪壓路機(jī)碾壓2遍,來回為一遍,碾壓時(shí)驅(qū)動(dòng)輪朝前,隨著攤鋪機(jī)前進(jìn)而前進(jìn)。采用先臺(tái)階后消邊的碾壓方法,即壓路機(jī)折回位置應(yīng)呈階梯狀,不應(yīng)在同一橫斷面,相鄰鋼輪壓路機(jī)碾壓帶重疊寬度為30 cm。復(fù)壓采用33 t輪胎壓路機(jī)碾壓4遍,相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/3～1/2的碾壓輪寬度。終壓采用13 t雙鋼輪收面,采用靜壓的碾壓方法,碾壓至無輪跡。普通瀝青混合料開始碾壓內(nèi)部溫度控制在130 ℃及以上,低溫施工時(shí)內(nèi)部溫度控制在145 ℃及以上,碾壓終了表面溫度控制在70 ℃及以上;改性瀝青混合料初壓溫度控制在150 ℃及以上,復(fù)壓溫度控制在130 ℃及以上,終壓溫度控制在90 ℃及以上。

2.10 接縫方法

橫向接縫采用垂直的平接縫,使用3 m直尺進(jìn)行檢測,將不平整瀝青路面、層厚不足的末尾段及時(shí)鏟除,繼續(xù)攤鋪前應(yīng)用電鎬或鑿巖機(jī)將接頭修齊,使橫向接縫垂直連接。瀝青路面上下兩層橫向接縫應(yīng)錯(cuò)開10 m以上,橫向接縫處攤鋪施工前應(yīng)先將接縫鉛直面清掃干凈,人工涂灑粘層瀝青,之后方可繼續(xù)攤鋪,瀝青路面的施工必須連接緊密、平順、無跳車現(xiàn)象,盡量減少接縫離析出現(xiàn)的可能。

2.11 加寬段施工方法

草籽崗隧道左右雙幅洞內(nèi)各有一處加寬段,屬緊急停車帶,采用端伸縮調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行施工,洞口段加寬采用3 m攤鋪機(jī)組合攤鋪的方法進(jìn)行施工,確保連接平順,減小離析、波浪等問題出現(xiàn)的概率。在加寬段轉(zhuǎn)折角部位采用小鋼輪與平板夯進(jìn)行碾壓密實(shí),確保邊部滲水、壓實(shí)度達(dá)標(biāo)。

2.12 質(zhì)量問題原因

(1)原材料不合格:隧道瀝青施工中,原材料的好壞直接反映在瀝青層的施工質(zhì)量上,原材的質(zhì)量對(duì)瀝青施工質(zhì)量有直接影響,原材檢測環(huán)節(jié)必須尤為重視,若不達(dá)標(biāo)的原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場,路面施工質(zhì)量必將大受影響。

(2)溫度不符合要求:瀝青混合料中瀝青占據(jù)舉足輕重的地位,可以粘結(jié)集料,使集料成為一個(gè)整體,但是瀝青易受溫度影響,低溫狀態(tài)下瀝青粘滯性和粘結(jié)力增強(qiáng),高溫狀態(tài)下瀝青分子運(yùn)動(dòng)加快導(dǎo)致粘結(jié)力下降,溫度過高還會(huì)使瀝青混凝土路面耐久性下降;另外,溫度的劇烈變化會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)外收縮,在混合料內(nèi)部出現(xiàn)拉力,路面可能由此產(chǎn)生溫縮裂縫,影響瀝青混凝土路面質(zhì)量。

2.13 質(zhì)量管控要點(diǎn)

(1)原材控制:施工前,對(duì)混合料各種原材進(jìn)行抽樣檢測。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)選擇供應(yīng)商后,應(yīng)對(duì)石料、礦粉、瀝青進(jìn)行檢驗(yàn)。粗集料不宜長期存放,應(yīng)確保所用集料保存妥當(dāng),否則集料表面易出現(xiàn)一層粉料,影響瀝青粘附性。瀝青應(yīng)根據(jù)氣候條件、交通條件、路面等級(jí)等多方面因素選擇確定,本次施工為隧道瀝青施工,高溫時(shí)間少、道路設(shè)計(jì)荷載等級(jí)小,因此采用瀝青為稠度小,低溫延度大的瀝青。瀝青檢測合格之后應(yīng)按照品種、標(biāo)號(hào)分開存放,同時(shí)保證在運(yùn)輸、使用及存放過程中配有必要的防水措施,避免雨水、水蒸氣等混入瀝青[1-2]。同時(shí)存儲(chǔ)罐中瀝青的儲(chǔ)存溫度應(yīng)控制在規(guī)范要求以內(nèi),保證瀝青的性能。

(2)級(jí)配控制:原材選定后進(jìn)行瀝青混合料配比的設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的配比進(jìn)行驗(yàn)證,嚴(yán)格按照試驗(yàn)確定配比進(jìn)行生產(chǎn)。每次施工前試驗(yàn)人員于拌合站內(nèi)進(jìn)行熱料篩分試驗(yàn)、現(xiàn)場取樣篩分試驗(yàn),測定瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值、空隙率、殘留穩(wěn)定度等試驗(yàn)指標(biāo)[3]。

(3)碾壓控制:碾壓時(shí)驅(qū)動(dòng)輪朝向攤鋪機(jī),碾壓的路線及方向不得突然改變,壓路機(jī)啟停時(shí)必須減速緩行。碾壓順序必須按試驗(yàn)段確定順序施工,壓路機(jī)操作手必須按試驗(yàn)段確定的碾壓遍數(shù)施工。碾壓保持平穩(wěn)均勻。

(4)溫度控制:瀝青混合料的出廠溫度,控制在170～185 ℃,超過190 ℃時(shí)應(yīng)予以廢棄;料車運(yùn)到現(xiàn)場溫度大于165 ℃;攤鋪溫度大于160 ℃、初壓溫度大于150 ℃、復(fù)壓溫度大于130 ℃、碾壓終了溫度大于90 ℃,路面溫度小于50 ℃或施工12 h后可以開放交通。

(5)試驗(yàn)自檢控制:每日試驗(yàn)人員進(jìn)行滲水系數(shù)檢測、次日進(jìn)行取芯檢測,以數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。現(xiàn)場科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化施工離不開數(shù)據(jù)的指導(dǎo),良好的檢測機(jī)制可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,避免質(zhì)量問題擴(kuò)大化。

(6)監(jiān)督控制:現(xiàn)場人員應(yīng)于攤鋪施工后檢測混合料是否均勻,是否混有花白料;專人檢測路面施工質(zhì)量消除質(zhì)量問題。人員監(jiān)督是施工質(zhì)量保證的必要措施,對(duì)于機(jī)械操作不到的部位需要人工補(bǔ)救。

(7)厚度控制:厚度作為瀝青路面主控項(xiàng)目,采用插入法測松鋪厚度,施工后復(fù)核瀝青面高程,采用取芯機(jī)自檢厚度。

3 結(jié)束語

隨著隧道瀝青路面的高速發(fā)展,設(shè)備保證到位、試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、試驗(yàn)儀器更新?lián)Q代、加強(qiáng)測量、試驗(yàn)、施工、技術(shù)等人員的學(xué)習(xí)意識(shí)與質(zhì)量意識(shí),掌握質(zhì)量管理方法,增強(qiáng)管理人員的質(zhì)量意識(shí)。其次要做好施工質(zhì)量檢測基礎(chǔ)工作,向基礎(chǔ)要效果,以基礎(chǔ)為管控點(diǎn),應(yīng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六方面管控質(zhì)量,以達(dá)成質(zhì)量良好的標(biāo)準(zhǔn)。