袁健
(圍場(chǎng)滿族蒙古族自治縣公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)發(fā)展中心,河北承德068450)
我國(guó)公路建設(shè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)發(fā)展中不可或缺的一部分[1],其施工質(zhì)量不僅關(guān)系到道路的安全,而且影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步[2]。近年來(lái),為了更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求,我國(guó)對(duì)公路建設(shè)的總體質(zhì)量要求也越來(lái)越高。 在公路建設(shè)過程中,瀝青混凝土是較為常見的施工材料,其具有造價(jià)低,實(shí)用性強(qiáng),施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn),對(duì)交通建設(shè)意義重大[3]。 因此,本文從瀝青混凝土的攤鋪和碾壓工藝控制入手, 對(duì)具體施工工藝展開了詳細(xì)討論。
攤鋪施工控制策略中, 闡述了熨平板加熱和具體攤鋪方法,并對(duì)攤鋪速度和接縫處理環(huán)節(jié)提出了明確的工藝要求。 對(duì)于碾壓施工,提出應(yīng)選擇合適的碾壓機(jī)械,劃分詳細(xì)的碾壓施工階段,規(guī)定適宜的碾壓溫度。 最后,為了建設(shè)更符合施工標(biāo)準(zhǔn)的公路,提出攤鋪碾壓之后的公路養(yǎng)護(hù)策略,期望進(jìn)一步提高公路的施工質(zhì)量。
瀝青混凝土的攤鋪施工工藝控制策略分析主要從熨平板加熱分析、攤鋪方法分析、攤鋪速度分析、接縫處理分析4 個(gè)方面入手。
2.1.1 熨平板加熱分析
每一次正式攤鋪之前, 熨平板的預(yù)熱環(huán)節(jié)都是工程準(zhǔn)備中的一項(xiàng)關(guān)鍵步驟, 其目的是確保熨平板達(dá)到適宜的作業(yè)溫度。 若熨平板的溫度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求,可能導(dǎo)致與熨平板接觸的瀝青混凝土材料快速降溫成型,不利于攤鋪與碾壓質(zhì)量控制,進(jìn)而引發(fā)鋪面的質(zhì)量問題,如表面拉毛、裂紋和凹槽等。 因此,在預(yù)熱時(shí),要使熨平板的溫度高于80 ℃,并使其接近混合料的溫度。 此外,溫度不能過高,過高會(huì)加速鋪面的變形速率及磨耗速率,導(dǎo)致鋪筑面產(chǎn)生拉槽或?yàn)r青膠。
2.1.2 攤鋪方法分析
在攤鋪過程中, 鋪裝機(jī)械的寬度應(yīng)能滿足鋪裝寬度的要求。 若不能滿足要求,可采用單機(jī)非全幅作業(yè)與雙機(jī)作業(yè)相結(jié)合的方式。 采用單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行間斷作業(yè)時(shí),橫向搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定的要求。 施工時(shí),根據(jù)氣候、溫度、安全因素等因素,確定鋪筑層接縫的間隔,但一般以15~30 m 為宜。 既可確保接頭的質(zhì)量,又可使多臺(tái)機(jī)器同時(shí)工作。
2.1.3 攤鋪速度分析
為確保施工質(zhì)量,應(yīng)選擇適宜的攤鋪速率。 施工速度是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的材料供應(yīng)情況、施工厚度、原材料的輸送、供應(yīng)等確定的。但是,施工期間不能任意改變攤鋪速度,以免造成路面不平整。 若鋪筑速度太快,會(huì)造成材料供給不足,鋪筑層松散,材料冷卻緩慢,不利于壓實(shí)施工。因此,在攤鋪過程中應(yīng)以持續(xù)性、穩(wěn)定性為準(zhǔn)則。攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪時(shí)要以恒定的速度推進(jìn),同時(shí),要使熟料設(shè)備與布料設(shè)備密切配合,防止材料供給不暢,從而影響布料設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致道路表面的質(zhì)量問題。
2.1.4 接縫處理分析
在瀝青混凝土路面攤鋪過程中,需確保接縫的完整性,否則會(huì)對(duì)工程施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。 路面接縫分為橫向縫和縱向縫。
對(duì)于橫向接縫, 需把上下層橫向接縫的錯(cuò)開距離保持在1.0 m 以上。施工橫向縫時(shí),首先要把接縫處不平整度大于3 mm的地方切掉,清理斷面上的污物。 清理完之后,在上面鋪一層瀝青,通過人工的方式平整混合料,并進(jìn)行碾壓。 此外,針對(duì)不夠平整的接縫位置, 可在其未冷卻之前垂直切除厚層不足的部分。
對(duì)于縱向接縫,一般可采用熱接縫進(jìn)行處理。 由于相鄰兩幅瀝青混凝土路面在攤鋪完成后,瀝青混凝土材料繼續(xù)保持高溫, 這時(shí)采用橫向碾壓法對(duì)接縫進(jìn)行消縫處理效果較好。在碾壓過程中,必須事先在接縫前方鋪設(shè)模墊。在壓實(shí)結(jié)束后,用篩網(wǎng)將接縫處的拌合料鏟平,并用篩分的細(xì)粉填充空洞處。
在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)環(huán)節(jié)及作業(yè)結(jié)束后, 檢測(cè)員要檢查路面的平整度、坡度等,對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的路段應(yīng)立即采取處理措施。 碾壓是一種在反復(fù)荷載作用下促使瀝青混合料顆粒重新排列并緊密結(jié)合,提高瀝青混凝土的密實(shí)度,降低孔隙率,增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性的施工環(huán)節(jié)。 碾壓施工的質(zhì)量不僅關(guān)系到道路的使用年限, 而且關(guān)系到公路的外觀。 為了保證壓實(shí)效果,提高路面的平整度,宜使用雙鋼輪輾壓機(jī)進(jìn)行初壓實(shí)。 雙鋼輪輾壓機(jī)能夠消除由于壓實(shí)而產(chǎn)生的車轍, 提高路面的平整度。 此外,由于初始?jí)毫Φ拇嬖?,雙鋼輪輾壓機(jī)對(duì)路面的壓實(shí)也起到了很好的保護(hù)作用。
碾壓要分階段實(shí)施,并在路面上做好標(biāo)志,由專業(yè)人員做好記錄、指導(dǎo),以防止過壓、漏壓,防止路面出現(xiàn)臺(tái)階。 碾壓工藝包括初壓、復(fù)壓和終壓3 個(gè)階段。 初壓時(shí),宜選擇雙鋼輪輾壓機(jī),并以1.2~2.0 km/h 速度進(jìn)行碾壓。 復(fù)壓宜采用輪胎壓路機(jī)和雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)分別以3.5 km/h 和2.5 km/h速度完成。 一般情況下,初壓和復(fù)壓過程中,雙鋼輪輾壓機(jī)應(yīng)盡可能沿著已經(jīng)壓實(shí)過的路面前進(jìn), 不要在已經(jīng)壓實(shí)完畢的路上停車、掉頭,以防止出現(xiàn)波浪形路面或拱起。 通常,通過反復(fù)碾壓5 次即可達(dá)到壓實(shí)度要求。 復(fù)壓結(jié)束后,繼續(xù)采用雙鋼輪輾壓機(jī)以2.0~3.0 km/h 速度進(jìn)行終壓,同時(shí)消除復(fù)壓輪跡。
基層溫度控制是影響瀝青混凝土碾壓過程的關(guān)鍵因素之一。 若攤鋪層溫度不滿足技術(shù)規(guī)范要求,需采用熨平板對(duì)攤鋪層進(jìn)行加熱, 直至溫度符合初壓、 復(fù)壓及終壓階段的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 因此,作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量,確保其不低于規(guī)定溫度(初壓≥120 ℃,復(fù)壓≥90 ℃,終壓≥80 ℃)。同時(shí),在碾壓作業(yè)前,為防止混合料附著于壓路機(jī)輪胎,造成黏輪現(xiàn)象,施工人員應(yīng)均勻噴涂涵洗滌劑的水溶液于碾壓輪表面。 路面碾壓完成后,通過檢驗(yàn)路面壓實(shí)度、平整度及表面觀感質(zhì)量,確保所得成果符合設(shè)計(jì)要求。
攤鋪和碾壓階段均完成并通過所有質(zhì)量檢測(cè)后, 路面應(yīng)進(jìn)行一定的養(yǎng)護(hù),達(dá)到最佳服務(wù)狀態(tài)后方可供交通使用。 通過維持適宜的濕度環(huán)境, 可以促進(jìn)水泥基材料達(dá)到最優(yōu)的硬化狀態(tài),進(jìn)而保障道路工程的質(zhì)量和耐久性。 為確保碾壓混凝土在水化過程中的水分需求得到滿足, 前3 d 的養(yǎng)護(hù)尤為關(guān)鍵,需定時(shí)向覆蓋薄膜下補(bǔ)水。 在正常氣候條件下,瀝青混凝土路面的濕養(yǎng)期通常為5 d; 在氣溫較低或使用復(fù)合水泥的情況下,由于強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,濕養(yǎng)期應(yīng)延長(zhǎng)至不少于7 d。 養(yǎng)護(hù)期間,應(yīng)徹底禁止交通,避免任何車輛通行,以免破壞混凝土的結(jié)構(gòu)完整性及其強(qiáng)度發(fā)展。 養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,需再次進(jìn)行檢查。 倘若檢查過程中發(fā)現(xiàn)車轍、坑槽等缺陷,則須進(jìn)行必要的修補(bǔ)工作,以保證路面質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。
以某公路為例,該公路建成通車后,可以有效分流不斷增加的車輛,緩解城市道路的擁堵,也可在一定程度上降低行車的危險(xiǎn)性。 以該工程的LM2 與LM4 兩個(gè)標(biāo)段(總83.59 km)為例,進(jìn)行瀝青混凝土路面攤鋪和碾壓施工工藝探討。
此次攤鋪施工中,兩臺(tái)水泥穩(wěn)定土攤鋪機(jī)以5~10 m 的間隔連續(xù)鋪設(shè)。 攤鋪機(jī)的攤鋪速度基本上可以達(dá)到連續(xù)和均勻的攤鋪, 其螺旋給料機(jī)可以實(shí)現(xiàn)勻速連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。 在攤鋪機(jī)上,可以將拌和料的料位維持在料斗高度的2/3 以上,攤鋪后的碾壓混凝土表面無(wú)明顯離析。 圖1a 為碾壓瀝青混凝土攤鋪時(shí),使用兩種不同的碾壓組合進(jìn)行碾壓施工的照片。 碾壓工作段長(zhǎng)50 m,分初壓、復(fù)壓和終壓3 個(gè)階段進(jìn)行。圖1b 為碾壓完成后的效果, 試驗(yàn)路段顯示出了良好的鋪筑效果。 該結(jié)果表明, 本文所述的瀝青混凝土的攤鋪和碾壓工藝控制策略施有效保證了路面施工質(zhì)量。 施工路面平整度與壓實(shí)度的實(shí)際效果驗(yàn)證了本文所提策略的合理性, 同時(shí)確保了路面結(jié)構(gòu)性能的可靠性與持久性。
圖2 為瀝青混凝土碾壓成型后的養(yǎng)護(hù)操作。 由于路段施工時(shí)的環(huán)境溫度較低,瀝青混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,因此,按照本文提出的 養(yǎng)護(hù)策略對(duì)進(jìn)行了為期8 d 的濕養(yǎng)護(hù)。 養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,對(duì)路段進(jìn)行質(zhì)檢,未發(fā)現(xiàn)車轍、坑槽等缺陷,整體路面質(zhì)量能夠達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
圖2 瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù)過程
為了提高公路的施工質(zhì)量, 本文提出了瀝青混凝土路面攤鋪和碾壓實(shí)施工的質(zhì)量控制策略。 并將該控制策略應(yīng)用于蒙古族自治縣某公路施工中, 發(fā)現(xiàn)其可以有效改善瀝青混合料的離析現(xiàn)象,道路的平整度和壓實(shí)程度,同時(shí)確保路面結(jié)構(gòu)性能的可靠性與持久性,滿足實(shí)際工程的應(yīng)用需求。 此外,經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后的施工路段無(wú)車轍、坑槽等缺陷,路面質(zhì)量能夠達(dá)到規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。 由此說(shuō)明,本文所提出的瀝青混凝土攤鋪和碾壓工藝控制策略具有較強(qiáng)的實(shí)用性。