余俊杰
(广州市道路养护中心东城养护所,广东广州,510515)
摘要:随着我国经济的飞速发展,国家越来越注重公路工程的技术投入和质量监控。公路沥青路面施工的质量不仅影响整条公路施工工程的质量和修成通车后得行车安全,还影响地区经济的稳健发展。本文主要从三方面论述如何提高公路沥青路面的施工工艺。
关键词:公路路面;沥青混凝土;施工工艺;处理措施
随着我国实施《交通强国建设纲要》,建设交通强国是建设现代化经济体系的先行领域,是全面建成社会主义现代化强国的重要支撑。其中,全国公路总里程达到501万公里,公路密度达到52.21公里/百平方公里。但随着经济建设的不断深入开展,公路交通运输愈发繁忙,行车密度、车辆载重和车速都不断增大,给公路路面带来极大的挑战,出现路面破损现象不断增多,损坏程度也愈发严重。为了保障公路运输线的顺畅,促进经济的发展,需要提高公路路面的施工工艺,使其具有足够的稳定性和耐久性,能承受行车荷载和外部环境变化。随着新技术、新工艺的不断涌现,沥青混凝土施工技术标准得到了完善,但在实际施工中,仍存在许多值得探讨的问题。本文着重从沥青混凝土路面的施工过程进行技术探讨。
1 施工前准备阶段
1.1 施工材料的准备
1.1.1 沥青要求
沥青是应用广泛的路面结构胶结材料,应根据当地气候条件选择合适的沥青标号,要求设计沥青路面是充分考虑在服务期内温度对路面的影响,要求沥青路面在最高设计温度时能满足高温性能的要求。沥青运到现场后,工地试验室须严格按照要求抽检,同时沥青的贮备要用专用贮备罐。
1.1.2 粗集料要求
粗集料要求颗粒形状近似立方体,宜多棱角,针片状含量不大于15%;压碎值不大于28%。酸性石料应采取抗剥离措施,使沥青与骨料达到匹配要求。
1.1.3 细集料要求
细集料要求坚硬、干燥、无风化、无杂质、无其他有害物质。可使用机制砂或天然砂,且要有一定的级配,含沙量小于3%。粗糙的机制砂能提高沥青混合料的稳定性,缺点是级配不良,对其耐久性有影响;天然砂可以改善沥青混合料的和易性,易压实,但对沥青混合料的耐高温性能有影响。
1.1.4 填料要求
填料可提高沥青混合料和耐高温性能和减少自由沥青数量,减小沥青混合料空隙。应采用石灰岩磨制,且细度应达到要求。
1.2 设备准备
施工质量及进度与施工设备有重要关系。拌合设备要能满足工期的要求及连续工作的要求;路面摊铺机应根据路面宽度及公路等级选用;压路机采用双钢轮振动及轮胎压路机组合作业,其他设备均要与整个施工环节相匹配。
2 施工阶段
2.1 沥青混凝土拌合
沥青混凝土拌合时须控制其温度、油石比及材料的级配。工地试验室要随时抽检油石比及级配,同时调好的设备不得随意改变参数,不合格的混合料必须作为废料处理。
2.2 沥青混凝土摊铺
摊铺厚度、宽度以工程设计为准,摊铺机熨平板的仰角要准确,行走速度应控制在2m/min~4m/min。摊铺机要连续作业,如因故停止时间较长则应抬起摊铺槽,并设置横缝,以保证路面平整度及渗水要求,上下两层沥青混合料之间的横向接缝应错开50cm以上。气温低于10℃时,一般不安排沥青混凝土摊铺作业。
2.3 摊铺层碾压
在施工中应组织好初压、复压和终压的相互衔接,采用同类压路机并列成梯队压实,进行分段碾压,分段长度控制在30m~50m,各分段之间应设标志,以便于辨认。
2.3.1 沥青混合料初压
由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前以初步夯击压实,刚摊铺成的混合料温度较高(常在110℃~140℃),通常用6t~8t的双轮振动压路机以2km/h左右的速度碾压2~3遍。
2.3.2 沥青混凝土复压
复压应在较高温度下紧跟在初压后进行,温度不低于80℃,通常用双轮振动压路机或重型静力双轮压路机和16t以上的轮胎压路机先后进行。
2.3.3 沥青混合料终压
终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。终压常使用静力双轮压路机并紧接在复压后进行,终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范要求的70℃,应尽可能在较高温度下完成终压。
2.3.4 碾压注意事项
压路机的启动、停止必须减速缓慢进行,不得急刹车;相邻碾压应重叠1/3~1/2轮宽,压路机转向角度不得大于35°;初压后的沥青混凝土面层不得产生推移、开裂现象,复压后的沥青混凝土面层表面要求无明显轮迹,终压后要求表面平整、光洁、颜色均匀,无明显轮迹。对压路机无法压实的边缘及构造物接头处应采用小型压路机或振动夯压实。为防止压路机碾压过程中沥青混合料发生粘轮现象,可向碾压轮洒少量水或混有极少量洗涤剂的水,让碾压轮适当保湿。
2.4 影响路面施工质量关键因素
影响沥青路面施工工程质量的主要因素有:人员、材料、机械设备、施工方法和施工环境。分别从
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图 1 路面施工质量关键因素
2.5 施工缝处理
沥青路面施工缝处理的好坏是制约平整度的重要因素之一,通常连续摊铺路段平整度较好而接缝处较差。对施工缝处理方法是先切缝,切割段面保持平整垂直,并在缝边涂抹乳化沥青。摊铺机在切好的施工缝上就位,调整预留高度、横坡和初始工作角度,同时熨平板加热到100℃以上,并用沥青细料填补,使接缝处细料均匀,并使松铺系数符合要求。然后对接缝进行横向碾压,碾压时将压路机驶入已压实的混合料层上铺层移动,直至深入轮宽的15cm~20cm为止,横向碾压后进行正常的纵向碾压。
2.6 路面病害处理
2.6.1 减少或防止反射裂缝
路面产生荷载型反射裂缝的主要原因是:水泥板的接缝、板下脱空和板间错台3个方面;路面产生温度型反射裂缝的主要原因有:旧水泥混凝土板胀缩、填缝料的缺损和沥青混凝土面层本身的温度应力。可采用以下几种方法减少或防止反射裂缝:
1)对脱空面板采取注浆减少荷载作用下板间产生的竖向位移;
2)磨平板间错台减少板对面层的集中应力;
3)清除缺损的填缝料,重新灌缝,减少面层在荷载作用下接缝处的拉应力;
4)重新灌缝,再采用20cm宽裂缝贴对水泥板纵横向接缝处进行粘贴;
5)对公路水泥板断板、裂缝,先破板处理,路基压实,再重新浇筑水泥板。
水泥混凝土板在荷载作用下将不可避免的产生板间竖向位移,导致加铺沥青面层遭受竖向剪切力。因此,还需设置沥青碎石、STRATA应力吸收层等,减缓竖向位移和接缝面板处集中应力的影响,直接在水泥面层上或加铺沥青面层间铺设土工布或土工格栅,提高沥青混凝土面层整体的抗拉强度。
2.6.2 减少或防止路面推移破坏
路面产生推移和车辙的主要原因是:表面光滑且刚度很大的水泥混凝土面板和持续高温下变软的沥青混凝土面层,可采用下列措施进行改进:
1)首先对水泥混凝土表面进行拉毛,使水泥混凝土表面凹凸不平,提高沥青面层与水泥混凝土表面的结合力;
2)采用粘稠或改性沥青等改善沥青混合料本身的高温稳定性,从而增强沥青面层的抗剪切能力;
3)适当提高沥青加铺层的厚度,减少沥青混凝土的侧向位移,提高路面的抗车辙性能。
2.7 加强施工工艺过程管理
施工工艺的控制是保证路面质量的关键环节,必须加强这一环节的管理。一般应从控制混合料拌合及碾压的延迟时间,碾压时的含水量、压实标准等方面对施工质量进行监督。还须重视半刚性基层的初期养护,并应尽早铺面层。较厚的沥青面层对半刚性基层有良好的隔温保护作用,降低温缩裂缝的产生,同时应注意施工温度对基层的抗缩裂的影响。
2.8 合理确定沥青路面结构
沥青面层的裂缝主要由沥青面层本身的低温收缩引起,应选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青,控制沥青用量,精选矿料,准确组成级配或使用纤维等添加剂,均可有效减少裂缝。
3 施工后质量控制
要树立严格的质量意识,依靠科学制度强化管理,确保施工质量。一方面,要抓好混合料配合比的试验,严格进行现场检测和室内试验,包括拌合厂、施工现场的各项温度检测与记录,规定频率的混合料马氏试验、抽提试验以及路面外形尺寸检测记录、路面厚度、压实度、平整度检测等。另一方面,要加强检测资料的管理与分析,这也是对工程质量的实际记录。其中包括料场状况、按工日的混合料拌合记录、按工日的施工现场记录、检验资料的论定和反馈、按工日的工程质量指标图表、工程质量的动态分析等。
4 结语
公路沥青路面施工的工艺影响到整个公路施工工程的质量,以及公路建成通车后的交通安全和地区经济的发展,因此须从施工材料的选择、配合比的设计、沥青混合料的摊铺等方面加强施工质量的控制,保证路面施工符合相关的质量标准和要求。
参考文献
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