关于高速公路桥梁施工中的桥面沥青施工的技术探讨

发表时间:2021/3/19   来源:《城镇建设》2020年12月36期   作者:杨文波
[导读] 近几年,沥青路面被广泛用于公路桥梁施工,所取得成果也有目共睹
        杨文波
        保利长大工程有限公司   广东广州   510000
        摘要:近几年,沥青路面被广泛用于公路桥梁施工,所取得成果也有目共睹。文章以潮汕环线高速公路桥梁桥面沥青施工为研究对象,围绕SMA-13沥青上面层所适用施工技术以及桥面抛丸施工处理工艺,展开了系统而深入的研究,所讨论内容涉及诸多方面,例如,配合比设计、路面试铺、拌和混合料、桥面抛丸施工处理工艺等,希望能够给人以积极影响,为日后此类项目的施工提供参考。
        关键词:公路桥梁;施工;沥青路面;施工技术
引 言
        沥青上面层质量,通常会给公路桥梁质量带来直接影响,对其进行施工时,有关人员需对诸多指标加以考虑,这主要是因为沥青无法进行二次补救或其他操作,事实证明,只有选取适合工艺,才能使施工质量得到有效控制,这也是围绕沥青上面层所展开研究变得深入的主要原因,本文所研究内容的意义不言而喻。
1  SMA-13改性沥青路面施工
1.1材料确定
        沥青上层面所使用施工材料,主要是沥青、矿粉、水泥及集料等,不同材料对应不同要求。本项目选用改性沥青(PG76-10),通过性能检测方可进场并投入使用。矿粉的原材料是石灰岩,所满足要求应为清洁、干燥,检测合格进场,若粉料来源为拌和机回收所得,在对沥青混合料进行拌制时,有关人员应避免对其加以运用,为混合料质量提供保障。干燥、坚硬、无杂质和风化的机制砂,通常满足项目所提出要求,另外,在诸多由不同原材料所制作的细集料中,性能相对优异的是石灰岩。清洁、坚硬、无风化颗粒的辉绿岩和玄武岩,更符合项目要求,另外,处于饱水状态的粗集料,所表现出抗压强度应较100MPa更强。材料添加剂以稳定剂、抗剥离剂为主,二者均发挥了无法被替代的作用。木质素纤维是常用稳定剂,混合料和稳定剂的比例,通常以1000:3为最佳,而经过老化处理的抗剥离剂,对混合料马歇尔残留的稳定性,具有强化作用。
1.2配合比设计
        对沥青进行初试级配的配合比设计,所应用公式如下:

        此公式,主要被用来对粗集料所对应相对密度进行计算,其中,P1、P2所指代内容,主要是1号料配比与2号料配比,γ1、γ2所指代内容,主要是毛体积的相对密度。
        若借助捣实法对粗集料所对应捣实密度进行试验时,关键要对间隙率进行计算,其公式为:

其中:VCADRC-间隙率;ρs-水的密度。对混合料的相对密度进行计算时,通常对以下公式加以运用:

其中:γt-相对密度的最大值;Pa-混合料的石油比;Px-纤维用量;γse-矿料相对密度;γx-纤维密度;γa-沥青密度。
1.3路面试铺
        在正式施工前,有关人员应对路面进行试铺,以试铺过程与结果为依据,对操作拌和机的方法、添加木质素纤维的方法、处理施工缝的方法等内容加以明确。若无特殊要求,有关人员可酌情对检查路面的频率进行增加,为正式施工提供详实的总结报告。
1.4前期准备
        沥青面层施工前,有关人员应做如下准备:①准备场地。对料场、沥青拌合场地进行硬化处理,利用石挡墙对储存材料进行隔离,避免材料受到污染。利用水泥混凝土对料仓进行硬化处理,利用级配碎石对拌合场地便道进行铺筑,为运料车辆提供便利,将材料被污染的概率降至最低。②调试设备。调试并保养施工所需设备,避免设备存在问题,使施工作业不受到意情况的影响,施工质量自然也可得到有力保证。③对试验室高度重视。作为可促使施工质量向预期靠拢的中坚力量,试验室应对先进仪器、拥有丰富经验的人员进行配备,确保原材料所开展检验与设计工作,均可拥有良好的质效。④材料准备。上面层施工所用材料,主要是沥青、矿料与碎石,有关人员应参考施工方案,提前对材料进行采购,再逐一安装地磅、油料库等施工所需基础设施,为后续环节的落实做铺垫。除此之外,抽检材料质量也很有必要,这样做的目的是为材料质量提供保证,避免不达标材料进场,导致施工质效被影响。
1.5拌和混合料
        在拌和混合料时,有关人员应对以下内容引起重视:①确保混合料均匀,若有析漏、花白等情况存在,则应对混合料进行替代,避免引发更严重的问题。②对油石比严加控制,避免出现松散、泛油等情况。③尽量缩短储存混合料的时间,这是因为长时间存储会加大沥青析漏及降温的概率。④待每日工作告一段落,有关人员应参考各仓用量,对矿料级配进行检查,对油石比等参数进行计算。
1.6运输混合料
        要想使混合料得到高效运输,有关人员应对以下内容尤为重视:①利用热电偶温度计对混合料温度进行检测,对初始温度、实际问题进行记录;②在放料过程中,运料车应缓缓向前移动,避免粗集料出现分离的情况;③采用双层篷布对运料车进行覆盖,低温天气时可在篷布间加上一层棉被,确保温度降温过快。待卸料工作告一段落,方可将篷布取走,这样做的目的,主要是防雨、保温和避免外部环境给混合料带来污染;④若摊铺方式为连续摊铺,在距摊铺机20cm左右时,就应当将运料车停住,避免摊铺机受到撞击的情况出现;⑤将运料车挂空挡是卸料的前提,挂空挡后,运料车前进的动力,通常来自摊铺机。
1.7摊铺混合料
        由实践所得经验可知,要想使路面更加平整,关键是做到稳定且连续的摊铺。本项目采用设备数量为一台福格勒摊铺机可进行单幅全断面摊铺,旨在使摊铺层拥有更理想的平整度及均匀性。对上面层摊铺厚度进行控制的装置,主要采用平衡梁自动找平装置,以现有施工方案操作流程为指导,进行摊铺作业,将粗细料离析或类似情况出现的概率降至最低。除此之外,工作人员应尽量在温度较高的时间段,对混合料进行摊铺,实时监测现场天气,若温度不足15℃,可对摊铺时间加以调整,避免引发不必要的问题。
1.8 碾压混合料
        无论是初压,还是复压,SMA-13所适用设施均为钢轮压路机,碾压原则可被概括为“低幅,紧跟,高频,慢压”。完成摊铺混合料的工作后,压路机操作手应尽快开展碾压作业,避免混合料温度下降过快,导致石料被压碎或棱角被磨掉的情况出现。若无特殊情况,施工技术人员应确保碾压过程中,压路机始终处于匀速状态,尽量缩小碾压厚度的波动,指挥工作交由有丰富经验的施工技术人员专人负责,明确压路机碾压的次数和准确路线,缩短碾压作业所花费时间,以此来达到优化施工效率的目的。
1.9处理接缝
        首先,横向接缝以平接缝为主,端部直尺所呈现出状态以悬臂状为主,先根据直尺、摊铺层接触处,对接缝位置加以确定,利用锯缝机对接缝进行割齐处理,再对灰浆进行彻底清理,涂上热沥青并进行二次摊铺。其次,斜接缝是纵向接缝的常见形式,有关人员应在前部预留一定宽度,为后高程提供基准,再利用热接缝的方式,通过跨接缝碾压对缝迹进行消除。在距桥梁结构两侧不足50m的范围内,有关人员不应对接缝进行设置,若摊铺位置为桥面,则应避免反复摊铺的情况出现,在此基础上,利用锯缝机对接缝进行切割和找平处理,再将热沥青涂抹于接缝处,为后续施工提供方便。
1.10质量管理
        本项目需要对质量进行检查的内容较多。首先,需要接受检查的材料有沥青、填料和细集料等;其次,在检查混合料时,流值、油石比和摊铺温度等,均应当引起重视;最后,上面层的宽度、厚度等参数,同样是检查的主要内容。除此之外,参与检测的常规试验———渗水系统,属于较易被忽视但十分重要的部分,有关人员应将渗水仪作为主要工具,以检验取芯压实度所遵循频率为依据,完成相应的检测工作,若检测合格率未达到预期,则应对导致问题出现的机理进行分析,通过局部返工的方式,避免带来更严重的影响。
2  桥面抛丸施工处理工艺
        采用成都蜀工SG2—550双抛丸器水平移动抛丸设备将1-1.5mm高强度合金钢丸以每秒80米的速度和一定角度,高速冲击到水泥砼铺装表面,利用钢丸的冲击动能撞击水泥砼铺装表面,剥离水泥砼铺装表面的浮浆和较弱软砂浆。抛丸的同时产生的灰尘通过抛丸机配套的吸尘器的气流清洗工作面,将丸料和剥离下来的杂质分别回收。得到干净整洁的工作表面,为下步防水层撒布施工提供高质量工作表面。采用抛丸工艺,由于采用钢丸间接清理不会对水泥砼铺装造成任何损坏,可完全清除桥面浮浆及松动层,大大提高桥面铺装层的粘结性能。
2.1工艺特点
        (1)采用抛丸工艺可以干净彻底地去除表面浮浆和起砂层;并抛丸深度可调节,以适应不同的水泥砼铺装表面及防水层撒布施工要求;
        (2)采用抛丸工艺可以完全打开混凝土表面的毛细孔,使封闭剂或黏结剂完全渗入混凝土;
        (3)采用抛丸工艺可以提前暴露混凝土缺陷;
        (4)经抛丸后可以得到粗糙均匀而又干净的表面;
        (5)完全去除浮浆和起砂;达到“创面”露骨效果,但不会去除黏结紧密的骨料;
        (6)抛丸工艺取代传统的人工凿毛法等工艺,提高施工效率,针对不同施工条件及时调整施工方法,采用合理可行的施工方案;
        (7)采用抛丸工艺可以显著提高桥面与防水层的黏结强度;
        (8)实现了无尘无污染,符合国家提倡的环保施工要求,不会对施工周围在成任何粉尘污染,有利于施工者身体健康。
2.2抛丸工艺流程及操作要点
1)施工工艺流程如下图1所示

图1
2)操作要点
        a、桥面初步清理:桥面初步清理可采用人工清理掉水泥砼铺装表面其他施工中洒落凝固的混凝土突起,清扫或吹风机除尘,为桥面抛丸提供一个清洁的工作面。
        b、抛丸机的调试   
        现场进行抛丸机试抛施工,检测浮浆清理程度及表面粗糙度,根据测试结果调整抛丸机行走速度。
2.3施工流程;
        人工清扫吹风除尘→抛丸机调试→浮浆处治→自检→报检→验收→防水层撒布施工。
2.4施工中出现问题及处理措施:
        (1)、抛丸作业后,在自检不合格区域,采用重新抛丸作业处理,以确保抛丸工程质量。
        (2)、如有桥面不平整情况,影响抛丸作业质量,应及时调整抛丸设备作业路线,以确保抛丸效果。
        (3)、抛丸作业中,如遇抛丸设备故障,应派技术人员及时排除,以确保工程进度及工程质量。
2.5抛丸处理与控制要点
        (1)、抛丸前应检查桥面的洁净程度,并确保混凝土面板表面处于干燥状态。桥面应平整,钢筋头突起物凿除,以免影响抛丸出现漏沙等现象。
        (2)、抛丸机行走速度根据设备型号及功率大小通过试验段确定,抛丸施工时,要求抛丸次数不少于2次,设备工作速度不大于3m/min。抛丸施工结束后,平整度不应大于5mm(3m直尺检测的最大间隙)。抛丸所采用的钢丸规格宜采用S460。丸料必须保持干燥、清洁,不得含有油脂、盐分等有害物质。
        (3)、多台抛丸机作业采用直线连续抛丸方式,两台机械作业宽度重叠1~5cm,使得搭接的部位保持平整。抛丸处理深度为2~5mm。
        (4)、抛丸处理后应使混凝土面形成均匀的粗糙度,应在0.5~0.8的范围内。
        (5)、表面需要肉眼观察无浮浆、灰尘、附着物、带有粗糙度、显现的纹理,骨料应暴露,砂眼,空穴应被打开。
        (6)、抛丸无法处理的边角等部位,可采用手推式打磨机补充处置。
        (7)、抛丸处理后,应尽快进行防水粘结层的施工,以减少二次污染。
        (8)、对抛丸处置后,桥面暴露出来的裂缝、空洞等缺陷,应采用水泥浆或者环氧树脂等修复,若桥面出现严重龟裂,应返工处理。
结束语
        通过对上文所叙述内容加以分析可知,对公路桥梁沥青路面进行施工的关键是桥面的灰浆处理及面层工艺的施工,只有以工程需求为依据,综合运用现有工艺,使各环节质效得到强化,才能使公路安全性得到保障,此类公路投入运行后,通常会带来更为可观的效益,从而使社会拥有前进所需的强大动力。
参考文献
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