秦延林
沈陽四環(huán)快速路位于遼寧省沈陽市中部地區(qū),距三環(huán)外平均距離約8 km,直徑40 km,包圍面積1 254 km2,全長131.982 km。本文所介紹為第一標段,起止樁號為K0+000~K30+300,全長30.3 km。標段內共設置立交橋8處,分別為西102立交橋、秦沈客專橋、沈胡路立交、沈阜立交、沈西編組站立交、沈彰高速跨線橋、沈彰開發(fā)大道立交、黃河北大街立交,立交形式除沈阜立交采用樞紐立交外,其余均采用分離式立交。
道路標準橫斷面布置為道路紅線寬度70 m,斷面組成包括中央分隔帶7 m、主路2×12 m、邊分隔帶2×5 m、輔路2×7.5 m、非機動車道2×3 m、路側綠帶2×4 m。工程效果圖見圖1。
圖1 沈陽四環(huán)快速路BT工程效果圖
主路路面結構依次為:
沈陽四環(huán)快速路BT工程1標主路路面上面層采用4 cm瀝青瑪脂碎石抗滑層(SMA-13)。
采用優(yōu)質木質素纖維,用量為瀝青混合料總量的0.3%,其質量要求見表1。
表1 木質素纖維質量技術要求
2.3.1 SMA 配合比設計
采用馬歇爾試驗法進行目標配合比設計,根據所用集料的粒級分檔情況,在表2范圍內至少選擇三種級配進行試驗。
所選的各種礦料級配,應分別測定其粗集料(4.75 mm以上)骨架部分的集料間隙率VCAdrc。壓實的混合料中的粗集料骨架間隙率VCAmix必須小于VCAdrc。
初試瀝青用量應根據合成集料的毛體積相對密度選用,如表2所示,集料的毛體積相對密度大時,應選擇稍低的初試瀝青用量。
表2 SMA初試瀝青用量表
用選擇的初試瀝青用量和三種初試級配的集料拌制馬歇爾試件,每種級配不少于3組,每組4個,用來測定毛體積相對密度。
將三種初試件級配的試驗結果VCAmix與VCAdrc比較,繪制出4.75 mm篩孔通過率VCAdrc—VCAmix關系曲線圖。從此關系曲線圖中選擇VCAmix<VCAdrc,且VCA>17.5%的一級為設計級配。
通過試驗檢測,必須達到SMA馬歇爾試驗配合比設計技術要求。
2.3.2 SMA混合料的拌和
SMA混合料的拌和與普通熱拌瀝青混合料有一些不同之處,主要表現(xiàn)在:1)除了拌和溫度因素外,SMA為間斷級配,粗集料量多且粒徑單一,細集料很少,礦粉用量多。2)SMA所需的細集料數(shù)量很少。3)SMA的礦粉需要量是一般熱拌瀝青混合料的2倍。4)為了減少回收粉塵的排放時間,必須從減少粗、細集料的含粉量、含泥量入手,采石場的集料用水沖洗。5)纖維采用風送式上料設備,將纖維直接送到拌合鍋的旁邊,每拌和一鍋,自動稱量一斗,在粗集料投放的同時,纖維投入拌合鍋中。6)SMA混合料的貯存都不能過夜,即當天拌和的必須當天使用完。
2.3.3 SMA混合料的施工溫度
改性瀝青SMA混合料,由于需要加入較多數(shù)量的冷礦粉,則拌和溫度需要更高一些。不僅施工如此,室內試驗也應該提高溫度進行,SMA混合料的出廠溫度在175℃ ~180℃,高于190℃應廢棄。
SMA混合料的一般正常施工氣溫宜在15℃以上,當氣溫下降接近15℃時,應控制運距,采取保溫措施;氣溫低于15℃時不得施工。
避免在雨季進行攤鋪,當路面滯水時,應暫停施工,并及時清除積水。
2.3.4 SMA混合料的攤鋪
SMA混合料的可壓實余地很小,松鋪系數(shù)要比普通混合料小得多,混合料的鋪筑厚度可以在攤鋪時測量控制好,不必再等鉆孔測定。
攤鋪過程中,事先要注意天氣預報,以防突然遇到降雨而措手不及。
SMA混合料使用在表面層,其攤鋪對路面的平整度影響極大。本項目采用福格勒S2100瀝青攤鋪機攤鋪,攤鋪機具有良好的自動找平功能,攤鋪溫度不低于160℃。
2.3.5 SMA混合料的碾壓
SMA一般都在表面層使用,厚度比較薄,不能在溫度下降以后才碾壓,一般掌握的碾壓成型的最低溫度為120℃。
碾壓SMA的要領是:“緊跟、慢壓、高頻、低幅”。即壓路機必須緊跟在攤鋪機后面碾壓,只有在高溫條件下碾壓才能取得良好的效果。慢壓一般要求的碾壓速度不能超過4 km/h~5 km/h。高頻和低幅的碾壓對提高SMA的壓實度,防止石料損傷,保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用很重要。
采用進口的戴納派克CC622振動壓路機,振動力大,寬度大,最適合碾壓SMA路面。
2.3.6 SMA路面施工檢測要點
檢測礦料級配和油石比是質量檢測的重點,要求每天一臺拌合機取樣抽提篩分不少于兩次。
對SMA路面的質量檢測除了外形尺寸外,施工現(xiàn)場檢測內容包括壓實度、厚度、平整度、彎沉、構造深度、摩擦系數(shù)檢測等。
1)當基層滿足設計強度要求時,并且其平整度及拱度驗收合格后,方可施工瀝青混凝土面層。2)熱拌瀝青混合料的配合比設計應按目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段的步驟進行,經設計確定的標準配合比在施工中不得隨意變更。
1)熱拌瀝青混合料采用日本田中4000型間隙式瀝青拌合機進行拌和,拌合機配備有材料配比和施工溫度的自動檢測和記錄設備。2)SMA混合料添加纖維應與間歇式拌合機的拌合周期同步進行。纖維穩(wěn)定劑采用電子自動計量設備添加。3)纖維穩(wěn)定劑的摻加比例以瀝青混合料總量的質量百分率計算,用量為混合料總量的0.3%,摻合纖維的質量允許誤差為±5%。4)SMA混合料拌合時,纖維必須在噴灑瀝青前加入拌合缸中,保證纖維能充分均勻地分散在混合料中,并與瀝青結合料充分拌合。
1)運料車在開始運輸前,在車廂及底板上涂刷一層隔離劑,使瀝青混合料不致與車廂粘結。2)運料車前后至少移動三次裝料,防止混合料離析。3)混合料運輸過程中必須加以覆蓋,以防止混合料降溫超標和結殼。4)運料車到達現(xiàn)場后,檢查瀝青混合料溫度,必須滿足攤鋪溫度要求。
1)熱拌瀝青混合料采用福格勒S2100進口瀝青攤鋪機攤鋪。
2)瀝青混合料必須緩慢、均勻連續(xù)不間斷地攤鋪。攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓,攤鋪速度根據拌合機產量、施工機械配套情況以及攤鋪層厚度、寬度確定,一般控制在2 m/min~4 m/min為宜。
3)瀝青混凝土攤鋪時,采用兩臺以上攤鋪機成梯隊作業(yè)進行聯(lián)合攤鋪,相鄰兩幅有5 cm~10 cm寬度的攤鋪重疊,相鄰攤鋪機距離5 m~10 m。
4)瀝青下面層采用兩側鋼絲繩引導的高程控制方式進行找平,中面層、表面層采用浮動基準梁的方式控制厚度和平整度。
1)配備足夠數(shù)量的12 t以上雙鋼輪振動壓路機、26 t以上輪胎壓路機,并根據試驗路確定出最佳壓路機碾壓組合方式,以達到最佳的壓實效果。2)SMA混合料必須在攤鋪后在盡可能高的溫度狀態(tài)下碾壓,不得等候。3)SMA混合料用10 t以上鋼輪壓路機初壓,如發(fā)現(xiàn)初壓有明顯推壅,檢查混合料的礦料級配及油石比是否合適。4)采用振動壓路機碾壓SMA遵循“高溫、緊跟;勻速、慢壓;高頻、低幅;先邊、后中”的方針。即壓路機必須緊跟在攤鋪機后面碾壓,并采取高頻率、低振幅的方式碾壓。5)SMA的碾壓嚴格控制碾壓遍數(shù),防止過度碾壓,在壓實度達到98%以上或者現(xiàn)場取樣的空隙率不大于6%后,終止碾壓。當SMA碾壓完成,表面溫度降至70℃~80℃時,采用輪胎式壓路機進行輔助碾壓。
沈陽四環(huán)快速路BT工程1標瀝青混凝土表面層施工采用上述的施工材料,施工方法以及相關施工工藝,在面層的施工控制上嚴格把好質量關,從試驗段的施工上看,取得了良好的效果,為大面積主路與輔路的施工做好了技術上的準備,同時可以為類似的瀝青混凝土表面層施工工程做參考。
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