◎ 中鐵十八局集團(tuán)有限公司 姜 琳
用瀝青混凝土鋪設(shè)的路面是將瀝青作為修筑面層和其他材料鋪在公路上。瀝青混凝土在道路鋪設(shè)中獲得了廣泛應(yīng)用。這是由于用瀝青混凝土鋪設(shè)的路面具有耐磨、平整、無接縫、振動小、維修簡單、噪音低等特點,比水泥混凝土所鋪設(shè)的路面更具優(yōu)越性。雖然有著許多優(yōu)點,但是如果在施工過程中忽略了施工工藝,那么將使施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響,例如出現(xiàn)裂痕、泛油、松散、麻面、車痕、凹坑等路面疾病,同時降低道路的使用壽命,這不利于我國西部今后的建設(shè)。因此,要充分考慮高寒地區(qū)的海拔高、氣溫低、晝夜溫差大等有可能影響施工工藝的因素,結(jié)合高寒地區(qū)的環(huán)境特征,嚴(yán)格監(jiān)控施工工藝中的各個環(huán)節(jié),多使用一些積極有效的防治手段。
自進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國一直在積極發(fā)展西部,而發(fā)展的關(guān)鍵在于鋪路,由于我國西部基本上都是由高寒區(qū)域組成,因此,路面的鋪設(shè)一般都是用瀝青混凝土。其中,最常用的瀝青混凝土有兩種,分別是:AC-13與AC-16兩種型號。用這兩種瀝青混凝土作為高寒地區(qū)路面面層的主要鋪設(shè)物,其鋪設(shè)厚度一般為5厘米。我國的高寒地區(qū)具有海拔高、晝夜溫差大、空氣稀薄等特點,因此施工的最佳工期一般在5~10月,這幾個月中晚間溫度極低,7~10月多雨雪天氣對施工工作的連續(xù)性帶來一定的影響。
(一)瀝青。瀝青混凝土中所使用的瀝青是一種改性聚化物瀝青,它是一種SBR類乳膠,施工現(xiàn)場中的所有瀝青都會受到嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)管,根據(jù)我國有關(guān)公路瀝青工程和瀝青混凝土質(zhì)量監(jiān)管的有關(guān)規(guī)定,對瀝青的各項指標(biāo)進(jìn)行一一檢查,并使檢測標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國家有關(guān)規(guī)定。
(二)粗集料。選擇用機(jī)械設(shè)備打碎的石頭用作粗集料,這些碎石的壓碎值一定要控制在27%以下。其中軟石的含量控制在5%以下,泥的含量控制在1%以下。假設(shè)用機(jī)械設(shè)備打碎的石頭原料是含有酸性的巖石,那么在使用前要對其進(jìn)行處理,經(jīng)常使用的方法是用水灰漿對其處理,或是在瀝青中摻入防止剝離的藥劑等措施。
(三)細(xì)集料。要選用一些干凈、干燥、無雜質(zhì)的砂石作為細(xì)集料、在我國比較干旱的地區(qū)一般都有天然豐富的砂石資源,其中細(xì)砂、中砂、粗砂在這片區(qū)域的分布較廣。如果在天然砂石直徑小于0.075mm的顆粒含量大于3%,那么在施工之前就要用水洗砂工藝。同時,為了使瀝青混凝土更符合要求,砂石的選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是2.3~3.0的中砂。
(四)填料。瀝青混凝土中的填充物料是礦粉,所使用的石料必須要磨細(xì)并且干凈、干燥、無雜質(zhì)的憎水性材料,要按照相關(guān)要求將礦粉磨細(xì),也就是說礦粉的外表要無塊狀顆粒,外表密度大于2.5g/cm3,水溶性小于1 ,塑性值小于4%,含水量小于1%。
(一)瀝青混凝土材料配比的設(shè)計過程。其設(shè)計過程一共分為三個環(huán)節(jié):第一個環(huán)節(jié)為:設(shè)計目標(biāo)的配比,根據(jù)瀝青混凝土中各個材料之間的用量比值,按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)配,然后配置的混合料進(jìn)行馬歇爾實驗,以便確定最佳的設(shè)計方案;第二個環(huán)節(jié)是,設(shè)計生產(chǎn)的配比,這個環(huán)節(jié)工作的主要目標(biāo)是對每個熱料倉庫的材料進(jìn)行篩選,以便對確定材料的選取比例,有助于拌和機(jī)操作室的應(yīng)用。在這個環(huán)節(jié),為了使各材料保持均衡,要不斷進(jìn)行調(diào)整,并且采用上一個環(huán)節(jié)中瀝青的最佳比例將其用量控制在±3%,對這三種瀝青進(jìn)行馬歇爾實驗,從中找出瀝青比例的最佳用量;第三個環(huán)節(jié),對瀝青的材料配比進(jìn)行驗證,經(jīng)過對生產(chǎn)配比進(jìn)行試拌,并鋪設(shè)在路面上,然后鉆芯取出樣本,對其進(jìn)行馬歇爾實驗,并對生產(chǎn)配比進(jìn)行驗證,以便確定生產(chǎn)是最終使用的配比值。
(二)對影響配比的因素進(jìn)行考慮。對配料的空隙程度要首先考慮,在路面鋪設(shè)成型后,路面面層的空隙值一定不能大于6%。面層為I型的瀝青空隙值最佳應(yīng)控制在3%到6%;然后,由于施工的地方在高寒地區(qū),因此瀝青混凝土的攪拌溫度最好在160℃~170℃之間,加熱礦料的溫度應(yīng)該控制在180℃~195℃之間,攪拌后的瀝青混凝土的溫度應(yīng)該控制在165℃~180℃之間。
(一)離析的形成和危害。離析是瀝青混凝土在運(yùn)輸、攪拌時所形成的。攪拌后瀝青混凝土在卸載的過程中,每個單位的瀝青混凝土在放到車體表面時,瀝青混凝土的顆粒在下落的瞬間,所受的重力會大于其粘著力,顆粒物將沉淀到貨箱底部,從而是表面物料形成離析。離析會對瀝青混凝土的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,由于瀝青混凝土中部的成分較細(xì)膩,路面面層因此沒有礦料的支撐,路面受車輛自身重量的影響產(chǎn)生變形,使路面受到車印的破壞。同時,細(xì)料的表面積很大,因此其顆粒物會受到較多瀝青的包裹,這會使瀝青混凝土鋪設(shè)在路面后形成較多的空隙,使所出來的瀝青向上涌,出現(xiàn)泛油現(xiàn)象,路面因此比較滑,如果不及時處理,嚴(yán)重的會誘發(fā)交通事故的發(fā)生。
(二)預(yù)防離析。首先,由于用瀝青混凝土鋪設(shè)的道路在高寒地區(qū),為了使瀝青混凝土攪拌后的溫度最大限度的不受損害,避免由于溫差過大而造成離析現(xiàn)象,所以不能用平原地區(qū)瀝青混凝土在施工和運(yùn)輸過程中保溫的處理方式來進(jìn)行,在高寒地區(qū)對瀝青混凝土進(jìn)行保溫時一般用棉絮覆蓋其上;然后對瀝青混凝土的鋪設(shè)寬度進(jìn)行嚴(yán)格控制,使其最大值不能超過7米。如果超過7米,要在路面的兩側(cè)用兩個鋪路機(jī)使用熱接縫施工工藝。當(dāng)路面寬度大于7米時,出現(xiàn)離析現(xiàn)象是不能避免的。最后,使用和研制新的科學(xué)技術(shù),例如,目前在美國比較流行的是具有攪拌功能的鋪路車,用這種方式運(yùn)輸瀝青混凝土是我國今后科研項目的發(fā)展方向。
為了加強(qiáng)瀝青混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,減少路面面層的空隙值,確保瀝青混凝土的高密性,需要對瀝青混合料凝土進(jìn)行碾壓。碾壓是要達(dá)到國家有關(guān)規(guī)定程度,把握好路面空隙值,避免當(dāng)車輛出現(xiàn)負(fù)載時,路面遭到車印的破壞。為了達(dá)到這一要求,首先要按照試驗道路的碾壓程度控制路面整體的碾壓度;然后,對碾壓溫度進(jìn)行控制,這對瀝青混凝土的碾壓質(zhì)量十分重要。一般在碾壓過程中溫度不會太高,如果溫度太高,稍有不慎溫度就會下降,因此一定要做好瀝青混凝土的保溫工作。同時盡量讓運(yùn)輸車等鋪路機(jī),不要出現(xiàn)讓鋪路機(jī)等運(yùn)輸車的現(xiàn)象。用瀝青混凝土進(jìn)行鋪路時,其溫度一般不能小于160℃,剛進(jìn)行碾壓時,溫度不能小于150℃,碾壓結(jié)束后,路面面層溫度不能小于90℃;在路面可以通車時,其面層溫度不能大于45℃。如果由于一些特殊原因,在施工后要立刻對車輛放行,在碾壓結(jié)束后溫度沒有達(dá)到規(guī)定范圍時,可以在瀝青混凝土的面層噴灑酒水,從而達(dá)到讓溫度下降的目的,這時才可以對車輛放行。
綜上所述,高寒地區(qū)的瀝青混凝土施工工藝不同于平原地區(qū),它的施工工藝更加復(fù)雜,這就要求施工人員在施工過程中有嫻熟的技術(shù),以及高度的責(zé)任心,以便使用瀝青混凝土鋪設(shè)的高寒地區(qū)面層的質(zhì)量不會出現(xiàn)問題,這對今后西部大開發(fā)的順利進(jìn)行和我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。