王德俊
摘? 要:隨著社會經濟的快速發(fā)展,我國高速公路建設規(guī)模越來越大,按照“強基薄面”的設計原則,瀝青混合料面層厚度減少,路面基層承擔了更大的交通荷載任務。在使用過程中,半剛性基層路面結構往往會出現(xiàn)不同程度的早期病害。結合國內外高速公路發(fā)展及路面研究現(xiàn)狀,瀝青穩(wěn)定碎石基層因其自身優(yōu)勢,在我國高速公路路面結構施工中得到了廣泛的應用及推廣。因此,深入研究瀝青穩(wěn)定碎石基層結構,對提高路面工程使用性能具有重要的實用價值。該文結合某高速公路工程,根據(jù)工程實際情況,提出了施工方案,并在此基礎上,對其施工工藝進行了探討。
關鍵詞:瀝青穩(wěn)定碎石;高速公路;下面層施工
中圖分類號:U416? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A
1 工程概況
某高速公路工程地形復雜,位于群山之間,由線路走向縱斷面分析,線路縱坡較小,在2%以下,全線從起點-終點為連續(xù)上坡段,反之,則為連續(xù)下坡段。在此路段,大型貨車、超載車等車輛必須一直踩點剎車,為降低輪胎溫度,往往需通過灑水方法處理。因長期持續(xù)剎車將會有大量裂縫產生于路面部位,沿裂縫會有大量雨水下滲,從而破壞路面結構層。
此外,該路段設計使用年限為15年,據(jù)交通量調查可知,在設計年限內一個車道的平均累計當量軸次為1238.5×104軸次,為重交通等級。在重載交通及自然因素作用下,路面裂縫問題嚴重,為此,需做路面維修施工。
2 路面施工方案的確定
原方案決定選擇路面面層結構16 cm,即4cmAC-16中粒式改性瀝青混凝土上面層+5cmAC-20中粒式改性瀝青混凝土中面層+7cmAC-25粗粒式瀝青混凝土底面層。經驗證分析可知,若通車運營后存在大量超載問題將嚴重破壞路面結構,為此,決定調整路面結構,改為整體為17 cm厚,即4cmSMA-13瀝青瑪蹄脂碎石上面層+6cmsuperpave-20高性能改性瀝青混凝土中面層+7cmATB-25密級配瀝青碎石底面層。
計劃采取水泥穩(wěn)定沙礫作為路面基層、底基層材料,通過調查可知,當?shù)厣车[常材料并不符合設計要求,為此,決定采用水泥穩(wěn)定碎石施工,經計算厚度將有所降低,基層將從40 cm降至34 cm。具體路面結構方案見表1。
3 ATB瀝青穩(wěn)定碎石下面層施工工藝
3.1 生產配合比設計
瀝青穩(wěn)定碎石混合料級配位于瀝青混凝土混合料AC-I型、AC-II型級配中間,此級配下生成的混合料具有良好的水穩(wěn)定性與抗車轍能力。結合目標配合比設計情況,通過生產配合比調整,可最終確定ATB-25瀝青穩(wěn)定碎石礦料的生產配合比,具體見表2。
3.2 施工準備
施工前,需先對下承層質量進行詳細檢查,若符合施工要求,則可按照技術要求,做好路面各類原材料的備料準備,象瀝青、碎石、礦粉等,在整個施工環(huán)節(jié),嚴禁隨意更換料場,進場后的材料,需分類放置。此外,針對施工機械設備,應保證設備狀態(tài)良好,配置合理,為節(jié)約資源,降低污染,需用瀝青保溫罐儲存、加熱瀝青。因該路段存在路緣石、硬路肩,施工前,需做好邊線控制。通過找平裝置對各面層攤鋪厚度、高程嚴格把關。
3.3 拌和
根據(jù)施工要求,拌和可采用4000型間歇式瀝青混凝土拌和樓。在拌和施工前,均需通過試驗室對各類集料進行質量檢驗,并分類堆放各類集料,避免粗、細混放。若材料規(guī)格、配合比產生變化,可再次進行試拌。根據(jù)施工要求,可在76 s以上控制每鍋拌和時間,其中需在40 s以上控制添加劑、熱骨料的干拌時間,并對出料溫度進行嚴格控制。具體溫度要求見表3。若混合料溫度超過該范圍,則不得使用。拌和過程中,嚴禁出現(xiàn)花白、離析等問題。
3.4 運輸
選用25 t以上自卸式汽車運輸混合料,且做好保溫處理。為避免瀝青黏結車廂板,可將一層1∶3油水混合液均勻涂抹至車廂側板、底板等位置,且清理干凈多余混合液。為減短運輸時間,提升行車速度,避免修筑平整的施工便道,盡可能減少急剎車等措施,避免因振動頻繁出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象。為確保攤鋪不間斷,具有連續(xù)性,卸料車需控制在5輛以上。自卸車與攤鋪機之間保持安全間距,可控制在30 cm以內,避免與攤鋪機出現(xiàn)碰撞。
在裝料過程中,可分次裝料,裝料順序為前部-尾部-中間,以“品字型”裝料,盡可能避免材料裝料。為確保攤鋪溫度,若施工適逢雨季,在整個運輸過程中,可通過防水篷布遮蓋改性瀝青混合料。
3.5 攤鋪
在攤鋪施工前,需先處理基層裂縫問題,并對攤鋪機初始狀態(tài)進行適當調整,按照縱橫坡度、松鋪厚度做好攤鋪機狀態(tài)調整。攤鋪過程中,要將一個鐵立桿控制樁布設到攤鋪機左右兩側約10 m。要先預熱熨平板,溫度控制在120 ℃~150 ℃,攤鋪需均勻、不間斷,行駛速度控制在每分鐘1 m~2 m,整個施工中,要檢測各個參數(shù),象攤鋪厚度、橫坡、縱坡等,若出現(xiàn)質量不合格現(xiàn)象,需及時處理。
3.6 碾壓
完成上述施工后,即可進行碾壓施工,一般分3個階段,可選擇多種壓路機組合的方式,象雙鋼輪振動壓路機、輪胎式壓路機等,碾壓時,2臺壓路機之間可保持20 m距離,重疊軌跡約80 cm。碾壓過程中,要做好碾壓速度控制工作,避免產生推擠裂縫。當瀝青混合料路面碾壓時,采取雙鋼輪振動壓路機施工,需在20 cm以內控制壓路機軌跡重疊寬度,保證壓路機各項技術指標相協(xié)調,當厚度較小的情況下,可選擇高頻低振幅施工,終壓過程中嚴禁采用振動法施工。具體碾壓方式見表4。
表4 初壓、復壓、終壓碾壓方式
碾壓方式 碾壓機械 碾壓溫度 碾壓速度
初壓 26 t以上膠輪壓路機 135 ℃~150 ℃ 0.5 m/s
復壓 振動壓路機+重型輪胎壓路機 130 ℃~140 ℃ 0.8 m/s
終壓 鋼輪壓路機 105 ℃~125 ℃ 1 m/s
4 道路成型后的措施
4.1 接縫處理措施
攤鋪機并列梯隊攤鋪施工所形成的縱向接縫,可通過熱接縫法處理,則選擇平接縫處理橫接縫。待完成施工作業(yè)后,螺旋分料器下混合料量較少時,可按下述流程操作。
第一,攤鋪機退出施工現(xiàn)場后,端部混合料可通過人工方式鏟平,并做碾壓處理。
第二,平整度檢測,以3 m直尺法為準,并在平整度連續(xù)處邊緣拉線施工,垂直路線方向劃線,利用切割機在混合料冷卻之后垂直切割劃線部位。
第三,在路外掩埋鏟除的端頭部位,嚴禁切割面周圍積水,需保證其干燥性。后期攤鋪施工中,可在面層切割截面均勻涂抹黏層瀝青。施工過程中,必須認真處理橫向接縫,完成攤鋪之后,即可進行人工拉線,以此獲取松鋪厚度。若高度在規(guī)定范圍以外,需人工刮除;若高度不足,可將一薄層熱料灑布其上,在這個施工流程中,必須保證接縫位置平整、清潔。
4.2 修邊、清場
攤鋪層施工后,其邊緣部位需做修邊處理,按照設計要求,將多余邊料等清理至指定位置。嚴禁完成攤鋪層施工后,立馬開放交通,需待攤鋪層冷卻到一定溫度之后,才能開放交通,一般50 ℃以下即可。開放交通前期,同樣要保護路面,做好交通流量限制工作。
5 結語
綜上所述,隨著我國經濟建設力度逐漸加大,公路運輸強度急速增大,大幅提升了單車運輸質量。然而,從我國公路建設現(xiàn)有技術來講,仍無法充分滿足大軸重、高密度的貨物運輸。當前我國已建高速公路中90%以上選用的是半剛性瀝青路面基層,此類基層優(yōu)點為剛度高、強度大,缺點為極易產生反射裂縫,甚至引發(fā)沉陷、坑槽等病害,最終基層失穩(wěn),造成更大損失。隨著科學技術水平的不斷提升,越來越多的新技術、新工藝、新材料被廣泛用于公路路面建設,象瀝青穩(wěn)定碎石結構的應用,可有效防治反射裂縫,避免基層水損害發(fā)生,從而增強路面使用性能。
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