(北京歐亞機(jī)械設(shè)備股份有限公司,北京 101105)
在法國(guó)農(nóng)村、城市與郊區(qū)道路的路面磨耗層養(yǎng)護(hù)施工中,采用撒布一層瀝青和碎石的施工工藝,石料的撒布一般用“覆蓋能力”來(lái)描述,以不存在任何重疊為前提,在指定表面上能完整覆蓋的最多骨料數(shù)量,計(jì)量單位采用L/m2表示。施工工藝相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的瀝青表面處治及封層。
施工一般采用瀝青灑布車和碎石撒布機(jī)組合,或?qū)⑷霾紮C(jī)替換為同步碎石封層設(shè)備。該磨耗層施工工藝,主要步驟有7個(gè),分別為前期準(zhǔn)備工作、清理路面、灑布黏結(jié)料(瀝青)、撒布碎石、軋路機(jī)壓實(shí)、重新開(kāi)放交通及清掃剩余碎石。
一般從石料的來(lái)源、粒度、棱角度、表面清潔度和扁度五方面描述。
骨料存在天然或人造兩種來(lái)源。天然骨料是指來(lái)自于沖積礦層或整塊巖石礦層的骨料;人造骨料是指通過(guò)破碎加工轉(zhuǎn)化而成的骨料。天然骨料一般只用來(lái)處理特殊點(diǎn)位,諸如危險(xiǎn)的彎道、減速區(qū)域等。
為了能夠獲取緊密級(jí)配,最常使用的粒度等級(jí)表達(dá)方式為d/D:2/4~4/6.3和6.3/10~10/14。在特殊情況下,可以使用規(guī)格為14/20的粒度。在所有情況下,當(dāng)材料通過(guò)網(wǎng)眼尺寸為1.25D的篩子時(shí),篩余物必須為零。
在采用沖積礦層的天然骨料方面,當(dāng)?shù)缆返慕煌ǖ燃?jí)為T1至T3時(shí),破碎比Rc必須大于或者等于2。在交通等級(jí)大于T1的情況下,強(qiáng)烈建議使用整塊巖石。如果需要采用沖積材料,適用的破碎比必須大于或者等于4。
骨料的清潔度是決定一層表層能否實(shí)現(xiàn)成功鋪設(shè)的關(guān)鍵因素之一,要求黏結(jié)料必須完美地黏附在骨料上,而不是黏在覆蓋在骨料表面的一層細(xì)料薄膜上。
當(dāng)一種骨料的比值(G/E)大于1.58時(shí),可將該骨料視作為“扁平”的骨料(G與E分別代表骨料的長(zhǎng)度和厚度)。
道路施工工藝是由道路交通量決定的,道路交通量的大小決定石料的粒徑、破碎比和撒布量。交通量與破碎比的關(guān)系,如表1所示。
在確定表層工藝的配方時(shí),首先需到現(xiàn)場(chǎng)考察,并充分理解一定數(shù)量的參數(shù),以便確定各項(xiàng)事宜。
1.一種碎石構(gòu)成的單層;(結(jié)合國(guó)內(nèi)的施工工藝,在此僅介紹此種結(jié)構(gòu)。)
表1 交通量與破碎比的關(guān)系
2.兩種碎石構(gòu)成的單層;
3.雙層碎石;
4.預(yù)鋪碎石的單層;
5.預(yù)鋪碎石的雙層。
主要應(yīng)根據(jù)交通類型、路面、環(huán)境、冬季期間形成的干擾和建造時(shí)間來(lái)選擇涂層的結(jié)構(gòu),同時(shí)考慮路面的粗糙度與密封性。
一種碎石構(gòu)成的單層屬于最常見(jiàn)結(jié)構(gòu),且這種結(jié)構(gòu)幾乎能夠適用于所有的交通類型,最高可達(dá)T2等級(jí)。通常使用骨料(6/10)建造該層面,需要具有良好狀態(tài)且均勻的路面,但不能承受過(guò)大的切向應(yīng)力。
一般而言,使用乳液比基質(zhì)瀝青,可以在年初或者年末溫度較低(10℃以下)時(shí)完成涂層的建造工作。在單層結(jié)構(gòu)中,通常都選擇基質(zhì)瀝青;雙層涂層則優(yōu)先選擇瀝青乳液。由于國(guó)內(nèi)雙層應(yīng)用較少,在此不做闡述。
在交通量非常大的情況下,即T1/T0,一般都需要選定改性瀝青或者改性乳化瀝青,且更應(yīng)該優(yōu)選基質(zhì)瀝青,因?yàn)樵擆そY(jié)料能夠使涂層穩(wěn)定得更快。除此之外,在道路建設(shè)方面出現(xiàn)困難的情況下,也必須考慮采用該類型的黏結(jié)料,這些困難涉及切向應(yīng)力(小半徑彎道,15m~20m);氣候約束(炎熱的夏天,寒冷的冬天);運(yùn)營(yíng)約束(例如需快速清掃)等。
在碎石粒徑的選擇方面,涂層結(jié)構(gòu)、交通類型及路面特點(diǎn)都是需要考慮的主要參數(shù)。同時(shí)還需考慮到粗糙度(需獲取良好的粗糙度并保持)、環(huán)境(在行駛中發(fā)出的噪聲),以及表面排水性能。
可以根據(jù)載體的狀態(tài)及交通類型,對(duì)粒度做出相應(yīng)的調(diào)整。重型交通與異質(zhì)路面采用粗碎石,輕型交通與勻質(zhì)路面則采用細(xì)碎石。
行駛中發(fā)出的噪音能夠?qū)Τ鞘谢瘏^(qū)域造成妨礙,需要選擇適用的粒度(6/10)或(4/6),便于使涂層的材質(zhì)更細(xì)膩且產(chǎn)生的噪音更少。
總體來(lái)講,為了獲得產(chǎn)生較少噪音的罩面層,應(yīng)使用最細(xì)粒度,且要求該粒度能夠與道路的載體及運(yùn)營(yíng)條件兼容。
根據(jù)涂層的結(jié)構(gòu)、黏結(jié)料的性質(zhì)及骨料的粒徑,對(duì)應(yīng)選定的基本黏結(jié)料配量,如表2所示(僅針對(duì)一種碎石的單層)。
表2 黏結(jié)料與碎石的基本配量
碎石粒徑4/6,撒布量2L/m2
碎石粒徑10/14,撒布量10L/m2
目前國(guó)內(nèi)的碎石撒布多以覆蓋率描述,是一種粗略的計(jì)量方式。北京歐亞機(jī)械與法國(guó)高速公路公司聯(lián)合出具了一套碎石撒布量樣板圖冊(cè),可根據(jù)不同的粒徑和撒布量,以1:1比例、定量、直觀的比對(duì)方式快速確定碎石撒布量。