吳子健
(中交四航局第二工程有限公司)
改性瀝青路面的應用優(yōu)勢在于溫度適應性、抗疲勞破壞能力強,是高速公路建設領域的主要形式。但改性后的瀝青也存在不足之處,即瀝青黏度較大,在缺乏足夠的攪拌時存在分布不均的情況,若選擇普通瀝青混合料施工中所實行的工藝方法則缺乏可行性,對此需探討相適應的施工技術。
卡塔爾多哈東部高速項目主路采取的是三層瀝青結構的形式,即18cm 普通瀝青基層(BC-1 型)+7cm 改性瀝青中間層(PMB)+5cm 改性瀝青面層(PMB)。橋面瀝青施工中,以IC28 跨線互通立交處較為特殊,采取的是普通瀝青材料,形成厚度為5cm 的面層,除此之外的各橋面瀝青均使用的是改性瀝青面層,厚度一致。
以東部高速項目技術規(guī)格書等相關文件為依據(jù),由此展開改性瀝青混合面層施工作業(yè)。施工中要加強對各環(huán)節(jié)的控制,如原材料質量、混合料的生產(chǎn)工藝、攤鋪溫度控制、碾壓工藝、接縫處理、平整度處理及檢測等。
⑴原材料。從原材料中抽樣,轉交至實驗室以便檢測其質量情況,明確各級配條件下材料的性質。根據(jù)美標檢驗骨料的性能,包含砂當量、液塑限等。
⑵拌和后混合料。從生產(chǎn)所得的混合料中取樣,在實驗室內(nèi)分析后確定其性能情況,檢測工作應圍繞級配、孔隙比等各項關鍵指標而展開。做好攤鋪前的準備工作,即測放邊線,與設計要求的誤差控制在±4mm 內(nèi),每10m 一個斷面進行放樣。
⑶攤鋪碾壓。選擇具有代表性的試驗段,通過此方式確定合適的攤鋪和碾壓工藝,依次為鋼輪壓路機靜壓、震動壓各2 遍→膠輪壓路機靜壓8 遍→鋼輪壓路機靜壓2 遍。對于溫度的控制,要求攤鋪階段穩(wěn)定在140~163℃,進入到碾壓環(huán)節(jié)后溫度須≥135℃。工程施工量較大,接縫錯開量應得到合理的控制,其中橫向接縫為2m,縱向接縫則按30cm 控制。
⑶取芯厚度。在施工現(xiàn)場確定合適的芯樣,要求單層取芯厚度與要求值的偏差≤5mm,整個芯樣的誤差≤10mm。
⑸檢測頂面標高。以10m 為間距依次檢測,各處標高的偏差控制標準為:基層±6mm、中間層±4mm、面層±4mm。橫向平整度檢測所用的工具為長度3m 的條形鋼尺,盡可能提高平整度的精度,其偏差宜≤3mm;選用連續(xù)式平整度儀,利用該裝置檢測縱向平整度。
瀝青混凝土配合比嚴格依照要求檢測混合料各材料的性能指標,并參照質量檢測驗收規(guī)范,在確保符合要求之后,方可進行配合比設計、混合料拌和施工[1]。還需通過空隙率和車轍試驗,獲取最佳油石比。之后根據(jù)目標配合比加熱并干拌礦料,驗證篩選并確定噴油量,最后應用馬歇爾試驗法進行試拌材料,確定SMA 瀝青混合料配合比(見表1)。
表1 最佳瀝青混凝土配合比
⑴高溫穩(wěn)定性驗證。參照項目所在地(卡塔爾)的建筑規(guī)范,在高速公路建設工作中,必須組織車轍試驗,通過此方式檢驗混凝土的高溫穩(wěn)定性。
⑵水穩(wěn)定性驗證。此時需開展浸水馬歇爾試驗,從而加深對瀝青混合料的認知,驗證其水穩(wěn)性,并輔以凍融劈裂試驗。施工結果如表2 所示。
表2 浸水馬歇爾試驗
⑶室內(nèi)試驗:多項指標均可有效反映路面車轍情況,其中動穩(wěn)定度具有重要的指導意義,經(jīng)過室內(nèi)試驗的方式分析PG76-10E 改性瀝青混凝土在此項指標上的表現(xiàn),結果為3556 次/mm 的動穩(wěn)定度,相比于設計規(guī)范中所提出的2800 次/mm 而言完全滿足要求,由此說明該改性瀝青混合料具有較為顯著的高溫穩(wěn)定性。
按照如下流程完成主線瀝青施工作業(yè):檢驗級配碎石質量→噴灑瀝青油→組織基層施工作業(yè)→噴灑粘結油→施作中間層→再次噴灑粘層油→面層施工作業(yè)。
對于匝道瀝青施工,主要流程為:檢驗級配碎石質量→噴灑瀝青油→組織基層施工作業(yè)→噴灑粘層油→面層施工作業(yè)。并按照如下流程完成橋面瀝青施工作業(yè):精確測量橋面標高→噴灑粘層油→面層施工作業(yè)。關于自行車道的施工作業(yè),首先要檢驗級配碎石施工質量,在滿足要求后即可組織面層施工作業(yè)。
采取多種結構組合形式,創(chuàng)建低溫、常溫和高溫三種環(huán)境,分別選擇長度為50m 的路段,于該處組織試驗,檢驗所得結果,分析各施工參數(shù)的應用情況,從中選擇最為適宜的施工參數(shù),將其作為大面積施工的指導。
⑴按照分層分幅的方式依次展開攤鋪作業(yè),選用4~5 臺攤鋪機,遵循的是全幅施工原則;要保證供料充足,避免瀝青攤鋪中斷現(xiàn)象,較特殊的是中間層攤鋪作業(yè),該處所用設備為喂料機。為避免工作面失穩(wěn),需盡可能減少設備調(diào)動,且全程攤鋪寬度盡可能維持在同一狀態(tài),不可發(fā)生大幅度變動[2]。各部位的分層厚度控制指標見表3。
表3 道路瀝青混凝土分層施工厚度控制
⑵鋪灑瀝青油,經(jīng)過48h 后方可正式組織瀝青攤鋪作業(yè)。由于等待時間較長,為縮短工期,適當增加單次鋪灑瀝青油的面積,使其可滿足三天的攤鋪要求,以便提高作業(yè)效率。
⑶攤鋪過程中加強對溫度的監(jiān)測,通過溫度計掌握現(xiàn)場溫度情況,若實測溫度較正常值有所下降,則要加快攤鋪速度,盡可能縮短攤鋪時間,且在施工前要預熱攤鋪機,順利送料,以免出現(xiàn)溫度損失異常明顯的情況[3];直線段施工中,以5m 為間隔依次設置樁號鋼筋,部分情況下存在標高點位增加25%的情況,此時需在送鋪處拉細鋼線,部分攤鋪機并未配備自動感應系統(tǒng),此時則要通過鋼線合理控制攤鋪厚度。現(xiàn)階段的攤鋪機功能都頗為豐富,普遍配備了自動感應系統(tǒng),可檢測攤鋪的實際厚度情況;并采用拉線法檢測,通過此方式可確定攤鋪的平整度,根據(jù)實測結果分析施工情況,若存在質量問題則要及時調(diào)整攤鋪機運行參數(shù),從而確定存在平整度誤差的范圍,于該處做好標記,后續(xù)碾壓過程中則要使用3m 的條形鋼尺檢測,必須要完全滿足平整度要求。對于設置了接縫的區(qū)域,該處的橫向接縫錯開量應達到2m,縱向接縫錯開量為30cm,形成的所有切縫都要具有順直性。需注意的是,切縫施工易對路面質量造成影響,需使用3m 混凝土刮尺檢查,掌握該處的平整度情況,從源頭上解決平整度欠佳的問題,以免將問題拖延到碾壓階段。
⑷通過碾壓的方式可增強改性瀝青混凝土的密實度,通常要經(jīng)過初壓、復壓和終壓三個階段,溫度是重要的控制指標,依次為165℃、155℃、120℃。各階段的設備以及工藝方法都有所不同,初壓時優(yōu)先選擇大噸位碾壓機,攤鋪結束后緊跟初壓作業(yè),保證溫度維持在相對較高的水平,使大塊石料可以被完全碾碎。同時,調(diào)整好碾壓設備與攤鋪機的位置,兩者間距不可過大,否則在攤鋪后易導致混凝土溫度大幅度散失。
⑴攤鋪。在攤鋪施工中,盡量避免在寒冷及溫度較低的天氣進行施工。一般情況下,施工環(huán)境的溫度應該控制到20℃以上,如在實際施工時施工環(huán)境氣溫較低,應適當將攤鋪材料的溫度以及混合攪拌物的溫度提升,并對攤鋪過程中的對應下料速度進行適當控制,盡量緩慢、均勻,且連續(xù)進行攤鋪施工,與此同時,要結合拌和站的生產(chǎn)能力進行適當調(diào)整。
⑵碾壓。在整個碾壓過程中,始終堅持“高頻低幅以及緊跟慢壓”的施工原則,為避免因碾輪作用而導致瀝青瑪蹄脂出現(xiàn)上浮情況,不應采用輪胎壓路機對SMA 瀝青路面進行碾壓,攤鋪結束后技術人員應該及時采取科學的措施進行高溫碾壓,之后在瀝青冷卻前及時處理接縫部位。
綜上所述,高速公路建設領域廣泛采用的是改性瀝青混凝土路面形式,選擇何種施工技術尤為關鍵。對此,施工單位要立足于現(xiàn)場情況,選擇與工程施工條件相符的技術,按照項目所在地的相關規(guī)范合理組織施工作業(yè),以保證施工質量為前提,盡可能減少對環(huán)境的影響,提高工程項目的綜合效益。