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高速公路瀝青路面級配碎石基層施工技術(shù)研究

2022-03-30 10:02揭勇軍
交通科技與管理 2022年5期
關(guān)鍵詞:路面施工瀝青路面高速公路

揭勇軍

摘要 高速公路路面級配碎石基層有良好的應(yīng)力吸收能力、排水性能和承載能力。為保證高速公路路面可以長久使用,對級配碎石基層施工技術(shù)進(jìn)行研究。結(jié)合某高速公路實(shí)例,分別對原材料要求、級配設(shè)計(jì)、施工配合比和施工工藝等方面進(jìn)行分析,并對施工完成后的路面進(jìn)行壓實(shí)度和平整度檢測。結(jié)果表明:采用該集料配合比和施工工藝的級配碎石基層施工,可以滿足規(guī)范要求,達(dá)到瀝青路面質(zhì)量要求,有效改善路面基層整體性能。

關(guān)鍵詞 高速公路;瀝青路面;級配碎石基層;路面施工

中圖分類號 U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949(2022)05-0120-03

0 引言

由于半剛性基層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、承載能力和整體穩(wěn)定

性好,我國高速公路基本是半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)。隨著使用年限的增加,半剛性基層會發(fā)生收縮裂縫現(xiàn)象,雨水進(jìn)入到收縮裂縫會加速瀝青路面的破壞。而級配碎石基層瀝青路面有良好的排水性能和應(yīng)力吸收能力,能夠解決半剛性基層收縮裂縫病害,將級配碎石應(yīng)用于路面基層材料是一種必然趨勢。

1 工程概況

某高速公路施工項(xiàng)目全長為81.56 km,其路面結(jié)構(gòu)形式具體見表1。其中試驗(yàn)路段起訖樁號為K10+300~K30+900。根據(jù)高速公路的實(shí)際情況,確定采用級配碎石基層,并對原材料要求、級配設(shè)計(jì)、施工配合比嚴(yán)格控制,在施工過程中嚴(yán)格按照規(guī)范管理。

2 原材料要求、級配設(shè)計(jì)和施工配合比確定

2.1 原材料要求

原材料的選擇直接影響級配碎石基層的質(zhì)量,必須進(jìn)行嚴(yán)格控制[1]。碎石材料應(yīng)選用無雜質(zhì)、質(zhì)地堅(jiān)韌的碎石并對級配進(jìn)行嚴(yán)格控制,選用級配應(yīng)滿足圖1的規(guī)定要求。采用4種不同的碎石分別為:0~4.75 mm、4.75 ~9.5 mm、9.5~19 mm、19~31.5 mm,級配要求滿足表2。

2.2 機(jī)械設(shè)備要求

該案例選擇國產(chǎn)的灑水車、膠輪壓路機(jī)、拌和機(jī)和進(jìn)口的機(jī)械設(shè)備。

2.3 級配設(shè)計(jì)和施工配合比

按照圖1的級配曲線要求,設(shè)計(jì)A、B、C三種不同配合比方案(見表3),通過試驗(yàn)對比,C方案的最佳含水量和最大密度最好,選用C方案實(shí)施級配施工。C方案的最佳含水量為5.1%,平均最大干密度為2.282 g/cm3。

3 級配碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備

首先要試驗(yàn)室取樣檢驗(yàn),合格后進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢驗(yàn),確保兩次檢驗(yàn)合格后再使用,同時(shí)做好人員配置和機(jī)械檢查等相關(guān)工作[2]。此外,施工測量放線是級配碎石施工工藝的一項(xiàng)重要工作,做好施工測量放線至關(guān)重要。測量工程師嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測量放線,最終要確定中線和高程。直線和曲線路段的中樁間隔分別為8 m和4 m,根據(jù)起始點(diǎn)和間隔確定出中樁的具體位置,并設(shè)置高程樁,依次指出路基的邊樁位置。級配碎石基層攤鋪頂面的設(shè)計(jì)高度由級配碎石的松鋪系數(shù)確定。攤鋪厚度要控制在合理范圍內(nèi),每3~5 m設(shè)置一個測量墩,并通過測量攤鋪厚度控制測量墩的頂面高程,邊坡1.20 m、寬度5.325 m,最終由放樣樁線得出填筑范圍,從而控制縱斷面高程、橫坡,得出的松鋪系數(shù)控制點(diǎn)。石灰網(wǎng)格尺寸根據(jù)松鋪厚度和裝載填料方量劃定,其中根據(jù)松鋪系數(shù)1.285確定松鋪厚度。

3.2 混合料的拌和

拌和施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制級配碎石的集料配比滿足設(shè)計(jì)與施工規(guī)定要求,采用級配碎石材料的含水量應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制,保證含水量不超過最佳含水量1.5%,不低于最佳含水量1%,以保證碾壓時(shí)接近最佳含水量。每天拌和前使用的原材料,現(xiàn)場檢測如發(fā)現(xiàn)級配與含水量發(fā)生變化,必須及時(shí)調(diào)整,促使拌合嚴(yán)格控制在指標(biāo)和規(guī)范范圍內(nèi)。

3.3 填料運(yùn)輸

(1)為減少級配碎石混合料因重力作用而出現(xiàn)的離析,裝料時(shí)同一輛車采取的裝料順序?yàn)椤扒啊⒑?、中”三次裝料。

(2)級配碎石混合料運(yùn)輸途中容易發(fā)生離析現(xiàn)象,為了減少離析發(fā)生,運(yùn)料車行駛過程中應(yīng)控制好速度,盡量做到勻速行駛。

(3)采用40 t自卸汽車運(yùn)輸。為防止水分過分蒸發(fā),遇高溫天氣時(shí)采用覆蓋篷布的方式保持水分,保證攤鋪后碾壓時(shí)接近最佳含水量。級配碎石運(yùn)送到規(guī)定位置后,安排專人指揮級配碎石混料的卸料工序,盡量把每車料按由車輛的運(yùn)料量計(jì)算得到的攤鋪面積劃定的方格范圍內(nèi),防止過多或過少卸料,卸料位置按梅花形布置,保證卸料量能均勻地布滿方格,控制在15 m范圍內(nèi)分三次卸料[3]。

3.4 攤鋪

(1)攤鋪施工機(jī)械采用平地機(jī)。由松鋪系數(shù)和壓實(shí)厚度計(jì)算得到每車混合料攤鋪的面積范圍,該級配碎石基層采用的松鋪系數(shù)為1.285,計(jì)算得到攤鋪的厚度為 19.2 cm。

(2)為保證級配碎石混合料攤鋪的勻速性和連續(xù)性,質(zhì)檢和測量人員應(yīng)嚴(yán)格對攤鋪機(jī)的橫坡和高程進(jìn)行檢測和調(diào)試,攤鋪機(jī)在攤鋪施工中禁止隨意停機(jī)和變速。

(3)為保證壓實(shí)能在最佳含水量范圍內(nèi)進(jìn)行,攤鋪時(shí)的級配碎石最佳含水量控制在0.5%~1%。為保證級配碎石攤鋪均勻不出現(xiàn)離析,攤鋪時(shí)設(shè)專業(yè)人員處理離析病害,發(fā)現(xiàn)有粗集料窩現(xiàn)象時(shí),用鏟鏟除后重新補(bǔ)充混合料或加入細(xì)料重新拌勻[4]。

3.5 碾壓

(1)使用20 t壓路機(jī),碾壓順序依次為:靜壓一遍→弱振碾壓一遍→強(qiáng)振碾壓三遍→靜壓一遍收輪跡。

(2)壓路機(jī)為弱振或靜碾時(shí),為保證級配碎石的壓實(shí)效果及基層施工的路拱和平整度,壓實(shí)速度不得大于2.5 km/h,保證兩次碾壓的重疊寬度為0.3 m,當(dāng)壓路機(jī)采用強(qiáng)振時(shí),速度可適當(dāng)提高,但一般應(yīng)不超過3.0 km/h,兩次碾壓的重疊寬度為0.5倍輪寬。

(3)對有超高的曲線地段,級配碎石的壓實(shí)由內(nèi)側(cè)往外側(cè)進(jìn)行,沒有超高的地段,級配碎石壓實(shí)由兩邊向中間進(jìn)行碾壓。

(4)邊角處及新舊級配碎石墊層交界處等不適宜大型壓路機(jī)作業(yè)的地方,使用手扶壓路機(jī)振動密實(shí),不能存在死角[5]。

3.6 邊緣修整

為保證級配碎石邊坡線形美觀、順直、邊坡表面平整,修整方式采用人工掛線。級配碎石基層路拱并壓路機(jī)配合碾壓進(jìn)行修整,人員固定掛線控制高程,整修邊坡、處理離析等工種,以便正常施工時(shí)熟練操作。

3.7 成品保護(hù)和養(yǎng)生

為保證級配碎石基層表面不被破壞,在進(jìn)行上層施工前,不得開放交通,碾壓成型7天后,每天進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),灑水宜在中午進(jìn)行,灑水車速度控制15 km/h以內(nèi)[6]。

4 試驗(yàn)路段檢測

4.1 壓實(shí)度檢測

試驗(yàn)路段壓實(shí)度檢測要滿足《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60—2008),數(shù)據(jù)見表4。

通過表4得出壓實(shí)度平均值98.3%,滿足《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/T F20—2015)的要求值98%,此方案壓實(shí)度良好,級配碎石基層強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求[7]。

4.2 平整度檢測

由于平整度直接影響行駛安全、舒適,因此,平整度是一項(xiàng)重要使用性能評價(jià)指標(biāo)。平整度檢測同樣也要滿足《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60—2008),使用3 m直尺進(jìn)行檢測,數(shù)據(jù)見表5。

通過表5得出平整度標(biāo)準(zhǔn)差平均值0.768 mm,滿足《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50—2015)的要求值1.2 mm,此方案平整度良好,級配碎石基層滿足行車舒適性和安全性要求。

5 級配碎石基層施工控制要點(diǎn)

(1)首先,拌和集料之前要濕潤燜料處理,促使拌合料達(dá)到良好效果。含水量是拌合工序的重要控制指標(biāo),為避免拌合料的含水量過大或者過小等問題發(fā)生,應(yīng)根據(jù)拌合過程的實(shí)際情況,采取提高抽檢頻率手段加大含水量檢測,一旦發(fā)現(xiàn)含水量不符合工程要求,應(yīng)采取針對性措施,及時(shí)調(diào)整含水量,以滿足工程實(shí)際要求,促使拌合嚴(yán)格控制在指標(biāo)和規(guī)范范圍內(nèi)。

(2)壓路機(jī)自身噸位較大,強(qiáng)振碾壓過程中有可能影響上浮粗集料的粘結(jié)力,降低混凝土強(qiáng)度,因此,在碾壓過程中要控制好弱振和強(qiáng)振的次數(shù),根據(jù)工程實(shí)際工況,適當(dāng)增加弱振的次數(shù),降低強(qiáng)振的次數(shù)。同時(shí),利用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行收壓工作,骨料嵌鎖效果明顯,因此在收壓工作過程中,采用膠輪壓路機(jī)。徹底完成級配碎石基層碾壓,為防止車輛輪胎碾壓引起的混合料松散病害,要封閉道路,等養(yǎng)護(hù)工作完畢后再施工。

(3)待表層曬白開展噴油工作,噴油采用的透層油要控制瀝青的含量,瀝青的含量高會引起起皮現(xiàn)象,瀝青的含量低會起不到良好的滲透效果,此時(shí)封閉交通一段時(shí)間,等噴油工作徹底完畢后,透層油完全滲透之后,再開放交通。

6 結(jié)論

綜上所述,高速公路路面級配碎石基層有良好的應(yīng)力吸收能力、排水性能和承載能力,可以降低瀝青路面的裂縫病害,提升高速公路的質(zhì)量和使用年限。該案例采用的級配碎石基層施工技術(shù)、效果及注意事項(xiàng)具體如下:

(1)級配碎石基層施工成功,各項(xiàng)指標(biāo)檢測符合要求,為其他工程的配碎石基層施工提供技術(shù)支持。

(2)在施工過程中要保證原材料的質(zhì)量,并且拌和均勻,避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

(3)在施工過程中要及時(shí)聯(lián)系氣象部門,當(dāng)天氣變化時(shí),采用移動篷布或者搭設(shè)防雨工棚做好施工現(xiàn)場、拌和站雨天預(yù)防工作,安排專門人員檢測砂石料含水量,并做好雨天安全防護(hù)措施,杜絕交通事故和不安全事件的發(fā)生。

(4)施工完畢后要保證檢測指標(biāo)的真實(shí)可靠性,對不滿足壓實(shí)度和平整度的路段重新進(jìn)行壓實(shí)。

參考文獻(xiàn)

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