摘 要:本文研究了瀝青路面施工時(shí)各工藝的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn),簡(jiǎn)要介紹瀝青路面的施工工藝與流程:施工準(zhǔn)備、混合料拌合、混合料運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)6個(gè)階段。在級(jí)配與瀝青含量試驗(yàn)滿足要求的前提下進(jìn)行油石比試驗(yàn),確定最佳油石比OAC約為4.5%,并對(duì)其運(yùn)輸與拌合過程的控制要點(diǎn)進(jìn)行說明。在瀝青混合料壓實(shí)過程中,確定壓路機(jī)碾壓次數(shù),并探究瀝青路面沿輪寬度方向的壓實(shí)度情況,試驗(yàn)結(jié)果表明,沿輪寬方向的瀝青面層壓實(shí)度降低,因此須對(duì)原碾壓路徑進(jìn)行搭接壓實(shí)。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;油石比;攤鋪速度;壓實(shí)度
中圖分類號(hào):U 41" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
瀝青路面較水泥混凝土路面具有路面平整程度高、駕車舒適性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)與維修方便等優(yōu)點(diǎn),因此在我國各等級(jí)的公路中廣泛應(yīng)用。但瀝青路面的施工質(zhì)量影響因素較多,施工質(zhì)量也良莠不齊,部分路面在交付使用不到3年就出現(xiàn)裂縫、松散、車轍、擁包等各類問題[1]。
從瀝青路面的破損演變分析結(jié)果可知,早期病害是以隨機(jī)、局部形式出現(xiàn),逐漸演變?yōu)榇竺娣e損壞,這些破壞形式均與瀝青路面的施工過程有高度的相關(guān)性,因此,本文以國道G240線臺(tái)山大江至那金段改擴(kuò)建工程為背景,研究瀝青路面的關(guān)鍵施工工藝,從原材料、拌合、運(yùn)輸、攤鋪等方面進(jìn)行綜合分析,全方位提高瀝青路面施工質(zhì)量。
1 施工工藝與流程
瀝青混凝土施工主要涉及材料混合、運(yùn)輸、鋪設(shè)和壓實(shí)等步驟[2]。選擇適當(dāng)?shù)墓橇希òú煌降纳?、碎石和石屑等),并將這些骨料與液態(tài)瀝青混合。瀝青可以起到粘結(jié)的作用,能夠?qū)⒐橇险辰Y(jié)在一起,形成整體。將混合好的瀝青混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。在鋪設(shè)前,對(duì)基層進(jìn)行清理和預(yù)處理,再使用攤鋪設(shè)備將瀝青混凝土均勻鋪設(shè)在基層上。在鋪設(shè)完成后,需要壓實(shí)瀝青混凝土層。壓實(shí)分為初壓、復(fù)壓和終壓3個(gè)階段,保證瀝青混凝土表面平整、光滑。同時(shí)瀝青混凝土需要在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行施工,保證其黏結(jié)性和壓實(shí)效果。施工工藝流程如圖1所示。
2 關(guān)鍵施工工藝點(diǎn)研究
2.1 油石比試驗(yàn)
瀝青混合料配合比中的油石比是保證施工質(zhì)量的重要控制因素,油石比偏大或偏小均會(huì)使路面出現(xiàn)不同程度的病害問題[3]。油石比試驗(yàn)分3步完成:制作對(duì)比樣本、進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、確定最佳油石比。在制作對(duì)比樣本之前,應(yīng)先對(duì)骨料的級(jí)配與瀝青含量進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整。本試驗(yàn)是在級(jí)配與瀝青含量試驗(yàn)滿足要求前提下進(jìn)行油石比試驗(yàn),選取5組試驗(yàn)樣本,其試驗(yàn)與結(jié)果見表1,密度、穩(wěn)定度、流值、VV、VMA、VFA變化趨勢(shì)如圖2所示。
最大理論密度出現(xiàn)在油石比a1為5.1%時(shí),最大穩(wěn)定度出現(xiàn)在油石比a2為4.68%時(shí),孔隙率(VV)按規(guī)范取中值,油石比a3為4.25%,瀝青飽和度(VFA)取中值,油石比a4為4.3%。OACmin(VFA最小取值對(duì)應(yīng)油石比)為4.1%,OACmax為4.7%,OAC(最佳油石比)計(jì)算過程如公式(1)~公式(3)所示。
OAC1=a1+a2+a3+a4/4 (1)
OAC2=OACmin+OACmax/2 (2)
OAC=OAC1+OAC2/2 (3)
聯(lián)立公式(1)~公式(3),OAC約為4.5%。在實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度與運(yùn)輸情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
2.2 瀝青混合料的拌合與運(yùn)輸
瀝青混合料在生產(chǎn)拌合過程中,集料來自備料的料倉。但處于不同位置的集料物理性能有所不同,因此確定生產(chǎn)配合比時(shí)應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,避免混合料的性能產(chǎn)生異常,減少瀝青離析等現(xiàn)象發(fā)生[4]。
拌合站的冷料備料倉間的擋板要有一定高度,避免相鄰料倉間出現(xiàn)混料的情況。其底部開口形狀要使用矩形,并利用振動(dòng)器進(jìn)行輔助,避免料倉堵塞與各粒徑骨料出現(xiàn)分層情況。
拌合完成后由運(yùn)料車運(yùn)輸瀝青混合料。運(yùn)料車在每次運(yùn)輸前后均須對(duì)車廂進(jìn)行打掃,同時(shí),為防止瀝青與車廂板發(fā)生粘連,應(yīng)在四周涂抹一層隔離劑。裝料時(shí),運(yùn)料車應(yīng)按要求前后移動(dòng)3次以上,按前-后-中(1-2-3)的方式均勻循環(huán)裝料,不能出現(xiàn)中間高于兩邊的情況,如圖3所示,避免混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
2.3 瀝青混合料攤鋪
用攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料,在攤鋪前應(yīng)確定攤鋪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)[5]。合適的夯錘與振動(dòng)參數(shù)可以提高瀝青混合料的預(yù)壓密實(shí)度,減少壓路機(jī)需要壓實(shí)的遍數(shù),提高施工效率,可根據(jù)表2選擇參數(shù)。同時(shí)應(yīng)注意攤鋪機(jī)料倉里的混合料高度宜在螺旋布料器高度的2/3左右,避免瀝青混合料溢出或不足導(dǎo)致出現(xiàn)空鋪情況。
應(yīng)按實(shí)際的工程情況確定攤鋪機(jī)的攤鋪速度,從而達(dá)到連續(xù)攤鋪的要求,計(jì)算過程如公式(4)所示。
(4)
式中:V為攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度,m/min;C為瀝青料的供給能力,t/h;W為鋪筑路面的設(shè)計(jì)寬度,m;D為鋪筑路面的設(shè)計(jì)厚度,m;P為瀝青料壓實(shí)后的密度,取值為2.33t/m3。
當(dāng)攤鋪機(jī)起步時(shí),運(yùn)行速度應(yīng)低于1.5m/min,此時(shí)的瀝青混合料溫度高于熨平板溫度,并且需要處理上一路段的接縫。在運(yùn)行正常后可按計(jì)算速度攤鋪,并且補(bǔ)充瀝青料時(shí)也應(yīng)適當(dāng)降低速度,達(dá)到不停機(jī)持續(xù)攤鋪的要求。攤鋪時(shí)應(yīng)有專業(yè)的操作機(jī)手進(jìn)行攤鋪機(jī)參數(shù)控制與方向控制。
2.4 瀝青混合料壓實(shí)
在壓實(shí)過程中,壓路機(jī)的碾壓速度是保證壓實(shí)質(zhì)量的重要因素[6],當(dāng)速度為1.5m/s時(shí),碾壓6次后壓實(shí)度即可達(dá)到98%,而速度大于6m/s時(shí),碾壓次數(shù)大于10次,壓實(shí)度也低于95%。因此,應(yīng)采用勻速、低速的方式進(jìn)行碾壓。碾壓分為初壓、復(fù)壓和終壓,對(duì)碾壓次數(shù)無強(qiáng)制要求,次數(shù)選取見表3。
表3 壓路機(jī)碾壓次數(shù)選?。▎挝唬捍危?/p>
壓路機(jī)類型 初壓 復(fù)壓 終壓
適宜 最大 適宜 最大 適宜 最大
雙鋼輪壓路機(jī) 2~3 4 3~5 5 3~5 5
膠輪壓路機(jī) 2~3 4 3~5 5 3~5 5
雙鋼壓路機(jī) 2~3 3 3~5 5 3~5 5
在碾壓過程中,在壓路機(jī)沿輪寬度方向上施加的力有明顯變化。越接近輪邊的位置,由于瀝青料被擠壓推移導(dǎo)致壓實(shí)不充分,因此在沿輪寬度方向上存在一定程度的碾壓離析。本文為探究瀝青路面沿輪寬度方向的壓實(shí)度情況,使用密度測(cè)量?jī)x對(duì)雙鋼輪壓路機(jī)一次碾壓后,其輪寬范圍內(nèi)的瀝青料密度進(jìn)行檢測(cè),其中,按瀝青面層深度由上到下每隔2cm分為一個(gè)截面,共4個(gè)截面。檢測(cè)結(jié)果見表4。
由表4可以看出,鋼輪寬度為2m,在碾壓范圍內(nèi)位于鋼輪中心點(diǎn)的瀝青混合料壓實(shí)度最高,可達(dá)到94%。力傳導(dǎo)途徑較好,并且力傳導(dǎo)至下承層后,該層已壓實(shí),會(huì)產(chǎn)生向上的反力,因此上下方向的力可以壓實(shí)瀝青面層。當(dāng)測(cè)點(diǎn)離鋼輪中心點(diǎn)距離在0.8m以上時(shí),壓實(shí)度降低幅度明顯,此時(shí)向上的反力降低,壓實(shí)度也明顯下降。
由于瀝青面層壓實(shí)度在沿輪寬方向存在降低的情況,因此需要對(duì)原碾壓路徑進(jìn)行搭接壓實(shí),當(dāng)碾壓時(shí),每次錯(cuò)輪寬度應(yīng)小于1/2輪寬,并控制碾壓的溫度。
2.5 接縫處理要點(diǎn)
瀝青面層的接縫分為縱向接縫與橫向接縫??v向接縫是沿道路縱向形成的接縫,有熱接縫與冷接縫兩種。在施工過程中,要保證新鋪設(shè)的瀝青混合料的溫度適宜,以便與已鋪設(shè)的路面黏結(jié)。對(duì)冷接縫來說,應(yīng)在已鋪設(shè)的路面上設(shè)置擋板,保證碾壓時(shí)能壓實(shí)邊部并使接封面垂直。應(yīng)清除接縫處的雜物和殘留的舊瀝青,保證新瀝青混合料能夠與舊路面良好黏結(jié),并在切割后的垂直面上涂黏結(jié)瀝青,保證質(zhì)量。
橫向接縫是與道路垂直,縱向形成的接縫,通常在每天的工作縫或中斷施工后再繼續(xù)攤鋪時(shí)形成。應(yīng)將橫向接縫的位置選擇在攤鋪機(jī)換行或停機(jī)處,避免設(shè)置在彎道或坡道等復(fù)雜路段。當(dāng)施工時(shí),橫縫碾壓溫度一般要比正常碾壓溫度低5℃~10℃。溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致混合料推移,溫度過低則可能影響橫縫的壓實(shí)度。對(duì)橫向接縫來說,可采用平接或斜接的方式。在高等級(jí)公路中,上層的橫向接縫通常采用垂直的平頭縫,即平接。而其他等級(jí)公路則可以采用斜接的方式。斜接縫的搭接長度與厚度有關(guān),宜為0.4~0.8m。
3 結(jié)論
本文對(duì)瀝青路面施工的關(guān)鍵工藝進(jìn)行研究,由研究結(jié)果可得出以下結(jié)論。1)在級(jí)配與瀝青含量試驗(yàn)滿足要求的前提下,最佳油石比約為4.5%。在實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度與運(yùn)輸情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。2)在碾壓范圍內(nèi),位于鋼輪中心點(diǎn)的瀝青混合料壓實(shí)度最高,可達(dá)到94%。當(dāng)測(cè)點(diǎn)離鋼輪中心點(diǎn)距離在0.8m以上時(shí),壓實(shí)度降低幅度明顯,此時(shí)向上的反力減少,壓實(shí)度也明顯降低。3)由于瀝青面層壓實(shí)度在沿輪寬方向降低,因此需要對(duì)原碾壓路徑進(jìn)行搭接壓實(shí),當(dāng)碾壓時(shí),每次錯(cuò)輪寬度應(yīng)小于1/2輪寬,并保證碾壓的溫度適宜。
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