沥青混凝土路面施工技术措施探析 10页

沥青混凝土路面施工技术措施探析【摘要】文章从沥青混凝土路面分层及路用性能出发，对沥青混合料配合比设计要点进行了分析，进而详细阐述沥青混凝土的施工工艺及技术控制措施。【关健词】沥青混凝土路面；施工技术；控制工艺近年来，我国公路建设得到了快速的发展，在已建成的高等公路中，沥青混凝土路面结构的占总数比例约为时90%,路面的平整度，是体现公路工程的重要指标之一。本文通过多年沥青道路的施工实践，从施工角度对影响沥青混凝土路面施工质量的相关因素及控制措施进行介绍。1沥青混凝土路面分层及路用性能在沥青路面分层时，高速公路、一级公路路面一般可分为下面层、中面层、上面层；而一级公路、二级公路一般可分为下面层和上封层。下面层、中面层属承重层，主要起防车辙、抵抗弯拉应力、防裂、防水的作用；上面层属磨耗层,主要起平整路面、封水、抗车辙和防裂的作用。在级配类型的选择上，最大公称粒径不宜大于单层厚的1/3,但以接近为好；粗型密级配、细型密级配视空隙率大小不同而区分。粗型密级配以抗车辙为主，适宜温度高、高温持续长的地区;细型密级配以防冻裂为主，适宜冬季低温时间长的地区。此外，还应注意级配曲线应呈Sn形曲线，避开不稳定区间。封层为沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层，铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。封层具有防止反射裂缝、防渗水、连接基层和面层的功用。透油层为沥青透入基层表面一定深度、连接基层和面层形成整体性的弹性层状体系，它能提高路面层状体的力学特性。沥青层之间喷洒雾状沥青形成粘层油，它的作用是使分层施工沥青层构成连续介质层，提高力学性能。浸油土工布的作用为防水、防反射裂缝、粘结层间为整体。此外，为了提高沥青层的抗弯拉应力、防止反射裂缝，工程中常采用土工格栅。2沥青混合料配合比设计要点在沥青混凝土路面铺筑前，首先要根据图纸设计的结构类型，用已选定料源的原材料，进行目标配合比设计，确定各种矿料的比例及最佳油石质量比。沥青混合料配合比设计的结果对各种材料用量、工程造价以及最终成型路面的路用性能都有很大影响，是一项非常重要的工作。当前，我国将配合比设计过程明确分为目标配合比、生产配合比和生产配合比验证3个阶段。2.1目标配合比设计阶段目标配合比设计阶段是用工程实际使用的材料计算各种材n料的用量比例，包括矿料比例和沥青用量的确定。矿质混合料配合组成设计是选配一个具有足够密度、并且有较高内摩阻力的矿质混合料；确定沥青的最佳用量是在马歇尔法和美国superpave技术方法的基础上，结合我国多年研究成果和生产实践总结发展起来的更为完善的方法。2.2生产配合比设计阶段对间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡，并取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量±0.3%等3个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。有相当多的人认为生产配合比的最佳沥青用量也就是目标配合比的最佳用量。尽管在许多情况下，二者的值相等，但二者不是一个概念。以4.5±0.3为例，用油石质量比4.2,4.5,4.8做3组试件，利用这3组试件做马歇尔试验，如果这3组全部符合技术要求，取中值为最佳用量；如果4.2某个技术指标不符合技术要求，再取4.3做马歇尔试验，如果符合就取3个值的平均值为沥青最佳用量。这样确定的油石质量比是为了保证在生产过程中油石质量比即使发生变化，其各项技术指标也均能满足要求。2.3生产配合比验证阶段n本阶段对生产配合比进行验证及修定，对称重体系进行标定；拌和机采用生产配合比进行试拌，铺筑路段，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的心样进行马歇尔试验检验，由此确定生产用的标准配合比，以标准配合比作为生产上控制的依据和质量检验标准。验证方法主要包括马歇尔试验方法、冻融劈裂强度验证、动稳定度验证。特别应注意空隙率指标应控制在3%〜5%范围内。3沥青混凝土的施工工艺3.1材料的管理材料的管理应注意以下几个方面：①分隔堆放，不同材料规格的集料要分隔堆放，不能混堆；②分层堆放，不同集料应分层整平一定坡面，分层厚度为1.0m；③地面要硬化；④集料要覆盖，尤其是细集料要保持干燥；⑤场地排水畅通,集料堆放地面要有排水坡面，不能形成积水；⑥沥青贮存温度为50〜60°Co3.2材料的拌和工艺对于模拟普通沥青混合料的现场拌和工艺，应先将石料进行干拌，然后加入B组分进行拌和，最后加入A组分拌和。并注意以下几点：3.2.1计算机记录的每批混合料的称量数据是检查计量控制系统工作是否正常的有力手段。每天开机待工作稳定后应连续打印2h的称量数据，并分析其系统误差和随机误差。n如发现超出要求，应及时检查系统工作，分析原因，予以排除。拌和设备称量系统标定：骨料土0.5%,粉料土0.5%,沥青土0.%；动态精度：骨料±1.5%,粉料土0.5%,沥青土0.1%O3.2.2温度控制器标定±6工。沥青含量误差土0.3%,筛分效率大于85%,窜仓率小于10%。拌锅充盈率k控制在45%〜65%O振动筛振动频率20〜25Hz,振幅4〜6mm,若要调整产量则必须调整振动电机偏心块，以保证筛分效率大于85%,不要盲目提高产量。3.2.3沥青称量要考虑浮力系数，防止沥青输送管道对沥青的反作用浮力的影响。3.2.4拌和温度控制。沥青不高于16CTC（普通石油沥青），集料不高于1709,混合料出炉温度控制在140〜16（TC。3.2.5拌和次序。斗门开一千拌开始（干燥集料入锅）〜沥青喷洒〜湿拌开始一拌锅开门一拌和结束一下一次斗门开。3.2.6振动筛筛孔的选择。以该粒级筛孔乘以扩大20%〜15%作为振动筛的孔径。最小粒级2.36mm一般选取为3mm。如果不满足实验室要求配合比中各规格石料的筛分要求，则需要调换筛网。3.3熟料的运输在熟料的运输过程中，应注意以下几点：①移动卸料；②料仓不要卸空；③单车吨位大20t；④覆盖运输；⑤油水混合物1：3（菜籽油），空车清洗车厢、轮胎；⑥摊铺时待料车必须有4台，遵循后来先倒的顺序，这样有利于摊铺机预热和接缝；n⑦卡车离摊铺机保持20cm距离，制动停车，由摊铺机推行；⑧卡车保持微制动；⑨卡车要及时倒料，摊铺机不要收斗，防止离析。3.4摊铺工艺；在沥青混合料符合要求运抵施工现场之后，摊铺工艺在沥青混凝土路面施工质量控制中起着十分重要的作用。连续稳定的摊铺是提高路面平整度的主要措施。现将施工过程中摊铺经验总结如下。3.4.1固定基准。固定基准的特点是根据已铺筑的下承面表面高程和铺筑层的设计标高确定拉线高度，满足设计要求或保证铺层厚度。挂线长度控制在95〜200m,拉力控制在1000N以上；立桩距离为10m,弯道为5m；摊铺宽度小于7m时可一边挂线一边用横坡控制，大于7m时采用双挂线；要注意确定挂线的高度；挂线误差应小于2mm；挂线高程要注意复核；支架钢筋采用直径25mm,挂绳为直径2.5〜3.5mm的钢丝绳；保持传杆器不滑落，不受撞击；用平衡梁作为摊铺基准时平衡梁应处于无约束状态随摊铺机同步行走；并及时清理滑轮上粘附物，保持干净光滑行走。3.4.2摊铺机的结构参数调整。主要包括摊铺宽度、拱度、工作角等，应按说明书的规定进行。摊铺机的工作装置有两大功能：一是摊出厚度和平整度满足要求的混合料层；二是对混合料进行初步压实。其主要结构包括：找平油缸、n牵引臂、熨平板、夯锤和自动找平装置等。操作时应注意以下几点：熨平板频率0〜65Hz,振幅0〜4mm,自适应；夯锤频率0〜25HE,振幅0、3、6、9、12mm可调；沥青混合料固有频率40〜65Hz；水泥稳定基层频率25Hz左右；并注意2个激振源（夯锤和熨平板的振动频率不能相同或成倍数，以免产生共振，熨平板激振频率以接近材料固有频率为佳；为了提高摊铺密实度和平整度，一般初铺密实度宜大于85%。3.4.3摊铺机的运行速度及起步。在摊铺作业中，摊铺机应缓慢均匀连续行驶，摊铺速度应按搅拌设备的供料能力和运输能力综合确定。一般在12m全宽一次摊铺时，摊铺速度不大于3m/min,铺筑效果很好。摊铺机起步时注意以前一天的最后摊铺时的工作角来设定，前一天的收尾时工作角应锁死，强制刮平功能，5m自动打开爬升锁，从而保证工作缝接缝平顺；垫板应采用结实的杂木，而不是钢板，其宽度200mm,长度400mm螺旋布料器的高度距地面净高为铺筑厚度的2.5倍；螺旋布料器内沥青混合料的高度应保持稳定，并不少于布料器高度的2/3,防止沥青混合料离析。3.4.4准确测定松铺系数十分重要。由于不同的摊铺机、不同的摊铺速度、不同的混合料其初压密度不同（高密实摊铺机初压密实度可达92%以上，而一般摊铺机只达到85%）,因此松铺系数必须实际确定。测定时应在试验路段上先进行，在测定相关条件的基础上，先测定松铺厚度，再在同一n点测定压实厚度，测点不少于6处，取平均值。3.4.5摊铺时还应注意：熨平板应预热并及时进行顺直度检验，保持其直线工作状态；摊铺温度大于i3(rc；梯次并行摊铺时，前后距离10〜20m,摊铺幅宽重叠3〜5cm,2台摊铺机必须同型号，参数设置应保持一致；行进过程中要尽量杜绝出现卡车倒卸料操作不当的情况，万一发生，摊铺机前的抛撤物料必须及时清理干净。3.5碾压工艺初压宜采用静压，尽量紧跟摊铺机碾压。复压的碾压温度每提高l(rc,压实效率提高16%,一般控制在140〜150°C,保证碾压时不隆起，不粘沥青，没有微裂缝。终压应将胶轮密封，并且将钢轮收光，终压温度在70〜9(TC之间。碾压速度为4.9km/h,振动频率为45Hz,振幅为0.35〜0.7mm。通过试验段确定碾压遍数和碾压段长度，根据试验段总结出混合料的温度特性曲线。应采用由边至中的碾压方式，若没有路缘石，第一轮距边30cm,碾压成阶梯状向摊铺方向，2台摊铺机并行摊铺时，摊铺交接处纵向宜先行碾压。注意重叠宽度，静碾1/3〜1/2轮宽，振动时只需重叠20〜30cm,缓慢起步，缓慢停车，先起步后起振，先停振后停机，注意温度敏感区，93〜115£沥青温度敏感区应避开碾压。注意事项：在刚碾压完毕的路段上不能急转、急停，静止时应与路面成45°角停放，钢轮碾压时保持雾状水湿润，不能有粘轮n现象。3.6接缝工艺3.6.1横缝均应设置为垂直缝，接缝时垂直壁面应涂刷沥青。3.6.2摊铺机的爬升锁角度应设为上一工作收尾时摊铺机的爬升角度。3.6.3严格掌握好松铺厚度，实地丈量准确工作缝的高度，再乘以相应松铺系数，一般取3点综合考虑。3.6.4现场用小于1.Ocm筛孔的骨料筛备制粒径小于1.0cm的沥青混合料，用于找补接缝处难以充分摊铺的地方,并沿横缝方向摊平。3.6.5压路机应先沿横缝方向碾压，但不起振，碾轮以30cm宽碾压新铺层部分，逐步可拓宽至50〜60cm,确保横缝接顺。3.6.6接缝处老面层宜铺垫油毛毡等约lm宽，碾压前及时清离，保证接缝处干净整洁。3.6.4倒接缝时厚度调整相对复杂，应掌握好摊铺机爬升高度与行走距离的关系，一般厚度爬升具有滞后性。4结语沥青混凝土路面施工一般容易忽视几个问题：①现场质量检测多以压实度指标控制，而没有对空隙率指标进行控n制，如果空隙率小于3%,由于沥青路面在运营过程中存在“追密现象”而使得空隙率变小甚至为零，就会造成车辙、拥包现象，大大缩短使用寿命；②忽视了初铺密实度（摊铺密实度）的作用，提高初铺密实度是提高碾压效率和平整度的有效手段。影响沥青混凝土路面施工质量因素多，关系到路基、路面施工的全过程，情况复杂。但究其沥青路面自身施工质量控制而言，有其重点和难点。重点是温度控制，如沥青的储存温度、沥青和集料的拌和温度、沥青混合料的摊铺温度、碾压温度等。难点是消除混合料的离析，离析现象遍存于施工的全过程，如：集料的堆放、混合料的拌和、装卸、运输、摊铺、碾压等，还有温度离析。通过对主要影响施工质量因素及控制措施的分析可以看出，只有以高度的责任心加强施工现场的管理，精心科学地组织施工，加上优质的混合料，性能良好的施工机械，合理的施工工艺，才能保证路面的平整度，提高路面的耐久性和行车舒适性。