徐鐵軍 武啟鵬
(中交第四公路工程局有限公司,北京 101101)
我國高速公路建設(shè)正處在高速發(fā)展的時(shí)期,瀝青路面以其優(yōu)良的抗滑性能、平整度、耐久性和行車舒適性得到大規(guī)模廣泛應(yīng)用,施工技術(shù)也不斷完善成熟。但在目前國內(nèi)瀝青路面的使用中也反映出很多問題,如通車不久便出現(xiàn)車轍水損壞、通車2年~3年便出現(xiàn)裂縫等等。面層破壞的修補(bǔ)必然影響交通、增加建設(shè)費(fèi)用,質(zhì)保期內(nèi)的壞損也會給施工企業(yè)信譽(yù)造成負(fù)面影響。所以為了提高高速公路質(zhì)量、節(jié)約建設(shè)成本,同時(shí)提高施工企業(yè)在行業(yè)內(nèi)競爭力,必須在各工序嚴(yán)格控制,確保施工質(zhì)量。
云南大理—麗江聯(lián)絡(luò)線是國家規(guī)劃的高速公路網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線,連接了我國西部地區(qū)國道主干線的重要路段,是出滇入藏、通川的重要通道,是我國第一條通往藏區(qū)的高速公路,是國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略三個(gè)重點(diǎn)公路建設(shè)項(xiàng)目之一。該聯(lián)絡(luò)線高速公路路基寬度為24.5 m,設(shè)計(jì)速度為80 km/h。路面工程LM7標(biāo)位于云南省洱源縣境內(nèi),起點(diǎn)樁號為K102+420,終點(diǎn)樁號為K125+200,路線總長22.78 km,主線瀝青面層自下而上為3層:8 cm厚粗粒式瀝青混凝土(AC-25C),6 cm厚中粒式瀝青混凝土(AC-20F),4 cm厚瀝青瑪脂碎石混合料(SMA-13)。
原材料管理不到位,集料受潮、混合料拌合不均勻、原材中有雜質(zhì)都會導(dǎo)致瀝青和石料的粘結(jié)性存在問題。云南省地處我國南方高溫多雨地區(qū),雨季長、降水量大,在實(shí)際操作中,原材料的保管往往做不到絕對標(biāo)準(zhǔn),集料受潮、混料攪拌不均等都為瀝青路面造成水損壞埋下了隱患。
碾壓程度對于瀝青路面現(xiàn)場施工有著重要的影響,碾壓過度或者延遲壓實(shí)對于瀝青混凝土的質(zhì)量都會產(chǎn)生負(fù)面作用。過度碾壓和延遲壓實(shí)都很容易導(dǎo)致瀝青路面底基層出現(xiàn)破壞,瀝青混凝土的水化反應(yīng)以及物理化學(xué)性能都會隨著時(shí)間的流逝而不斷地變化,瀝青混凝土的膠結(jié)作用在通過一段時(shí)間的碾壓后就會形成半剛性材料。碾壓過度、延遲壓實(shí)導(dǎo)致薄層剪切面出現(xiàn),形成軟弱層。
1)在實(shí)際的操作中,高速公路的建設(shè)單位往往過于強(qiáng)調(diào)路面的平整度,把路面平整作為考量路面是質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn),這就容易忽視路面的密實(shí)度。碾壓質(zhì)量不到位直接影響路面的密實(shí)度,而密實(shí)度決定了路面的使用壽命。
2)路面滲水和壓實(shí)不均勻。a.在進(jìn)行路面攤鋪時(shí),混合料離析或者孔隙率過大的情況下實(shí)施碾壓,導(dǎo)致瀝青面層空隙率過大,從而讓雨水等滲入路面,出現(xiàn)滲水現(xiàn)象也很普遍;b.在碾壓施工中,靠近邊緣處,例如路肩和分隔帶處,壓實(shí)度達(dá)不到要求。
原材廠家選和儲存運(yùn)輸是控制原材質(zhì)量的兩個(gè)重要方面。在瀝青路面的現(xiàn)場施工中,一方面,常有在儲藏、運(yùn)輸、加工中二次污染造成雜質(zhì)含量超標(biāo)、原材受雨水侵染受潮的現(xiàn)象發(fā)生;另一方面,同一出處的原材,在不同時(shí)間內(nèi)生產(chǎn),受天氣、雨水等影響造成質(zhì)量穩(wěn)定性下降,也會影響工程質(zhì)量;第三,瀝青儲存罐體的密封性不高,以及罐體的熱循環(huán)系統(tǒng)維護(hù)不到位等都會影響瀝青質(zhì)量。所以做好原材廠家選擇是保證質(zhì)量穩(wěn)定性的根本,做好原材儲運(yùn)是各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。
1)集料主要包括粗集料、細(xì)集料、填料。集料必須從原材加工廠即控制好質(zhì)量,這個(gè)就要求選擇優(yōu)良的原材廠家。第一是控制含泥量;第二是控制粉塵含量,必須保證集料加工時(shí)除塵設(shè)備正常工作,一般從原料廠家運(yùn)至拌和場后,也要對場地采取防塵措施,避免二次揚(yáng)塵,污染面層集料;第三是控制好料源,含有風(fēng)化巖等雜質(zhì)的原石不得用于面層集料的加工,我們在選擇廠家的時(shí)候一定要親臨現(xiàn)場認(rèn)真了解摸清其生產(chǎn)集料的原石狀況。選定優(yōu)良料場后,就要固定下來,加強(qiáng)全程的質(zhì)量監(jiān)督。
2)集料的處理、堆放與儲存管理要嚴(yán)格、規(guī)范。集料從加工生產(chǎn)到運(yùn)至拌和站都必須分規(guī)格堆放。當(dāng)進(jìn)場的集料在規(guī)格、針片狀、粉塵含量、砂當(dāng)量等屬加工特性的指標(biāo)出現(xiàn)異常時(shí),應(yīng)及時(shí)反饋給上游廠家并退貨。拌和廠集料必須分類堆放、明碼標(biāo)識,一般表示內(nèi)容包括“名稱、用途、產(chǎn)地、規(guī)格”四項(xiàng)。不同規(guī)格集料間以磚砌或者石砌的隔墻隔開(厚度不小于24 cm、高不低于1.5 m,至少經(jīng)得起裝載機(jī)的磕碰),要避免使用編織袋裝碎石的簡易隔離方法。細(xì)集料要儲存在雨棚倉中,避免雨淋。所有集料都要用防塵氈覆蓋,以避免表層集料受塵土污染。
3)瀝青的運(yùn)輸環(huán)境和存放也是十分重要的,應(yīng)該要特別注意防水,包括蒸汽和雨水都不能進(jìn)入瀝青里面。在存放瀝青的時(shí)候,要嚴(yán)格按照瀝青的標(biāo)號和品種分開存放,存放的環(huán)境溫度要適當(dāng),對于馬上要使用的瀝青,存儲溫度需要在130℃ ~170℃之間,對于長期不使用的瀝青,存儲溫度為自然溫度即可。
集料級配設(shè)計(jì)過程包括5個(gè)步驟:確定級配類型、級配范圍、計(jì)算級配中值;集料取樣篩分;集料百分率計(jì)算;試配;驗(yàn)證實(shí)際級配。
1)配合比集料取樣方法。目標(biāo)配合比取樣:用裝載機(jī)從距料堆下部30 cm處由下往上摟鏟,達(dá)到2/3的容量即可后退卸料,再用鏟緣將集料扒平,進(jìn)行6分點(diǎn)取樣再裝袋,每種規(guī)格料取2鏟~3鏟。生產(chǎn)配合比取樣:正式取樣前先從熱料倉放出3鍋~4鍋熱料(清倉—洗鍋),待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再分別從熱料倉單倉放料,出料口用裝載機(jī)接料,在指定地點(diǎn)卸料后,用鏟緣將集料扒平,冷卻后進(jìn)行6分點(diǎn)取樣再裝袋,每倉熱料出兩次。
2)配合比設(shè)計(jì)原則。最小空隙率:不同粒徑的各級礦質(zhì)集料,按一定的比例配合,使組成一種具有最小空隙率(最大密度)的礦質(zhì)混合料。最大摩擦力:任何一級集料應(yīng)不干涉其他各級集料的緊密排列,使其形成一個(gè)多級空間骨架的結(jié)構(gòu),具有最大的摩擦力。比表面總和適當(dāng):在確保一定的瀝青膜裹附下,拌加料最為節(jié)約。最終目標(biāo):保證瀝青混凝土面層的高溫穩(wěn)定性、低溫縮裂、抗疲勞、抗水穩(wěn)定性。
3)配合比涉及優(yōu)化。瀝青面層各結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)如下:表面層:平整密實(shí),抗滑耐磨,抗耐久性。中面層:抗高溫車轍,抗剪切。下面層:密實(shí),不滲水,抗疲勞。
AC型瀝青混合料只按關(guān)鍵性篩孔控制,在級配范圍內(nèi)均可滿足設(shè)計(jì)要求。借鑒現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步縮小級配范圍,使工程設(shè)計(jì)級配得到有效的控制。
4)其他注意事項(xiàng)。AC-25與傳統(tǒng)的密級配接近,擊實(shí)不難達(dá)到,另外所屬層位低,按4.0%空隙率設(shè)計(jì)為宜。另外,由于施工工藝的改進(jìn),下面層設(shè)計(jì)空隙率基本控制在4.5%。
在保證技術(shù)指標(biāo)的前提下,可適當(dāng)采用較低油石比,適當(dāng)降低較昂貴集料在級配中比例,以節(jié)約成本。
施工前需要對拌合站拌和機(jī)的所有計(jì)量設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定,以確保逐盤打印的施工溫度和材料配比的可靠性。由于拌和機(jī)的個(gè)體差異性,拌和時(shí)間并非定值。本標(biāo)段拌合參數(shù)為:干拌5 s、濕拌40 s、拌合周期55 s。拌至所有集料顆粒都完全均勻包裹、無離析、無裸露集料即可。出廠溫度170℃ ~180℃。
瀝青混合料運(yùn)輸采用自卸運(yùn)輸車。在施工前要對車廂進(jìn)行打掃,保證箱內(nèi)無雜物,且運(yùn)輸車的運(yùn)輸能力要高于拌合機(jī)的拌合速度。瀝青混合料在施工各環(huán)節(jié)中運(yùn)輸過程是一個(gè)很嚴(yán)重的溫度散失點(diǎn)。為了盡量減少運(yùn)輸過程中的溫度損失,在料車覆蓋環(huán)節(jié)上做到專人負(fù)責(zé),用雙層油布覆蓋。到達(dá)現(xiàn)場后禁止撞擊攤鋪機(jī)。
采用兩臺VOLVO-ABG425型攤鋪機(jī)呈梯隊(duì)鋪筑,采用非接觸式平衡梁自動找平,兩臺攤鋪機(jī)間隔5 m~8 m,攤鋪速度與拌合產(chǎn)量匹配,保持在3 m/min~3.5 m/min勻速攤鋪。碾壓遵守“緊跟慢壓、高頻低幅、均衡勻速、由邊向中、階梯重疊”原則。
為保證壓實(shí)度和平整度,在混合料不產(chǎn)生推移、發(fā)裂等情況下盡量在攤鋪后較高溫度下進(jìn)行初壓。碾壓時(shí)將驅(qū)動輪朝向攤鋪機(jī),避免碾壓時(shí)混合料推擠產(chǎn)生壅包;壓路機(jī)要以緩慢而均勻的速度進(jìn)行碾壓,在各個(gè)壓實(shí)階段,壓路機(jī)均不得在新鋪筑層上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、急剎車及停放。在壓實(shí)的3個(gè)階段中,碾壓時(shí)壓路機(jī)在碾壓段長度以與攤鋪速度平衡為原則進(jìn)行選定,并保持大體穩(wěn)定。壓路機(jī)每次由兩端折回的位置成階梯形隨攤鋪機(jī)向前推進(jìn),折回不可在同一斷面上倒車。
另外,對攤鋪厚度、碾壓順序、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓溫度要設(shè)專人專崗進(jìn)行檢查,以保證壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)質(zhì)量。碾壓中為防止混合料粘附壓路機(jī),可采用拖把向碾壓輪擦拭食用油,起到了防止粘輪的作用。
云南大理—麗江聯(lián)絡(luò)線高速公路路面工程LM7標(biāo)于2013年1月初進(jìn)場,2013年10月末交工,在工期短、場地條件受限、跨越整個(gè)南方雨季的情況下,順利的完成了生產(chǎn)任務(wù),面層各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求,工程質(zhì)量呈現(xiàn)良好穩(wěn)定狀態(tài),該標(biāo)段工程被建設(shè)單位作為樣板在大麗高速全線推廣。高速公路瀝青面層施工的控制是一個(gè)長期過程,需要在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)以不斷提高工程質(zhì)量,希望本文的一些措施能提供借鑒意義。
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