毛景亞
摘 要:為了全面提升瀝青路面施工質(zhì)量,有效抑制路面基層病害問題。本文提出了瀝青路面微粘結(jié)級配碎石基層技術(shù),在全面了解其路用性能的基礎(chǔ)上,依托具體工程案例,對其施工技術(shù)要點進行了分析與探討。希望通過該技術(shù)的應(yīng)用,可以為我國公路事業(yè)增添一份助力。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;微粘結(jié)級配碎石基層;路用性能
中圖分類號:U416.217 文獻標識碼:A
1 微粘結(jié)級配碎石的路用性能
微粘結(jié)級配碎石基層是通過各類集料和3%及其以下水泥按照最佳級配進行拌和、壓實而成一種路面基層。按照相關(guān)規(guī)定,微粘結(jié)級配碎石所采用的水泥劑量不得超過3%,為了驗證其路用性能,本文以5種不同水泥劑量進行級配碎石材料的性能研究,即1%、1.5%、2%、2.5%、3%。具體試驗情況如下:
1.1 七天無側(cè)限抗壓強度
按照現(xiàn)行試驗規(guī)程,微粘結(jié)級配碎石的七天無側(cè)限抗壓強度可采用無機結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強度試驗進行測定,按照5種不同水泥劑量及相關(guān)規(guī)定要求制作試件,7d為標準養(yǎng)生齡期。
通過無側(cè)限抗壓強度試驗,可獲取如下結(jié)果:
(1)水泥摻量為1%時,抗壓強度為0.89 MPa;
(2)水泥摻量為1.5%時,抗壓強度為1.44 MPa;
(3)水泥摻量為2.0%時,抗壓強度為2.08 MPa;
(4)水泥摻量為2.5%時,抗壓強度為3.15 MPa;
(5)水泥摻量為3%時,抗壓強度為4.03 MPa。
按照公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范相關(guān)要求,當(dāng)水泥摻量為2.5%時,其抗壓強度可滿足規(guī)定的“輕交通”要求。當(dāng)水泥摻量達到3%時,則可滿足規(guī)定的“重、中”交通要求。
由此可見,隨著水泥摻量的增加,微粘結(jié)級配碎石的抗壓強度也將隨之增加。
1.2 承載比試驗
在微粘結(jié)級配碎石承載比試驗當(dāng)中,可采用無機結(jié)合料擊實試驗進行測定。通過承載比試驗可得如下結(jié)果。(1)水泥摻量為1%時,CBR值為178.2%;(2)水泥摻量為1.5%時,CBR值為224.3%;(3)水泥摻量為2%時,CBR值為301.8%;(4)水泥摻量為2.5%時,CBR值為389.2%;(5)水泥摻量為1%時,CBR值為452.3%。由此可見,隨著水泥摻量的增加,微粘結(jié)級配碎石的CBR值也將不斷增加。
2 工程概況
某大修工程,所需維修養(yǎng)護里程為18 km,根據(jù)施工規(guī)定要求,需先銑刨舊路面,此外,針對局部不平整路段,可采取換填壓實方法進行處治,并將其作為新路面的路基。為保證施工質(zhì)量,提出采取低水泥劑量微粘結(jié)級配碎石基層,根據(jù)施工要求,可采取1 000 m作為試驗段。
3 試驗路路面結(jié)構(gòu)方案
結(jié)合工程實際,本工程沿線交通量較大,為了滿足通行質(zhì)量,決定采用3%水泥劑量的微粘結(jié)級配碎石基層。路面結(jié)構(gòu)形式如表1所示。
4 試驗路施工工藝流程
4.1 準備下承層
施工微粘結(jié)級配碎石基層前,要詳細檢查其下承層質(zhì)量,保證其強度、壓實度均可達到規(guī)定。且不可存在松散、翻漿等問題。若局部無法達到規(guī)定要求,需及時采取有效措施進行處理,防止夾層出現(xiàn)于基層和底基層之間。此外,在攤鋪基層施工前,還要清理干凈底基層,并適當(dāng)灑水保濕,從而提高層間粘結(jié)性能。
4.2 施工放樣
在基層施工放樣當(dāng)中,主要包括3點,即平面、高程和攤鋪放樣。結(jié)合本工程實際情況,主要情況如下:
第一,平面放樣。為及時恢復(fù)中線,本工程采取全站儀進行放樣,先將基層中線、基層邊線放出,隨后在底基層寬度線以外50 cm處打樁,打設(shè)基準桿的間距可控制在10 m。
第二,高程放樣。地面高程測量可采用水準儀進行處理,通過高程放樣,可以為標高差值、松鋪厚度計算提供參考依據(jù)。
第三,攤鋪放樣。根據(jù)工程實際情況,本工程基層攤鋪時,采用兩臺攤鋪機進行梯形攤鋪,為保證攤鋪施工順利,可采取石灰在路基左右兩側(cè)劃線,并由此控制攤鋪機邊線和行走線,確保攤鋪施工質(zhì)量。
4.3 拌和與運輸
拌和施工前,要詳細檢查拌和設(shè)備的運行狀況以及拌和材料的質(zhì)量是否符合標準規(guī)定。待確保設(shè)備運行正常,各類材料均滿足規(guī)定標準的基礎(chǔ)上,便可進行混合料拌和施工。微粘結(jié)級配碎石拌和施工當(dāng)中,一旦拌和時間不充分,很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。一般情況下,拌和前,需在實驗室內(nèi)進行拌和試驗,便可確定拌和時間,但施工現(xiàn)場不同于實驗室環(huán)境,無論是施工溫度,還是材料溫度均存在諸多不同,因此,在施工過程中,要時刻關(guān)注施工氣溫情況,盡可能采取一定措施進行處理。按照配合比設(shè)計,依次將各類原材料投入拌和設(shè)備,并進行均勻拌和,保證無離析、無花白,拌和質(zhì)量良好。
為了確保后期攤鋪施工連續(xù)、不間斷,需保證運能充足,運輸車輛數(shù)量滿足施工要求。在混合料運輸時,可采取噸位較大的自卸汽車。裝料前,在車廂四周和底部涂抹一層油水隔離劑,保證混合料不粘黏車廂。同時,為避免集料出現(xiàn)離析問題,需分多次移動汽車位置,并將苫布覆蓋于車頂,避免水分損失過快,減少污染可能性。卸料時,必須完全卸除料體,及時清理干凈殘留混合料,保證車廂干凈。進入施工現(xiàn)場之后,通過專人指揮,按照運輸路線將施工材料運送到施工場地。為確保運輸車和攤鋪機不會發(fā)生碰撞,兩種機械設(shè)備之間要保持安全距離,一般距離可控制在10 cm~30 cm,
且掛空擋,依靠攤鋪機推動前行。
4.4 攤鋪與整型
攤鋪施工前,必須保證攤鋪設(shè)備前停留5輛運料車,保證攤鋪與運能匹配,保證攤鋪連續(xù)進行。攤鋪機就位后,調(diào)節(jié)好各項攤鋪參數(shù),比如仰角、速度、頻率等。按照導(dǎo)向線勻速前行,在此環(huán)節(jié),要隨時關(guān)注攤鋪機內(nèi)存料的高度,一旦高度低于規(guī)定高度時,需及時補料并做調(diào)整。為保證路面攤鋪之后,平整度滿足設(shè)計要求,攤鋪機行駛速度不宜過快,需保持勻速、緩慢前行,速度控制在3 m/min~4 m/min,不得超過5 m/min。在攤鋪施工過程中,需做到連續(xù)不間斷施工,盡可能減少停機次數(shù),保證運料車集中等候、集中攤鋪。
攤鋪施工后,可及時采取平地機進行初步整型。比如,在直線段,可按照“兩側(cè)-中間”的順序通過平地機刮平。而在曲線段時,則需按照“內(nèi)側(cè)—中間”的順序通過平地機刮平,若仍不平整,可多進行一遍。
未經(jīng)壓實的基層,禁止車輛和人員通行。若出現(xiàn)混合料局部離析問題,需及時通過人工方式進行處理。若出現(xiàn)表面平整性較差的情況,則需及時通過刮平機進行處理。
4.5 碾壓
在微粘結(jié)級配碎石成型當(dāng)中,碾壓是最后一個環(huán)節(jié),且是最關(guān)鍵的工序。通過碾壓施工,可以有效提升路面基層的壓實度。
一旦攤鋪長度可達到壓路機施工長度,基本上以30 m為準,便可進行碾壓施工。經(jīng)檢測,微粘結(jié)級配碎石混合料的含水量可滿足最佳含水量規(guī)定,碾壓施工時,一般可采用12 t以上的壓路機進行碾壓,同時采取輕型壓路機進行輔助施工。在不同路段,則碾壓順序也有所不同。比如,直線段,或者不設(shè)超高的平曲線段,碾壓時可按照“兩側(cè)—中間”的順序施工。若在設(shè)超高的平曲線段,則碾壓可按照“內(nèi)側(cè)—外側(cè)”的順序施工。在整個碾壓施工過程中,壓路機需有一定重疊,重疊寬度為1/2輪寬,后輪在兩施工段接縫處以上。根據(jù)本工程實際情況,碾壓遍數(shù)可控制在6~8遍。待碾壓施工后,若壓實度檢測不達標,則需針對局部位置進行復(fù)壓,直至滿足壓實度要求。在整個碾壓施工中,還需做好碾壓速度控制,要求前期階段,碾壓速度不宜過快,可控制在1.5 km/h~1.7 km/h之間。伴隨碾壓遍數(shù)的增加,可采取2.0 km/h~2.5 km/h的碾壓速度。此外,在碾壓施工當(dāng)中,嚴禁車輛急轉(zhuǎn)彎、急剎車,不得出現(xiàn)損壞、推移基層材料情況。
4.6 接縫處理
接縫是路面基層施工的重點,微粘結(jié)級配碎石基層施工過程中,同樣要做好接縫處理工作。針對縱縫不得斜接,要垂直相接,且在5 cm~10 cm之間控制其重疊寬度。一般來講,當(dāng)天施工的兩個工作段,可采取搭接的方式處理兩段的銜接處。在拌和整形前一段的過程中,應(yīng)預(yù)留8 m左右不碾壓,在接下來施工當(dāng)中,則可重新進行前一段未碾壓段碾壓,保證碾壓質(zhì)量。
4.7 養(yǎng)護
完成碾壓施工后,待壓實度檢驗合格,即可進入養(yǎng)護階段。根據(jù)工程實際情況,可采取灑水封閉式養(yǎng)護,且做好地膜覆蓋工作。一般養(yǎng)護時間在7d以上,確保在此期間灑水量充足,不得出現(xiàn)局部濕度過大,或過于干燥等情況,保證整個養(yǎng)生期間均處于濕潤狀態(tài)。為了避免基層被車輛碾壓破壞,在此期間嚴禁車輛、行人通行。待完成養(yǎng)護作業(yè)后,即可進行下一道工序施工。
4.8 檢測分析
完成上述施工作業(yè)后,為了驗證3%水泥劑量微粘結(jié)級配碎石基層的施工應(yīng)用效果,本文每隔100 m進行試驗段壓實度檢測,檢測平均值為99.5%,可達到規(guī)范98%要求,說明采用微粘結(jié)級配碎石基層進行施工,可達到良好的施工效果。
5 結(jié)束語
綜上所述,隨著半剛性基層瀝青路面的廣泛應(yīng)用,其缺陷逐漸顯現(xiàn)。比如,半剛性基層材料干縮溫縮極易出現(xiàn)反射裂縫、排水不及時損壞路面結(jié)構(gòu)等等。此外,當(dāng)半剛性基層損壞之后,將會進一步加大養(yǎng)護工作量及施工難度?;诖?,為了解決此類問題,級配碎石基層瀝青路面得到了高度重視。相比半剛性基層瀝青路面,其優(yōu)勢在于水穩(wěn)定性好、可抑制干縮溫縮裂縫發(fā)展,且不會破壞路面結(jié)構(gòu)。為此,開展瀝青路面微粘結(jié)級配碎石基層技術(shù)研究意義重大。
參考文獻:
[1]王龍.級配碎石基層性能研究綜述[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2016,12(02):106-109.
[2]張俊.級配碎石基層原材料與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].公路,2013,58(12):53-55.
[3]夏得亮,唐建亞,劉運蘭.級配碎石基層的壓實度與CBR強度關(guān)系的試驗研究[J].公路工程,2013,39(06):263-265.
[4]余華.瀝青混合料空隙率影響因素的顯著程度分析[J].筑路機械與施工機械化,2017,34(10):73-77.
[5]曹建新.級配碎石材料級配設(shè)計方法探討[J].中外公路,2008,33(03):158-164.
[6]趙金成.級配碎石混合料設(shè)計指標的研究[J].北方交通,2018,41(12):76-78.