沥青混凝土路面公路施工技术研究

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  【摘 要】 在公路施工中,沥青混凝土施工技术是常用的道路铺面技术,因为拥有表面平整、振动小、施工时间短、利于养护等优点而得到广泛应用。沥青混凝土的面层质量好坏是影响公路工程使用性能和质量的关键,基于对施工质量的考虑,施工技术应满足各方面的要求以保证路面施工质量。本文主要对公路沥青混凝土路面施工技术进行了简要分析。
  【关键词】 公路工程;沥青混凝土;路面施工技术
  引言:
  随着我国城市交通行业的蓬勃发展,公路建设项目工程数量日益增加。沥青混凝土路面结构作为公路建设常用的路面结构,具有施工快捷、行车舒适性、安全性高、维修方便、维修时间短等优点。但是一些沥青混凝土路面使用不久后就出现坑槽、开裂、车辙、抗滑性能不足等破坏现象,严重影响了沥青路面的功能和使用寿命。因此,提高沥青混凝土路面的施工质量水平就显得尤为重要了。
  一、施工前的准备工作
  1、材料
  必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、材料场堆放及储存条件等进行检查,沥青混合料拌和前应严格按照设计文件及规范要求选择好各类材料,沥青混合料中使用的粗集料,通常是2~3类不同规格的石料经掺配组成。在施工过程中要保证有稳定的合格矿料级配,就要求在石料的供料和收料过程中,保证不同规格碎石颗粒要有一致性。保持沥青混合料级配组成的一致性对沥青混合料各项技术指标的稳定非常重要。
  实践中认识到,同一个工程从多个厂家购进石料,会出现很多规格,而且规格上参差不齐的现象。名义上是同一规格粒径的石料,出自不同厂家,甚至是一个厂家由不同型号机器加工的石料,材料级配也是有差异的。用这些碎石直接掺配后生产的沥青混凝土混合料,由于不同规格集料级配的不均匀性,常导致混凝土的质量难以保证。路面施工所用的矿料数量较大,加之施工单位更换频繁,施工单位很少有自己组织的石料加工厂。同时按照“因地制宜,就地取材”的原则利用当地生产的材料。现在社会上生产碎石材料的厂家都属于建材部门或地方的集体或个人所有,生产的材料又是常用于水泥混凝土。而水泥混凝土对集料规格的要求与沥青混凝土对集料的要求是不同的,沥青混凝土路面材料对砂、石料的质量和规格要求更高,因为它在相当程度上要依靠集料的嵌挤作用形成路面强度并保证结构的稳定。
  2、施工机械
  摊铺机施工前一定要进行检查,如:刮板输送器是否粘附沥青混合料或收料斗;闸门和螺旋摊铺器供料系统的状况是否良好;熨平板底面有无磨损变形和粘附混合料;加热装置,厚度及拱度调节器是否良好;要检查自动调平装置是否良好等环节,另外还要进行一些调整工作,摊铺基层表面必须彻底清扫干净,基层标高超出部分须刨降,局部松散挖除后用沥青混凝土补齐并夯实。现场有专人看管传感器、指挥倒车,保证卸料车空挡时的安全和防止传感器脱落,并保证基层干净整洁。采用大吨位翻斗车运输并涂油水混合物,避免粘车,随时待命。摊铺机要进行测试保证熨平板平直,符合路面拱度要求。
  3、基层验收
  要求除临土基第一层底基层可路拌施工外,均采用集中拌和、机械摊铺的方法进行施工。为提高路面的平整度从基层开始就严格挂线施工,达到施工技术规范要求的各项指标。目前为提高工程质量减少路面裂缝多在上基层上每隔15~20米切缝铺设土工格栅或土工布撒布沥青处理。在原有路面上铺筑沥青混凝土也应严格验收,对沥青混凝土路面有坑槽、沉陷、泛油、混凝土路面碎裂等病害加以处理。对有较大波浪的地方应在凹陷处预先铺上一层混合料,并予以压实,不必考虑摊铺厚度的均匀。
  二、沥青混凝土路面试验阶段
  在我国现有的公路工程项目中,SMA路面施工试验阶段是保证施工质量的有效措施。所谓的试验阶段的施工,指的是在进行SMA路面施工之前,应该选取长度为200~400m有代表性的地段,按照相关的技术要求,使用正常施工过程中所需要的全部设备,并在严密的监督之下进行实际操作,从而为后续的施工提供相关的依据。
  必须做好试验阶段的数据记录和试验工作;在进行铺设的过程中,必须详细地记录好各项数据,并且根据施工过程中的实际情况,适时适度地调整摊铺机的摊铺厚度以及摊铺速度,以便应对后续工作出现的问题。同时,对于沥青混凝土的摊铺温度、摊铺厚度以及摊铺方式进行相应的记录,还需要记录碾压机的碾压顺序、碾压遍数、碾压温度的数据,对于这些数据进行反复的对比和计算后,从而可以制定出最佳施工方案,使得沥青混凝土路面的施工得以顺利的开展。
  三、沥青混凝土路面施工技术要点
  1、施工现场沥青材料和混凝土材料的管理
  在进行公路沥青混凝土路面施工时,要严格控制和管理好施工所需的材料。在还未搅拌和混合沥青混凝土材料时,要将沥青材料和混凝土材料分开堆放,并且不同规格、不同类型、不同性质的材料不能混合堆放在一起,要按照分类原则分隔堆放;材料分类堆放之后,还要根据材料的具体特点,对某些材料进行分层堆放;另外,材料要堆放在坚硬性比较强的土地之上,尽量避免将材料堆放在软土、杂草以及废气垃圾上,要注意保持材料的清洁度;注意施工现场排水的畅通,不要将施工材料堆放在积水地面;最后需要注意的是,控制好材料堆放地点的温度,因为沥青材料的最佳储存温度是50~60℃,所以施工现场要尽量避免在堆积的材料旁边生火,防止温度过高不利于沥青材料的储存。
  2、沥青混合料拌和
  首先各种原材料要分类堆放,不同的集料填料和沥青要分别存放。沥青混凝土在拌制时必须严格控制好配合比,在施工前必须进行配合比试验,在试验合格之后才可进行大量拌和,并废弃试验的混合料。在拌制之前还应该对原材料进行筛选,篩除直径过大的原材料。在搅拌过程中必须保证混合料的均匀,做到所有的集料能被沥青结合料裹覆,如果在搅拌过程中发现异常,应该及时处理。此外还要经常对混合料的物理性质、矿料进行检测,检测的频率为每台拌和机每天一次,或者每拌和50t一次,具体方法可根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行。   在拌和过程中必须严格控制沥青混合料的拌制时间和温度,沥青的加热温度范围一般在160~170℃之间,并且在加热过程中要严格控制好温度。矿料的温度要加热到比沥青温度高10~20℃,一般在175~190℃,加入沥青组成混合料的拌制温度则要控制在155~170℃。另外,还得控制沥青混凝土的出厂温度,沥青混合料在温度过低时会出现结块现象,因此在存储时要采取适当的保温措施使混合料在存储过程中温度不低于140℃,并且存储时间不超过6小时,在出厂前要测量混合料的温度,废弃不符合温度要求的混合料。
  3、沥青混合料的运输
  沥青混合料拌制完成之后,需要相应的车辆运输到摊铺现场投入工程建设,所以在运输的过程中,应该注意以下几点:综合考虑运输车的数量、车速、运距等情况,合理配置车辆,并且最好适量富余,以待备用;运料车厢必须涂抹防粘液,避免混合料与车厢壁粘合;自卸车装料时应该适当的前后移动,避免混合料中粗细集料出现离析现象;自卸车抵达摊铺现场时,应该与摊铺机保持10~20cm的距离,避免自卸车撞击摊铺车,另外需要注意运输过程中混合料的防雨、保湿、防污染。
  4、沥青混凝土的摊铺
  沥青混凝土摊铺的方式为采用二台摊铺机组成梯形队联合铺筑,相邻两幅的摊铺留5~10cm左右宽度的摊铺重叠,梯队间距为10~30m。主路底面层施工的时候,摊铺机应该外侧走钢丝,里侧控制好底面层的高程,在主路顶面施工的时候,应该注意控制好面层的高程及横坡。钢丝基准线最大紧线长度控制在200m以内,钢丝线直径控制使用0.2~0.3cm,高程以设计高程、横坡计算得出,提前放置在已调制完毕的可调节器支座上,保证摊铺机摊铺前已调好。
  摊铺开始的第一车沥青混合料应是刚刚运到工地的时间最短或最后面的一车。在接茬处均匀地涂刷好粘层油,将已预热的熨平板直接压放在接茬油面20~50cm部位的合格铺筑面上,然后用预热后的摊铺机布料,用热料将冷却接头预热时间长一些,一般不少于30min或使瀝青砼达到或超过70℃以上为宜,摊铺机平稳缓慢启动进行摊铺,由最有经验的推耙工人来负责横接缝的找细推平,用3m直尺检测横接缝平整度,以保证起步位置2~3m左右距离的虚铺变化段接缝处理质量。
  摊铺机在行驶的过程中,应该控制好速度,不得随意变换速度,避免速度的变化而引起施工的质量,本项目摊铺机的行驶速度控制在3m/min左右,如果遇到下雨天或者工作面积水的时候,不得摊铺,被雨淋过的沥青混凝土料也不得使用,施工中若出现离析现象,也应该及时找补,对于大油量混合料、焦糊料等严禁使用,若已经摊铺了应该立即清除。摊铺时,不得用人工反复修整,确实需人工修整时,工程技术人员现场跟踪检测摊铺温度并详细记录,力争使每一个混合料满足摊铺温度。
  5、沥青混凝土的碾压
  碾压设专人测试摊铺后的油面温度,标出初压、复压、终压施工段以插小旗方式控制,前方以跨越小旗半个压路机身为控制线,后方以重叠5~8m为原则,以便指挥碾压合理全面均匀的压实。沥青混合料在摊铺刮平后必须及时进行碾压,碾压设备组合及程序应该有实验路段确定。碾压分三个阶段:初压、复压、终压。通常采用的压实机械有轮胎压路机、钢轮压路机、振动压路机三种。初压要求的是平整、稳定,因此,采用6~8t的双驱双钢轮压路机静压,初压应该紧跟摊铺机,初压的温度应该在130℃~140℃;复压要求的是稳定、密实、成型,因此,可以采用11~13t振动压路机及20~25t轮胎压路机,使得沥青混凝土的压实度达到要求,复压的温度应该在100℃左右;终压的目的是消除轮迹,一般采用宽幅重型压路机。
  沥青混合料的压实阶段应该严格按照试验阶段的相关数据确定碾压的温度、碾压的遍数以及碾压的密度。碾压的过程比较繁琐,主要分为初压、复压以及终压三个环节。初压的碾压温度最好控制在140℃左右,使用双轮双振进行正反向碾压。复压的温度最好控制在130℃左右,一般情况下复压的碾压次数不能小于4次,同时根据实际需要采用多种型号的压路机,比如轮胎压路机和双轮双振的压路机都可以采用,从而确保路面的平整度。终压一般采用双轮双振压路机进行2次左右的静压。
  6、接缝处理
  由于分段施工等原因,沥青混凝土路面会出现施工缝,切施工缝位置沥青混凝土密实度较差,强度低,很容易出现裂缝松散等质量问题。接缝处理主要包括横向接缝和纵向接缝。
  对于同一天铺筑的相邻车道,确保沥青混合料有3~5cm的重合,后铺摊的混合料高度比已经压实的路面要高。不是同一天铺筑的相邻车道,或者新铺筑的车道相邻已经存在的车道时,在铺摊前用切割机将原来的路面边缘切割成垂直断面,用高压水清洗残留物,待接触面晾干之后在其表面涂刷沥青粘合层。之后铺筑新的沥青混合料。摊铺后立即进行碾压,碾压时压路机的大部分应该落在原有路面上,只留10~15cm的宽度压于后铺筑的路面上,然后逐渐向新铺筑路面上移动。
  横向施工缝应该与路线的中心线垂直。接缝施工时应该先将接缝处修整齐平,然后厚度约15cm热沥青,待接缝处沥青混合料软化以后将其清除,并立即用新的沥青混合料进行铺筑,然后将接缝边缘夯实,使之整平,并用压路机沿接缝边缘压实。双层沥青混凝土路面的横向接缝应该做成台阶状,上下台阶相互错开20~30cm。
  四、资料的收集整理
  做好资料是竣工验收的关键依据。沥青路面平整度涉及的面很广,影响因素很多。沥青混凝土路面施工的关键是人员、材料、设备的合理配置。在施工过程中要善于总结,克服不良人为因素,注重引进新技术、新材料、新工艺、新设备。对整个施工过程实施有效的动态管理,严格控制各类试验及检测。沥青混凝土路面施工过程中各类材料的自检资料,质量评定资料都是非常重要的。要真实准确的记录每一个工作环节的详细数据,资料要归档存放,资料的类别包括各类检测试验表、照片、声像及原始记录。
  五、结束语
  在公路施工中,采用沥青混凝土技术已很普遍,虽然该技术是经过长时间考验的,但只有不断的改进和完善才能避免问题的产生。因此,在施工技术上要更加严格控制各个步骤,加强对材料的控制,采取优化技术的策略,保证沥青混凝土施工工艺的不断成熟,确保公路施工质量。
  参考文献:
  [1]管渊渊,公路沥青混凝土路面施工技术及质量控制[J].科技创新导报,2011.
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