近年來,高等級公路交通以其快速、舒適、經濟、安全的特點,引起了人們的極大關注,并產生了巨大的社會效益和經濟效益。高等級公路已經成為現代化交通的重要標志,高等級公路較大的交通密度和較高的行車速度,對路面提出較高的設計標準和更嚴格的施工質量要求。以下結合目前高等級公路瀝青混凝土路面使用中存在的問題、桐樅公路瀝青混凝土路面施工中出現的問題及采取的有效措施進行總結,以便在以后的瀝青混凝土路面施工中采取針對性的措施,減少返工浪費、加快施工進度,確保瀝青混凝土路面施工質量符合規定的要求,以便在運營中更好的實現高等級公路快速、舒適、經濟、安全目的。
1 路面面層與結構物路面銜接
為使路基面層與結構物路面良好銜接,應考慮以下關系:
①與橋面的關系,現在橋面上的瀝青混凝土鋪裝厚度大多采用8~10cm ,而預應力橋梁,特別是大跨度簡支預應力橋梁施加預應力后跨中產生20~30mm甚至更大的反撓度,很容易因為梁體施工的原因侵占橋面瀝青混凝土的厚度,影響瀝青混凝土的鋪裝。因此在梁體施工中要采取可靠的措施控制梁體頂面標高和平整度,對于預制架設梁體在預制架設過程中在制梁臺座質量、梁體混凝土強度、彈性模量、張拉時間確定、張拉力控制、梁體張拉后多長時間架設、梁體頂面平整度、梁體頂面標高等方面進行控制,確保梁體架設后梁體頂面標高、平整度、相鄰孔跨梁頂面標高等項目控制在允許偏差范圍之內,為提高瀝青混凝土鋪裝質量創造條件。
②與橋頭搭板的關系,某些工程為解決柔性路面與剛性橋面的過渡,將整個瀝青面層及半剛性基層全部鋪上搭板,然后采用不等厚的楔形過渡,但這樣對機械化施工不利。搭板上瀝青混凝土鋪裝結構與厚度應與橋面完全相同,才能方便施工。為解決攤鋪機與搭板的銜接,盡可能減少人工攤鋪,搭板尾部按每幅寬度改為正交。
③與伸縮縫關系,為了方便施工和保證橋頭與路堤相接處的路面平整度,一般的伸縮縫無論是板式橡膠縫還是毛勒縫,多數情況下采取“先路面,后做縫”的方法施工。對于特大型的伸縮縫,則宜采用“先做縫,后路面”的方法,在縫的兩側分別進行攤鋪,攤鋪時均應從伸縮縫處開始分別向外延伸,以保證伸縮縫不受破壞。施工時對伸縮縫應采取保護措施。
2 瀝青混凝土配合比
⑴確定配合比的基本要求。
在考慮瀝青混凝土所使用的材料及其配合比時,應充分考慮瀝青路面在運營狀態下應保持的基本特性:防水;抗老化;抗滑,抗車轍(高溫穩定性);防脆(低溫穩定性)。這些特性往往是互相沖突、互相矛盾的。如馬歇爾穩定度的峰值,其密度最大而孔隙率最小。防水抗老化要求混凝土密實、孔隙小,而抗滑、抗車轍則要求混凝土有較大的孔隙。解決這一問題首先要抓住主要矛盾,應充分考慮工程所在地區的氣候條件,如在夏季氣溫高且時間長的地區,瀝青路面的主要病害是熱穩定性差,因此應抗車轍能力作為首要考慮條件。提高抗車轍能力應從以下幾個方面考慮:①選擇粘度較高、針入度較小的瀝青。②粗集料盡可能選擇較粗的顆粒,實踐已證明在抗車轍能力上,細粒式瀝青混凝土遠不如粗粒式瀝青混凝土。考慮到最大粒徑須受相關層厚度的約束,且粒徑過大,對防水不利,故中、下面層可采用AC-25mm或AC-30mm的粒徑。③為提高瀝青的穩定性,避免離析,可摻入礦粉,但摻量不能過大④控制瀝青用量,油石比選擇以接近低限為宜。⑤孔隙率的選擇,宜趨于高限,可控制在5%左右。⑥可選用改性瀝青。改性瀝青對瀝青本身性質有明顯改善,在瀝青中加入5%改性劑聚乙烯PE,可以顯著改善瀝高溫穩定性。但摻入時必須使用高效能的PE,工藝較復雜,成本增加較高。
⑵配合比的確定與驗證。
為使瀝青混凝土的配合比滿足要求,應按下述程序進行:①目標配合比階段,在進行目標配合比試驗選擇時,除粗細集料配比符合規范所規定的級配曲線外,關鍵是選擇最佳瀝青用量OAC,如前所述,對瀝青混凝土特性要求往往互為矛盾,在選擇OAC時應充分考慮。根據工程實踐經驗,選擇OAC可參考以下規律:如瀝青碎石AM-25油石比為34%~35%;粗粒式瀝青混凝土AC-25Ⅱ油石比為38%~39%;瀝青混凝土AC-25Ⅰ油石比為44%~45%。如果粗集料具有明顯多孔隙性,油石比應增加0.1%~0.2%。②生產配合比與試驗階段,生產配合比是指經過烘干加熱以后的集料,經過振動篩分成粗、中、細、砂等4種規格材料,再按目標配合比所認定的級配曲線重新組配,成為生產配合比。一般應在每日正式生產前取樣作一次篩分,決定是否應作調整,通過試拌檢查生產配合比是否得當。試拌結果應提交試驗報告。③試驗路面階段,試驗路面為生產配合比驗證階段,是大規模生產前的一次全面檢驗,如新的機械與設備投產運行情況,工人的操作熟練程度,現場的指揮和統一協調等。通過試驗路面不但檢驗配合比所認定的各項技術指標,還有路面的攤鋪厚度、平整度、壓實度等,還可以測定路面的松鋪系數、碾壓遍數與壓實度的關系曲線以及某些新技術、新工藝的驗證等。試驗路面的長度一般以200m左右為宜,最好選擇在平坡且無其它干擾的地段,完成后應提交完整的試鋪報告。
3 施工過程控制
⑴攪拌站設備控制。
采用具有電子自動控制裝置,稱量靈敏準確并按規定進行標定符合要求的生產設備。近年來隨著工程的需要,不少進口或國產現代化的設備,不但具有電子自動控制裝置,稱量靈敏準確,還附有布袋除塵裝置或濕式除塵裝置,除塵效果好,對環境損害能降到最低限度。采用按規定進行標定具有電子自動控制裝置,稱量靈敏準確的生產設備可以保證各種材料計量偏差控制在允許的偏差范圍內。
⑵原材料檢驗。
原材料嚴格按設計、規范要求進行檢驗,桶裝瀝青應在表面以下及容器側面以內至少5cm采取每檢查一次,作常規或3大指標的檢驗。集料與礦粉,每月至少抽檢一次。
⑶瀝青混合料質量控制。
出倉溫度控制在160℃±5℃為宜,溫度不得過高以免燒焦。每日至少在攤鋪工地取樣一次,作常規指標檢測。但這些試驗結果,往往要翌日才能拿到,如果有問題,當天完成數量已有相當規模,難以挽回,因此要輔以目力檢查,發現混合料有異,立即通知攪拌站檢查,以便及時得到糾正。
⑷運輸控制。
①大噸位運輸車易于保溫,運輸車要求至少在15t以上,特別在運距長、氣溫低的情況下不能使用小噸位運輸車車,混合料運至工地,降溫不宜超過5℃。
②運輸車的數量,應滿足拌和站不停機及攤鋪機連續攤鋪的需要,并視生產規模及運距的情況而定,一般需20~40輛。
③運混合料的車,不得它用,以免污染車廂。每日運料前應噴灑柴油與水的混合物薄層,但不得過多,不得有余液積聚在車廂底部。
④裝料應分三個不同位置往車中裝料,第一次裝料靠近車廂的前部,第二次裝料靠近后部車廂門,第三次裝料在中間,這樣可以消除裝料時的離析現象。
⑸攤鋪控制。
①攤鋪速度宜慢不宜快,控制在2m/min左右為宜。
②攤鋪溫度控制在140℃~150℃為宜。
③不連續攤鋪時,攤鋪機內應有材料貯存,不得攤光等料。如等料時間過長,可立即攤完做接縫處理。
④半剛性基層標高往往不易控制,常采取負誤差控制。如誤差較小時,可用下面層材料補足,故下面層用標高控制(走鋼絲)。如負誤差超過3cm時,則先用下面層材料人工鋪設找平層,經壓實后開始攤鋪。下面層的標高控制準確,中面層及上面層可用厚度控制,可獲得較佳平整度。
⑤補料,只要配合比正確。攤鋪正常,不離析、不拉溝,攤鋪中不應當補料,特別在中、下面層更不應當補料。若上面層攤鋪中發生不正常情況,如粗顆粒集中需要補料,應使用過篩的細料均勻填縫。
⑥基層潮濕或雨后未干,不得攤鋪,如攤鋪中遇雨應立即通知拌和站停機,不得冒雨攤鋪。
⑹碾壓控制。
①初壓起平整穩定作用,選用10t左右鋼輪壓路機,初壓溫度110℃~130℃為宜,只要不發生推移,盡可能爭取早壓,尤其在低氣溫情況下。
②復壓起壓實作用,這是關鍵的壓實工序,用16~20t輪胎壓路機,它有搓揉和使顆粒重新排列的作用,復壓溫度以90℃~110℃為宜。這種工藝必須由技術嫻熟的工人施工,并在試驗路面中測試,使壓實度及平整度符合規范要求,才能保證質量。
③終壓起整理作用,可消來輪跡等。終壓使用鋼輪壓路機或組合式壓路機,終壓溫度70℃~90℃為宜。終壓時,經常用3m直尺檢查平整度,發現問題便于及時采取措施。此項檢查應視為一道必要工序,對保證路面的平整度甚大重要。
⑺施工接縫控制。
①縱向接縫,如攤鋪機不能進行全幅攤鋪時必須有2臺以上攤鋪機前后按梯陣排列的攤鋪,形成熱接縫,縱縫不允許冷接。
②橫向接縫,橫向接縫至關重要,如處理不好影響平整度,其接縫隙可平接或斜接,為保證平整度,橫向接縫應補充橫向碾壓。
⑻加強動態控制與總量控制。
動態控制是衡量施工質量穩定性的重要指標,也是評價施工單位的技術水平與管理水平的重要依據。例如油石比的指標對瀝青路面質量甚為敏感,使用先進設備、管理得當,平整度完全可以控制在±0.1cm以內,可以作為作業控制標準,其它如馬歇爾穩定度、流值、孔隙率以及壓密度、厚度均可繪制以工作日為橫坐標的動態控制曲線,此外,為了掌握當日鋪裝的厚度動態,除了在攤鋪中隨時測定和壓實后取芯測定外,總量控制也是一種有效的評價手段,當日鋪裝平均厚度T(cm)可由下式計算:
T=100M/(D×L×W)
式中:M——當日出廠混合拌料總量,t;
D——實測密度,t/m
3;
L——實鋪長度,m;
W——實鋪寬度,m。
為保證全斷面的厚度符合設計與規范的要求,平均厚度T應不小于h+0.1(h為設計厚度)。
4 結束語
高等級公路的瀝青路面工程是公路工程的重要組成部分,在基層、底基層及路基符合規定要求的情況下,瀝青路面的工程質量直接影響公路的使用功能,在施工過程中應系統地加以嚴格控制,科學組織施工,保證其工程質量不但可以保證行車安全,也可減少維修費用,產生巨大的經濟效益。在桐樅公路的施工中我們針對施工中存在的問題采取以上所述相應措施取得了很好的效果,不但保證了施工質量、進度,而且多次受到業主、監理單位的好評;并將積累的知識進行了總結,希望在今后的施工中予以參考、借鑒。
參考文獻:
⑴公路瀝青路面施工技術規范(JTG F40-2004)[S]