奧塔封層(OTTA SEAL)是起源于挪威的一種特殊的路面處治形式,它最早應用于挪威的奧塔谷(THE OTTA VALLEY),所以就把這種路面處治形式命名為奧塔封層。奧塔封層的特別就在于,其他形式的表面處治對骨料的要求都很嚴格,但奧塔封層對骨料的形狀、強度、級配以及粉塵的含量的要求都很寬松。奧塔封層的骨料因地制宜,就地取材,因而造價較低,在非洲得到了廣泛的應用。
1工程概況
我公司承建的莫桑比克空巴那公路工程路面處置方式采用的就是奧塔封層。該工程項目主要是對原有道路進行改造并加寬,底基層為機械穩定土,基層采用石灰石穩定土結構。奧塔封層施工位置是施工路段的前后兩端,總長2000米。
道路主要技術參數:奧塔封層寬度5.5米;透層施工寬度為6.0米,透層油型號MC30;面層瀝青型號MC3000,骨料的粒徑范圍是5~19毫米。交通車流量每天約200輛,無大型超載車。
項目位于莫桑比克中南部的抑尼揚巴內省馬歇歇市西南方50KM處。該地區屬亞熱帶海洋性季風氣候,全年分旱、雨兩季,4~9月為旱季(涼季),10~3月為雨季(熱季)。熱季時氣溫可達40余度。
2施工準備
2.1人員組織
在滿足空巴那公路項目施工進度計劃的前提下,結合現場施工的實際情況,為瀝青施工配備了2個中方職員、5個操作手、2個修理幫工和9個勞務。
2個中方職員:一位技術人員負責現場施工,一位修理工(加2個外籍修理幫工)負責所有現場設備的運轉和維護;
5個操作手:瀝青灑布車、膠輪碾、裝載機和上下班的交通車分別配備一個專業司機;水車和懸掛石屑撒布機的自卸車共用一個司機;
9個勞務:一個中方勞務負責協助管理現場施工,另8個外籍勞務負責清理基面,放線,補灑瀝青,掃勻石子等工作。
2.2施工設備(下表)
施工設備配置表
序號 |
設備名稱 |
設備能力 |
數量 |
來源 |
用途 |
1 |
瀝青灑布車 |
8500L |
1 |
國內采購+海運 |
灑布透層瀝青和面層瀝青 |
2 |
石屑攤鋪機 |
|
1 |
國內采購+海運 |
骨料攤鋪 |
3 |
膠輪碾 |
16T |
1 |
租用TARCON+托運 |
碾壓 |
4 |
裝載機 |
5T |
1 |
原169項目+托運 |
篩料以及骨料裝車 |
5 |
灑水車 |
8T |
1 |
國內采購+海運 |
濕潤基層 |
6 |
自卸運輸車 |
15T |
1 |
阿曼項目+海運 |
骨料運輸和懸掛攤鋪機 |
7 |
油動鼓風機 |
|
1 |
租用當地 |
基面清理 |
2.3材料準備
2.3.1瀝青
2000米的奧塔封層施工總共需要瀝青MC30為6600L,MC3000為19800L;因為瀝青用量小以及項目規模小等因素,沒有瀝青供應商愿意給我們提供,因此我們選擇在馬普托市場購買商業瀝青,瀝青灑布車運輸的方法。工程實施證明,這樣雖能滿足工程施工的需要,但加長了施工工期,增加了項目的成本。
2.3.2骨料
由于該公路級別較低,再加上奧塔封層本身對骨料的要求并不是很高,故骨料采用篩分后的石灰石石料。由于業主指定的石料場地下水位較高,天然石料含水率較高,不能直接過篩??紤]到晾曬,提前奧塔封層施工計劃前2個月就開始了開采石料作業。
我們用反鏟配合推土機開采天然石料,用運輸車運到事先清理好的干燥、空曠場地。在空場地堆料控水后用反鏟翻料,風吹日曬3個星期左右,即可過篩而得到工程需要的5~19mm的骨料。
3.奧塔封層施工
3.1施工準備
在奧塔封層開始施工前,石料運輸到施工現場附近的料場,注意石料不能直接堆放在泥土地上。
現場對基層面進行整平處理。工人利用油動鼓風機清理基層表面的灰塵。
清理完畢后,用石塊標出瀝青面層的邊界,并少量灑水,使基層表面濕潤,利于透層油的滲入。
3.2透層施工
透層是為了使瀝青面層與非瀝青材料基層結合良好,在基層上噴灑乳化瀝青、液體瀝青或煤瀝青而形成的透入基層表面一定深度的薄層。在本瀝青路面工程中基層是石灰穩定土基層,屬于半剛性基層。按照技術規范,應噴灑透層瀝青。設計要求的透層油為MC-30稀釋瀝青,噴灑寬度為6m,噴灑率為0.6L/m
2。
3.2.1透層瀝青噴灑率的確定
在開始透層施工之前,為了得到設計要求的噴灑率0.6L/m
2,我們和監理工程師一起做了一個試驗。試驗過程如下:
①先加工制作一個長6M,寬28CM,深度為25CM的長條矩形鐵槽。
②準備工作完成后,用秒表開始計時,同時打開瀝青灑布車閥門,往鐵槽內噴灑瀝青,大約30秒后關閉閥門并計時。按照長方體求得盒子里的瀝青體積,和用標尺測量的瀝青罐內減少的瀝青量相對照,檢驗標尺的準確度。
③求出單位時間內瀝青泵的瀝青生產量
④根據公式V=Q*3.6/B*q,求出瀝青灑布車的行駛速度
V——瀝青灑布車的行駛速度,km/h
Q——瀝青泵的生產率,L/s
B——瀝青灑布寬度,m
q——設計要求的灑布率,L/m
2
試驗結果如下:
序號 |
噴灑時間 |
盒子里瀝青的體積 |
標尺測量的噴灑前后瀝青減少量 |
瀝青泵生產率 |
瀝青灑布車的行駛速度 |
1 |
30S |
163.8L |
160L |
5.46L/S |
5.46 km/h |
2 |
25S |
135.4L |
134.5L |
5.416 L/S |
5.416 km/h |
3 |
35S |
191.2L |
191L |
5.462 L/S |
5.462 km/h |
最終,本工程采用3次試驗的平均車速5.44 km/h為現場控制的瀝青灑布車的行駛速度。
在各項準備工作完成后,按照5.44km/h控制瀝青車的行駛速度試噴灑200米的透層油。標尺測得前后兩次瀝青罐里瀝青量的差值,就是實際的瀝青噴灑量,再除以噴灑面積,就可以得到實際的瀝青噴灑率q=(8000-7281)÷(200×6)=0.599 L/m
2。按照技術規范要求按此車速行駛,瀝青噴灑率符合設計要求。
3.2.2透層施工的幾點注意事項
在透層施工中,要注意以下幾點:
①大風或者將要下雨天氣,氣溫低于10℃時,不能噴灑透層油。
②噴灑透層油后,嚴禁人和車輛通行,設置標志牌,引導車流進入便道。
③透層油灑布后應待充分滲透,一般不少于24H后才能攤鋪上層,但也不能很久不做上層施工,應盡早施工。
④MC-30稀釋瀝青在加熱、存儲和噴灑溫度控制在規定范圍內(24小時內最高存儲溫度65℃,超過24小時最高存儲溫度30℃,噴灑溫度45℃~60℃)。特別注意:瀝青加熱溫度超過其要求的最高溫度,則不可使用,并應從現場清除。應采取各種措施,以保持噴灑的瀝青溫度在要求溫度的上下5℃范圍內。
3.3奧塔封層施工
3.3.1瀝青灑布率和石料撒布率的確定
由上述試驗得知本工程采用的瀝青車的瀝青泵生產率為5.44L/S。本項目兩公里的奧塔封層施工,分別采用了1.6L/m
2和2.0L/m
2的噴灑率,根據公式V=Q*3.6/B*q,可以求出每公里瀝青灑布車的行駛速度V
1=2.22 km/h;V
2=1.78 km/h 。
石料撒布率用類似的試驗方法來確定單位時間撒布的石料量,然后根據公式V=Q*3.6/B*q來計算行駛速度。
V——懸掛石屑撒布機的自卸運輸車的行駛速度,km/h
Q——單位時間通過石屑撒布機的石料量,m
3/s
B——石料撒布寬度,m
q——設計要求的石料撒布率,本項目要求的灑布率為0.016 m
3/m
2。
在這里需要注意的是:公式中各值代入要正確,注意各值的單位。尤其是公式中寬度B的代入,瀝青灑布寬度和石料撒布寬度不一定相同,這點要注意以免因計算錯誤而影響現場施工。
在正式施工前仍然要做試驗段,以檢驗按照計算車速施工是否滿足灑布率的要求以及人員組織、機械配備和壓實遍數。
3.3.2路面封層施工
路面封層的施工方法采用層鋪法,用瀝青灑布車和石屑撒布機聯合作業,必須保證碎石在瀝青噴灑后的15分鐘內完成。
本項目購買的瀝青車一次最大灑布寬度為6m,懸掛式石屑撒布機一次最大撒布寬度為3.1m。因此在路面面層施工中,瀝青車在前灑布5.5m寬的瀝青,石屑撒布機在后撒布2.8m寬的石料。石屑撒布機是懸掛在自卸運輸車后的,運輸車每車裝料在9m
3左右,而鋪筑100m需要石料為0.016m
3/m
2×100m×5.6m=8.96m
3,根據石料距現場的距離和經過試驗段的施工,發現瀝青車每次噴灑瀝青200~300m為宜。一定要合理的組織現場施工,保證瀝青灑布后及時的撒布石料和碾壓。每段之間的施工搭接,本項目采用的是沿著接縫的先前施工面上覆蓋薄鐵皮,與接縫向后保持足夠的距離,以確保在下一段施工面上噴灑瀝青時,可以以要求的速率運行,同時可防止已施工面的額外噴灑瀝青。在施工結束時,采用同樣的方法以確保接縫整齊。
瀝青與碎石撒布時應保持穩定的速度和噴灑量,使瀝青和石料分布均勻。在骨料撒布后,路面用掃帚由人工慢慢拖過,局部過多或過少的瀝青和碎石由人工清除或填補。石料撒布一段后(不必等到全段撒布完)進行碾壓,本項目采用16t膠輪壓路機碾壓,膠輪碾平行于道路中心線,從路肩向路的中間方向碾壓,碾壓不少于實驗測定遍數,每次輪跡重疊約300mm。碾壓速度開始不超過2km/h,以后可適當增加。最終路面外觀均勻,沒有壓路機輪胎痕跡。
3.4開放交通和后期養護
在碾壓結束后即可開放交通。在通車初期,通過擺放路障控制行車,使路面全部寬度得到行車均勻壓實。在路面成型之前限制車速不能超過30km/h。由于行車而脫落的石子應及時清掃處路面。
4. OTTA SEAL 施工總結
我認為在奧塔封層施工中,我們的工作有得有失。通過本項目的實施,我認為在以后瀝青面層施工中,我應該注意以下幾點:
①在開始瀝青噴灑作業之前,用石頭,線繩等標出作業邊界,即可保證道路邊界的美觀,又可以避免不必要的浪費。道路兩邊若有構筑物要用編織袋等遮蓋,免得造成污染。
②瀝青灑布時,灑布車的行駛速度要勻速,噴射壓力要穩定,以保證瀝青灑布均勻,如有漏灑,少灑,多灑,要及時處理,以免碾壓清掃后石料出現空白、稀疏、稠密等骨料不均勻質量問題。
③在瀝青施工前,要對瀝青灑布車進行全面檢查,要保證車輛運行的平穩性和瀝青噴嘴完好性;瀝青作業完成后,一定要及時的對設備進行必要的檢查和保養,特別是要對瀝青噴嘴的清洗。
④要合理安排施工時間,保證瀝青噴灑后及時撒布石料,以免因瀝青溫度下降而降低瀝青和石料之間的粘結度。
⑤要雇傭和培養具有良好技能的瀝青灑布車和石屑撒布機操作手,以便于瀝青路面的施工收到一個良好的施工效果。
⑥瀝青面層石料一定要保證潔凈、干燥,并嚴格控制超粒徑,以免因堵塞石屑撒布機的出料口而造成撒布不均勻。
⑦由于奧塔封層對骨料的強度沒有特別高的要求,因此在施工的時候,應根據骨料的強度選擇合適噸位的壓路機。
5.結束語
奧塔封層是一種經濟實用的路面結構形式,在非洲得到廣泛的應用。莫桑比克大部分地區都缺乏良好的石料來源,本項目是莫桑比克抑揚巴內省公路局引進奧塔封層的試點項目。由于莫桑比克國家比較窮,這種即經濟又實用的公路面層處置方式,對將來莫桑比克省級道路施工是最好不過的選擇。
奧塔封層的使用范圍廣泛,對骨料更是因地制宜,就地取材,因而造價較低。奧塔封層多為發展中國家所選擇。本項目的實施對我公司發展亞非拉國家公路市場有著一定的借鑒和指導意義。