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反压预热工艺在沥青混凝土路面施工纵向冷接缝中的应用

2021-01-27徐昔陈持逊李鹏陈文青

中国公路 2020年23期
关键词:摊铺机摊铺碾压

徐昔 陈持逊 李鹏 陈文青

(1.湘乡市交通运输局,湖南 湘潭 411100;2.核工业长沙中南建设工程集团公司,湖南 长沙 410100)

沥青混凝土施工的接缝分为热接缝和冷接缝。热接缝是指道路满足两台以上摊铺机宽度同步摊铺时采用,与全幅摊铺无异,纵向施工缝连接强度较好。冷接缝是指新铺沥青混凝土与经过压实成型后的已铺沥青混凝土拼接形成的接缝。因两幅不同步,松铺系数、机具、压实遍数和工艺等不尽相同,冷接缝处沥青混凝土的压实强度、整体黏结能力等指标难以达到要求。

沥青反压预热指的是混凝土路面提质改造为沥青混凝土路面的施工过程中,在铺设沥青混和料时,调整盖在已铺设沥青面层处摊铺机熨平板的厚度,将热料盖在已成型的沥青混凝土上,使接缝处的沥青混凝土通过预热软化,然后进行压实的过程。

一、工程概况

湖南省省道332线湘乡至棋梓桥公路改建工程线路设计全长32.759km,设计行车时速为60km,路基宽度10.0m,路面宽度8.5m,面层结构采用4cmAC-13C细粒式沥青混凝土,上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土,下面层+1cm沥青表处封层、透层。

该道路为湘乡到棋梓镇的交通要道,交叉路口及附近的厂矿企业较多,不宜采取全封闭方式施工。路面施工时间为2016年,正处于沪昆高速公路潭邵段大修封闭施工时期,车辆只能从国道和省道绕行,该道路是地方绕行的主要道路之一,因此施工该道路交通管制的压力和对施工质量的控制尤为重要,是半幅施工半幅通车的典型案例。

二、实施技术

(一)沥青混和料的生产

粗集料与沥青之间应有良好的黏附性,以碱性的石灰岩比较适宜。严格控制细集料的纯洁度,避免采用风化石料,可采用天然砂、机制砂或石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质、有适当的颗粒组成,质量符合《沥青路面施工技术规范》的要求。填料须采用石灰岩或岩浆中强基性等憎水性石料经磨细后得到的矿粉。

用确定的各种集料比例与沥青试样并制备马歇尔试件,通过马歇尔试验结果分析确定目标配合比设计的最佳沥青用量。以此矿料配合比例调整拌和设备及各种冷料仓的进料速度,验证设备进料的稳定性。按目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三阶段设计沥青混合料配合比。

沥青混和料的生产根据标准配合比配料单严格控制。沥青混和料拌和时间应为40s~50s,干拌时间不得少于15s。混和料出厂温度宜为155℃~175℃,超过190℃时应废弃。时刻检查混和料的均匀性,及时分析异常现象并纠正,对不合格的料应主动废弃。

(二)沥青混和料的运输

依据拌和站与施工现场的距离计算,配足运输车辆的数量,确保沥青摊铺机能连续不间断地摊铺。沥青混和料运输用的车辆应保持车身车厢洁净,在拌和楼装料时,应前中后移动3次装料,从而减少离板现象。运输车辆应有符合要求的篷布覆盖措施,装好料后应立即将混和料满幅覆盖。

运输车辆在倒车靠近摊铺机10cm~30cm时,不得撞击摊铺机。缓慢卸料,不得将料溢出摊铺机接料口,靠摊铺机推动前进。

(三)沥青混和料的摊铺

通过试验路段确定沥青混凝土的最佳级配,沥青、矿粉、粗细集料的用量,选择好压实机具,确定压实厚度、松铺系数、压实遍数和施工组织等。工艺流程按:喷洒透层油→测设高程基准线→慰平板预热→混和料到场→检查油温→摊铺→初压→检查油温→筛补→检查油温→复压→检查油温→终压→养护→开放交通。

由测量人员将边线和高程测量好,用钢丝绳引导摊铺机导轨摊铺。沥青混凝土到达现场的温度控制在140℃~160℃之间,混合料外观必须颜色一致,无粗细料分离和结块现象。摊铺机开始工作前,熨平板提前预热,受料前受料仓内应涂刷少量柴油防止粘料。摊铺机起步后,沥青混凝土的松铺厚度以试验段总结出的摊铺系数乘以设计厚度为准。采用特制钢钎紧跟熨平板后测量摊铺厚度,同一断面测量3点~4点。

(四)前半幅路面注意事项

半幅路面达到条件后方可开放交通。开放交通时,中缝处应设置水马、安全锥桶等隔离措施。

不提倡中缝施工时采用切缝机将已摊铺好的沥青切成垂直断面。经过现场施工对比,在原有沥青成型截面上直接摊铺沥青混凝土,预热效果、接缝质量和耐久性更好一些。

在半幅摊铺时,摊铺机行走路线要直,尽量避免走S线。同时在摊铺半幅路面时,注意观察螺旋器内和熨平板前部混和料的堆积焊,要保持摊铺宽度范围内均匀一致,中线尽可能摊出一个整齐断面,切忌摊出一个长的坡面。

(五)接缝施工准备

在喷洒黏层油前应检查纵缝断面状况,如果有被车辆碾压成弧形截面或较长坡面的,则应该切除这部份沥青,然后清理浮浆残留物等,采用高压水清洗,待路面干燥后,用鼓风机将表面灰尘等污物吹除干净。

经检查满足要求后,喷洒乳化沥青黏层油,黏层油应洒满中缝处的垂直断面,并与已摊铺面重叠10cm左右。

沥青摊铺时,调整摊铺机边板,让部分沥青盖在已成型的沥青面上反压预热,厚度约2cm~3cm,覆盖宽度5cm~10cm(具体根据下层厚度和摊铺时环境温度控制调整),待接触面的旧沥青预热软化后,将原沥青表面的预热沥青粗骨料推回至新铺设的松散沥青混和料中;然后用平铲反复将细料搓压,填充在中缝沥青混凝土的表面处。摊铺时,摊铺机保持连续、均匀、不间断地摊铺,速度控制在3m/min~5m/min之间。

(六)碾压

沥青混合料碾压时的温度,直接影响沥青混和料的压实质量。为保证压实度和平整度,初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下,尽量在摊铺后较高温度时开始碾压,不得等候。温度较高时,可以获得较高的密实度和较好的压实效果;而温度较低时碾压工作变得困难,且容易产生难以消除的轮迹,造成路面不平整,产生空隙并易积水渗水,引起路面早期水损坏。

沥青混和料宜优先采用组合式碾压,即钢轮压路机初压,然后用胶轮压路机和钢轮组合复压,最后钢轮终压的方式。胶轮压实是一种揉搓式的压实,压实效果好,而且能够去除钢轮压实产生的细小裂缝;同时胶轮压实会使混合料中沥青、矿粉、细集料等形成的胶浆上浮,使上表面更加紧密,防水性更好。

钢轮压路机沿着纵向中缝第一次碾压,碾压时采用静压方式,压路机主要在已成型的沥青路面上行走,钢轮只覆盖新沥青混凝土10cm~20cm。

为使中缝处沥青得到最大的密实度,初压后从路边缘往接缝处全幅静压。初压一遍后,采用胶轮碾压。然后开启振动方式碾压,振动压实按从外侧到内侧的方式进行。碾压时应将驱动轮朝向摊铺机,碾压路线及方向不应突然改变。

碾压成型沥青混混凝土温度降到60℃以下时,开放交通。

图1 初压时的状况图

图2 终压后的状况

三、结语

经过交工验收检测和两年多时间的通行检验,湘棋公路沥青混凝土路面质量稳定。反压预热工艺也在湖南韶水干线一期路面施工中得到充分应用和论证,沥青平整度、黏结性良好,中缝不明显,行车舒适度高得到充分体现。

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