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沥青混凝土施工技术在公路工程施工中的应用

2021-07-31岳超辉

工程技术研究 2021年11期
关键词:摊铺机摊铺沥青路面

岳超辉

河南省平顶山市宝丰县公路事业发展中心,河南 平顶山 467400

随着我国基础交通网络持续完善,公路工程建设规模日益扩大,质量要求也更加严格,同时经调查发现国内公路路面结构层大概80%以上均为沥青混凝土路面[1]。如果沥青路面摊铺技术选择不当,容易产生多个类型的病害,显著提高养护运营成本,并干扰车辆行驶舒适度,甚至可能造成严重的交通事故。选择合理、可行、先进的沥青混凝土施工技术已经成为工程人员要解决的重要问题。

1 沥青混凝土施工前的准备工作

1.1 原材料控制和设备检查

沥青混凝土原材料是影响其物理力学性能和使用性能的直接因素,在施工前一定要对进场的原材料进行检验。第一,控制沥青混凝土中骨料的最大粒径,集料最大粒径会影响沥青混凝土的车辙阻力和路面阻力。第二,控制沥青混凝土的酸性浓度,沥青原材料的酸性高,会降低沥青与其他骨料的黏结能力,且沥青混凝土的酸性浓度不宜过高。第三,控制集料与机制砂指标,沥青混凝土的集料破碎值、磨损值等参数应满足规范要求,同时在条件允许的情况下,尽量选择干净、粗糙的机制砂(与沥青混凝土中的骨料黏结性能好)[2]。施工人员应在施工前对施工机械(如摊铺、碾压设备等)进行详细检查,并结合具体施工条件进行调试。

1.2 修筑试验段

为了提高沥青路面施工质量,在机械设备、材料、人员等全部进场后,应在监理工程师的允许下修建试验段,以优化机械型号及组合、摊铺碾压温度、施工工艺、压实遍数等。试验段修建完成之后,还要对沥青混凝土路面进行压实度、沥青含量、渗水性、马歇尔指标等的检测,各项指标均检测合格后才能开展下一步的施工作业。

2 沥青混凝土的具体施工工序及要求

2.1 沥青混凝土拌和与运输

沥青混凝土拌和应在专门的场地进行,并设置防雨措施。沥青混凝土拌和期间,必须严格控制搅拌时间、温度、混合料含水量等参数。施工人员应确保沥青混合料出厂温度在140~165℃,不能对混合料重复加热,如果混合料温度过高或过低要直接废弃。同时,沥青混凝土出厂时应均匀一致,无花白料,用自卸汽车运输至施工现场,输送罐应涂抹油料,避免与混合料产生黏结现象。沥青混凝土在运输期间还应采用棚布覆盖,避免沥青混合料热量损失或被雨淋[3]。

2.2 沥青混凝土摊铺

(1)摊铺机施工工序。摊铺机是进行公路沥青混凝土路面摊铺作业的关键设备。路面在摊铺前应首先利用自卸汽车将沥青混合料卸入摊铺机料仓内,然后通过刮板输送器运至摊铺室,再将沥青混合料用振捣器捣实,随后按照设计摊铺宽度、厚度等进行摊铺整平[4]。沥青路面摊铺机施工工序如图1所示。

图1 沥青路面摊铺机施工工序

(2)摊铺参数确定。①摊铺宽度:在确定沥青混凝土路面的摊铺宽度时,应在保障路面摊铺质量的条件下,最大程度上减少纵向接缝数量、提高摊铺宽度,尽量做到一次全幅摊铺。同时,如果沥青路面的纵向接缝无法避免,宜将其设在距离路肩较近位置,以改善行车道的平整度。②摊铺厚度:一般情况下,沥青路面摊铺层厚度最小值宜超过混合料最大粒径的2倍,主要原因在于当沥青摊铺层厚较小,可能会使摊铺机熨平板上下浮动,此时熨平板难以正常倾斜,甚至产生负倾斜而使得其两翼后拉,进而导致熨平板断裂而影响沥青路面摊铺质量。在沥青摊铺厚度初步拟定之后,还应测定路面实际摊铺厚度,如有必要可及时调整。

(3)摊铺机选择。目前,公路沥青路面摊铺设备一般包括履带式、轮胎式、复合式等,其生产能力一般由最大摊铺宽度确定,摊铺机具体分类和适用范围如表1所示。

表1 沥青路面摊铺设备生产能力 单位:m

工程人员可根据沥青路面横断面宽度、工期要求、工程量、工程预算等因素选择合适的摊铺设备,摊铺机生产率Q可按下式计算:

式中:Q为搅拌机生产率,t/h;KB为时间利用系数,0.75~0.95;v0为摊铺速度,m/h;B为摊铺宽度,m;h为摊铺厚度,m;ρ为沥青混合料密度,t/m3。

(4)摊铺施工。在沥青混凝土路面摊铺期间应从以下四个方面控制施工质量:第一,沥青拌和站供料应及时,确保面层摊铺连续,且混合料的搅拌温度、出厂温度、拌和均匀性等满足规范要求;第二,为避免沥青混合料产生离析现象,摊铺速度应稳定在2~5m/min;第三,路面摊铺结束后应进行初压、复压、终压,以确保路面施工质量,如果存在路面不平整现象,应及时修整;第四,沥青路面摊铺碾压完工后,为了确保路面不发生变形,应养护至少24h才能开放交通。

2.3 沥青混凝土压实

沥青混凝土的压实包括初压、复压、终压三个环节。其中,初压时温度混合料温度尚未冷却,可通过振捣器进行振动,再利用双钢轮压路机缓慢匀速碾压1~2遍,碾压期间如产生横向裂纹,应及时整改。复压是沥青混凝土压实的关键环节,直接决定路面能否稳定成型,碾压机械同样采用双钢轮压路机,应碾压4~6遍以上。终压的目的是消除轮迹、提高面层平整度,可选择静力双轮压路碾压1~2遍。

3 沥青混凝土施工质量动态控制方法

3.1 动态控制指标

(1)控制指标选择原则。公路沥青混凝土路面施工质量控制和验收指标数量较多,不同指标对路面使用性能的影响程度存在一定差异。若将规范中要求的全部参数当作沥青路面的动态控制指标会大幅度增加工作量,为了经济合理地实现沥青路面施工质量的动态控制,在选择控制指标时应坚持以下原则:①代表性原则,选择的指标要能反映该结构层的作用和功能;②可操作性原则,施工质量控制指标应尽量是能在工地实验室检测的常规指标,以免提高质量控制成本;③及时性原则,检测指标结果应能被快速反馈,以实现及时控制。

(2)控制指标筛选。沥青路面的施工质量控制指标筛选时一定要结合项目具体特点,一般可分成沥青混合料指标与验收指标两类,两类指标的具体组成如表2所示。

表2 沥青路面施工控制指标

3.2 动态控制原则

以往控制图状态判断采用的是3σ控制原则,质量控制的上限为µ+3σ,质量控制的下限为µ-3σ,其中µ为平均值,σ为标准差。如果所观察指标处于[µ-3σ,µ+3σ],则表明施工质量满足要求。质量指标落在控制上限或控制下限外的现象属于小概率事件,发生概率仅为0.27%。但是随着公路建设规模的日益扩大,人们对施工质量的要求越来越严格,3σ控制原则用于沥青路面的施工质量控制只能确保工程安全运营,难以建设出精品工程,笔者建议采用更加严格的µ±2σ控制原则来控制沥青混凝土路面的施工质量。

4 结论

文章分析了公路沥青混凝土路面的施工前准备工作、具体施工工序及动态控制方法,主要得到了以下结论:(1)沥青混凝土路面在施工之前应检测原材料性能和机械设备,并在监理工程师的允许下修建试验段;(2)沥青混凝土在拌和期间,必须严格控制搅拌时间和搅拌温度,确保混合料均匀一致;(3)沥青混凝土的摊铺和压实是决定路面施工质量的关键环节,施工单位必须重点关注该环节;(4)沥青混凝土施工质量控制指标包括沥青混合料指标与验收指标两类,可按µ±2σ控制原则进行控制。

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