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排水性沥青混凝土路面施工技术

2017-11-08刘少华

科技创新导报 2017年26期
关键词:配合比设计施工工艺

刘少华

摘 要:排水性(或透水性)沥青路面是能在混合料内形成排水通道及压实后空隙率约为20%的新型沥青混凝土面层,这是一种品质高、性能优的高速公路路面结构。在本文中,笔者结合实际案例,探讨排水性沥青混凝土路面施工技术的应用。

关键词:排水性沥青路面 配合比设计 施工工艺

中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)09(b)-0051-02

1 工程概况

XX高速公路排水性沥青混凝土路面是双向六车道,全长17.52km,且全线穿越年均降水量1000~1100mm的亚热带气候区,降雨集中在4~9月,约占年降水总量的40%~50%。该道路工程路面的上、中、下面层分别是4cm PAC13排水性沥青混凝土、6cm SUP20沥青混凝土和8cm SUP25沥青混凝土,其中中面层中掺有2.25‰聚酯纤维。

为了满足工程施工要求,排水性沥青混凝土路面施工选用的原料包括高粘度改性沥青、矿粉及粗、细集料。其中,粗集料选用5~10mm、10~15mm两种规格,注意不得用3~5mm集料,因为PAC是一种间断级配的混合料;细集料选用0~3mm玄武岩机制砂;填料选用优质的石灰岩矿粉及其用量约占集料总重量的5%;高粘度改性沥青是70#沥青、TPS改性剂按88∶12配制而成或SBS改性沥青、TPS改性剂按92∶8配制而成,其中改性方式是骨料改性。

2 排水性沥青混凝土路面施工工艺

在案例工程中,排水性沥青混凝土路面施工的主要工序包括配合比设计、拌和、运输、摊铺、碾压及接缝处理。下面,笔者针对每一种施工工序进行如下阐述。

2.1 配合比设计

排水沥青混凝土设计原理是通过调整矿料的级配比例,使形成的混合料存在较大空隙,一般孔隙率为15%~20%,从而使水通过空隙直接排出路面,达到沥青路面无积水的目的。为了达到孔隙率的要求,配合比设计中用到的细集料较少,尤其是填充骨架的3~5mm碎石,用量一般控制在5%以内,由于细集料少,导致混合料不密实,沥青混凝土的强度主要靠胶结材料的粘结作用,所以,需要添加部分外加剂,增加沥青与矿料之间的粘结力,该混合料添加了TPS改性剂,有效的提高了沥青与矿料之间的粘结力,达到强度要求。

2.2 拌和

由于该混合料对级配的敏感度高,在排水性沥青混合料的拌和中,必须明确下列操作要点:(1)选用TAP-4000LB型以上的间歇式沥青拌和机,其配有除尘设备,有准确的计量称重系统,在生产前经专业部门进行标定,达到准确控制沥青、矿料及TPS改性剂的加入量,配有专业计时装置,可控制各种材料加入时间及干拌、湿拌时间,又可通过摄像头监控改性剂的加入,同时控制室内配备的打印设备可打印沥青、矿料的用量。(2)温度控制,即在每天拌和前,先放出与设计温度不符的集料,待进入热料仓的矿料温度达到要求后,再按正常方法加入沥青,见表1。(3)拌和周期,即通过试拌确定湿、干拌时间分别为45s、8s,据此算出每一盘混合料拌和的正常周期约为65s。(4)TPS改性剂添加,即通过骨料改性的方式,直接将TPS改性剂加入拌和锅中,从而借助骨料在拌和中的剪切力来实现改性,期间注意控制温度计TPS改性剂的投放时机,其中最佳投放时机应是沥青最初向锅内喷射时,具体通过将电铃传感器安装在开启的气缸上来提醒投放,同时将摄像头安装在投放口来监控是否漏投。

2.3 运输

为了保证排水性沥青混合料的性能,要求按拌合站的日生产量及实际运输距离来选定运输车辆的吨位、型号及数量,同时注意下列要点:(1)由于该混合料粗集料较多,为防止装车出现离析,混合料装车时采用前后中顺序。(2)在运料车上覆盖双层篷布,车厢两侧设置保温措施,以实现防污染、防雨及保温的目的。(3)在运料车抵达现场后,检测混合料的温度,分为车顶和车厢侧面检测,车厢侧面设置测温孔,以保证其≥170℃。(4)在车厢底、侧板涂抹植物油,以防沥青粘结在车厢板上。(5)选用15t以上的自卸汽车运送混合料,以适应拌和能力与摊铺速度的要求,同时达到保温目的。(6)在摊铺开始时,等候在施工现场的运料车数量保证每台摊铺机前不少于2辆。(7)安排专人指挥运料车卸料,保证其与摊铺机的间距在10~30cm,并挂空挡及由摊铺机推动前进。

2.4 摊铺

鉴于排水性沥青混合料内含有较多的粗集料,则先分别将主、副夯锤振幅设置为3mm、0mm,同时保证熨平板振动开度、夯锤开度在整个摊铺施工中保持4级水平。在排水性沥青混合料摊铺中,要求注意下列要点:(1)在摊铺前,检查防水粘层是否存有缺陷,若有,则进行人工补洒。(2)摊铺机熨平板提前0.5~1h预热至100℃或以上。(3)安排2台摊铺机间隔2~4m梯队全幅摊铺作业,期间保持2台摊铺机熨平板振动开度与夯锤开度的一致性,从而保证两副混合料的初始密实度相同。(4)按拌和站的生产量、摊铺宽度及厚度等设定摊铺速度,以保持摊铺均匀、缓慢及连续不间断。(5)调整摊铺机至最佳状态,如螺旋布料器转速与链板送料器速度、料门开度相配,同时混合料表面比螺旋布料器的2/3略高。(6)跟机测量混合料的松铺系数、摊铺温度,并如实记录,其中松铺系数和摊铺温度的要求值分别为1.2、155℃~170℃。(7)在未压实混合料前,不得随意踩踏,并安排专人巡查,以发现及处理局部出现裂缝、波浪、离析、油斑等问题。(8)由于路面混合料细集料少,容易出现布料离析,根据试验段情况在摊铺机螺旋布料器适当位置增加反向叶片。

2.5 碾压

为了保证排水性沥青混合料的碾压质量,要求坚持“紧跟、慢压、高频、低幅”原则,并严控碾压遍数,具体应注意下列操作要点:(1)选用轮胎压路机、双钢轮压路机,并排进行梯队碾压,注意从低处碾压至高处时,压路机的轮迹应平行于路基中线,且相邻碾压带的重叠面积为15~20cm轮宽。(2)在混合料摊铺结束后,马上进行初压,注意压实温度为150℃~165℃,不得出现开裂、推移现象。(3)在初压后,及时检查路拱、平整度及按需进行修整,然后再用双钢轮压路机进行复压。(4)胶轮复压,路面温度控制在120℃以上,为防胶轮压路机在高温下粘轮,胶轮在碾压时轮胎上涂植物油,注意严格控制胶轮碾压遍数,一般不得超过2遍,防止细集料上浮,堵塞空隙。(5)终压采用双钢轮压路機,主要静压,从而消除压痕及稳定细料。

2.6 接缝处理

接缝处理是排水性沥青混凝土路面施工的最后工序,其包括纵、横缝。其中,纵横缝以热接缝为主,倘若条件有限,则按要求切缝;横接缝以控制平整度为主,倘若条件有限,则采取与纵接缝同样的方法进行切缝,一般情况下不要出现纵向冷接缝。

3 讨论

在排水性沥青混凝土路面施工结束后,应按要求进行质量检测,如表2所示。结合表2中数据可知,质量检测发现排水性沥青混凝土路面的施工质量基本达标,且混合料的外观均匀,全程未出现离析现象,同时在运输过程,通过覆盖两层帆布进行车顶和双侧车厢保温棉保温,实现了到场温度几乎零损失。虽然摊铺、碾压温度满足设计要求,但检测发现,每摊铺10m,温度下降8℃~10℃,则要求尽量在碾压中少喷水,以控制温度散失及保证复压后的温度保持在120℃~140℃。另外,为了保证排水性沥青混凝土路面的施工质量,做好整个施工阶段的交通管制工作非常必要,比如:全面封闭交通;在表面温度<50℃时,才能开放交通,但严禁急转弯或刹车,该沥青路面配合比设计中虽然增加了改性剂,但是沥青与矿料之间的粘结力在一定范围内是有限的,导致在该路面在应用领域还存在一定局限性,目前建议在有特重交通要求的高速路上不要进行应用,主要用于中、重交通和城市道路,但是随着科技的不断进步,相信该设计理念必将在公路领域得到全面推广。

参考文献

[1] 范华斌.OGFC排水性沥青混凝土路面的施工技术浅析[J].中国新技术新产品,2015(9):109.

[2] 孙涛.排水性沥青混凝土路面的施工技术在道路施工中的应用[J].交通世界,2015(6):122-123.

[3] 吴海林,马翔.AMRT封层技术在排水性沥青混凝土路面中的应用研究[J].公路,2015(10):237-240.

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