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沥青混凝土路面施工质量控制策略

发布时间:2021-02-28 12:37人气:
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随着社会经济的发展,公路建设规模逐步扩大,现阶段的公路建设中普遍采用沥青混凝土路面形式,施工期间全面落实质量控制措施对于提高施工质量具有积极意义。结合348国道沙洋汉江公路二桥工程,阐述了沥青混凝土路面的施工工艺流程及应用优势,围绕其质量控制策略展开探讨,旨在给同行提供可行的参考。

1 工程概况

348国道沙洋汉江公路二桥工程路线全长4.45 km,路面结构包含两部分:(1)路基段路面,基本组成为4 cm厚上面层(AC-13C)+8 cm厚下面层(AC-25C)+0.6 cm厚乳化沥青稀浆封层+36 cm厚水泥稳定碎石基层+18 cm厚水泥稳定碎石底基层;(2)桥梁部分,路面基本组成为4 cm厚上面层(AC-13C)和6 cm厚下面层(AC-25C)。

2 沥青混凝土路面的工艺流程及应用优势

沥青路面指的是面层和基层等结构所组成的完整结构体系,以沥青、矿料等为基础材料,按特定配比制作并摊铺到位[1]。沥青混凝土为主要的材料形式,通过沥青的作用有助于提高矿料间的粘结力,使制得的沥青混合料具有较高的稳定性和强度,施工成型的路面可满足密实性、平稳性和耐久性的要求,具有较高的通行服务水平。沥青混凝土路面施工应有序推进,具体如图1所示。

图1 沥青混凝土路面施工工艺流程图

图1 沥青混凝土路面施工工艺流程图   下载原图

 

沥青混凝土路面的应用优势体现在如下几方面。

1)稳定性好。对于传统的路面形式,在高温条件下,随过往车辆的大规模通行,产生的负荷将作用于路面结构,由此产生路面变形现象,而沥青混凝土路面可有效避免此问题;此外,低温抗裂性能良好,在气温偏低时可抵抗收缩裂缝,保证结构的完整性。

2)水稳定性好。沥青混凝土路面运营期间将受到雨水的冲刷作用,但其水稳定性较好,可抵御水体的不良影响,从而避免沥青膜剥离、松散等质量问题。路面还可发挥出防护作用,确保路基的稳定性。

3 沥青混凝土路面施工的质量控制策略

根据工程建设要求,确定摊铺、碾压各环节的控制标准,包含压实度、厚度等方面,具体内容如表1所示。基层和底基层均采取集中厂拌(外购)的方式,底基层和基层均由施工机械摊铺,采用重型压实标准。经摊铺与碾压作业后组织检测,要求基层压实度≥98%,底基层压实度≥97%。

基层出现裂缝病害后将进一步向上反射,导致沥青面层形成裂缝,不利于车辆的平稳通行。此病害的出现与碾压期间沥青混凝土的含水量控制不当有关,应保证实际值不超过最佳含水量的±1%~±2%。碾压后组织养生作业,减少混合料水分的散失量。

表1 沥青混凝土面层施工技术偏差表     下载原表

表1 沥青混凝土面层施工技术偏差表

在确定质量标准后,采取行之有效的质量控制策略,具体做如下分析。

3.1 原材料质量控制和配比

沥青混凝土是集沥青、集料等多类基础材料而组成的混合料,原材料的质量和配比均会对混合料的工程性能带来影响。因此需组织试验,分析混合料的质量,确定合适的配比。

3.1.1 原材料质量

1)上面层为Ⅰ-D级SBS改性沥青,下面层为A级70号道路石油沥青。

2)粗集料选用石灰岩,借助反击式破碎机加工成合适粒径的材料,加强检测,避免针片状矿物含量偏高的情况。

3)细集料以机制砂和石屑为宜,在对硬质石灰岩轧制处理时需有效清理灰尘,以免因混入杂物而对沥青混合料的综合性能带来不良影响。

4)按配比要求选择适量质量达标的材料,水泥稳定碎石基层和底基层施工中,要求水泥用量分别为5%和4%,7 d无侧限抗压强度分别应达到5.0 MPa和4.0 MPa,或根据需求适当提高。

3.1.2 配比及拌和

组织马歇尔试验,目的在于确定合适的矿料级配和具体配合比[2]。根据前述分析,原材料质量将对沥青混凝土的综合性能带来影响,因此在使用材料前应做好抽样试验,剔除不达标的材料。

拌和期间应严格控制温度和时间,使各类基础物料充分混合。拌和阶段的质量控制措施主要有:(1)温度控制。配置温度计(带度盘和铠装枢轴),将枢轴从车厢预留孔内插入,使其深入到混合料的深度达15 cm,经检测后确定混合料的实际温度,分析与设计值的误差并及时采取调整措施。导热油加热温度160℃~170℃,矿料加热温度为170℃,生产所得的混合料温度应达到150℃~155℃。(2)取样检测。按照规定的频率取样,组织马歇尔试验,分析混合料在稳定度、孔隙率等各项指标的实际表现,判断混合料的质量情况。(3)拌和时间控制。每锅拌和时间约30~50 s,其中干拌环节至少需持续5 s,使各材料均匀混合。

3.2 摊铺及碾压

通过机械化作业的方式高效摊铺并碾压。根据施工现场对沥青混凝土的用量需求配置合适规格的拌和设备,及时生产混合料,避免停机等料现象[3]。摊铺期间应根据规范控制路面的宽度和厚度,接缝处理以热接缝方式为宜。碾压紧跟摊铺作业,以双钢轮振动压路机及轮胎压路机为主,两者协同作业,提高沥青混凝土的密实度和平整度,消除施工机械运行期间产生的轮迹。

3.2.1 摊铺

2台摊铺机联合作业,驾驶者密切沟通,保证在行进速度、摊铺厚度等方面均具有一致性。拼幅搭接宽度以10 cm为宜,由专员修整局部不平整之处。摊铺机运行期间利用传感器检测,根据所得数据对施工质量做出判断。

遵循连续摊铺的原则,非必要时应减少横向接缝的数量,全程摊铺速度以2 m/min左右较为合适,安排专员在摊铺机后方及时处理摊铺料,避免离析现象。以摊铺厚度为依据,合理调整螺旋布料器的高度,要求该装置的2/3埋入混合料内。

3.2.2 碾压

含水量是碾压期间的重点控制指标,若实测值与最佳含水量一致或略微偏高,即可组织压路机碾压作业,各段长度设为50~80 m。各段均要得到充分的碾压,不可因碾压而导致沥青混凝土推移。压实分阶段完成,初期轻振动碾压,待沥青混凝土具有足够的压实度后再进一步重振碾压,最后胶轮封面,清理前期施工期间产生的轮迹。

碾压期间可利用灌砂法检验施工质量,若压实度不达标则需进一步碾压。以混合料的最佳含水量为参考依据,合理控制初压时间,初压完成后依次组织复压和终压作业。碾压机械应匀速行驶,初压1.5~1.7 km/h,待沥青混凝土具有初步的密实度后,后续的碾压速度可提升至1.8~2.2 km/h,但全程需避免快速提速或急刹车的情况。无超高部分按照先两侧后中间的顺序碾压,超高处采取先内侧后外侧的方法,碾压重叠量取轮宽的1/2。

3.3 接缝处理

路面施工量较大,常涉及到接缝处理工作,其中以切除接头最为关键,此环节可利用直尺检测端部的平整度。以摊铺层面直尺脱离点为界限,根据实际情况利用切割机有效切割。

1)横缝位置。摊铺机施工应具有连续性,若因混合料供应不足、降雨等内外部因素的作用而导致中断时间达2 h时,宜设置横向接缝。以路线中心线为基准,要求横缝的方向与之呈垂直的关系,紧靠混合料放置2根方木,一侧利用砂砾或碎石回填,使填入该处的混合料略高于方木2~3 cm,经碾压处理后提高混合料的密实度。施工期间准确标记接缝桩号,横缝在顺路线方向的错开量需达到10~20 m。

2)纵缝位置。施工期间应尽可能避免纵向接缝,若必要时则在纵向断面处设置支撑(材料方面可选择方木或钢模)。相邻两侧的接缝错开量需达到50~100 cm,在形成的错开面均匀刷涂水泥浆。

3.4 养生

养生是沥青混凝土路面施工全过程的收尾环节,但养生质量将对路面的工程性能带来显著的影响,因此也需加强质量控制。碾压完成后组织质量检验,若达标即可进入养生环节,待养生期达到7 d后铺设上层水泥稳定碎石。养生过程中应避免沥青混凝土出现干缩裂缝等质量问题,因此在养生时需在表面紧密覆盖透水土工布,再根据沥青混凝土的质量和现场气温情况按合适的频率洒水。养生期间加强交通管制,任何与施工无关的车辆均不可驶入现场。待沥青混凝土结构的强度满足要求后方可开放通行。

4 结束语

沥青混凝土路面施工具有复杂性,各环节工作紧密相连。为确保成型沥青混凝土路面的质量可满足要求,施工人员必须准确认识现场情况,采取合适的质量控制措施,需覆盖至原材料质量、拌和、摊铺、碾压及养护等环节,及时发现质量问题并正确处理,以便建设高品质的沥青混凝土路面,提高道路的通行服务水平。


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