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浅谈高速公路沥青路面施工控制

时间:2014-04-30  来源:  编辑:  浏览:765次
优质路面不但要求有足够的强度稳定度平整度,又要兼顾高温稳定性低温抗裂性水稳定性抗滑性和永久性等相互制约或矛盾的要求…高速公路沥青配合比设计般采用马歇尔试验方法确定其最佳沥青用量,其中包括SMASuperpave等结构类型…配合比设计沥青配合比设计按现行《公路沥青路面施工技术规范》JTJ分为目标配合比设计生产配合比设计及生产配合比验证个阶段…
浅谈高速公路沥青路面施工控制摘 要:介绍了高速公路沥青路面施工过程控制,提出从原材料选取、混合料配合比设计、拌和、摊铺运输碾压中应注意事项。

关键词:沥青路面施工工艺

1、前言

随着我国公路建设的迅猛发展、对高速公路的路面使用性能的要求也越来越高。大量路面建筑新材料、新工艺、新技术、新结构都应运而生,以满足高速公路日趋增长的交通量、渠化交通、高车速、轴载重型化的要求。高速公路能否发挥其应有的作用,很大程度取决路面面层质量。优质路面不但要求有足够的强度、稳定度、平整度,又要兼顾高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性和永久性等相互制约或矛盾的要求。

2、配合比设计沥青配合比设计按现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032)分为目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段。高速公路沥青配合比设计一般采用马歇尔试验方法确定其最佳沥青用量,其中包括SMA、Superpave等结构类型。

2.1材料的选择

2.1.1集料的要求粗集料不得使用鄂式破碎机加工的碎石,集料存放时间不宜太长,碎石经过长期存放,若又无很好的保护措施,集料表面易为一层薄薄的粉料所包围,不易与沥青粘附。以后在做沥青粘附性试验时,建议碎石不经水洗,直接试验,这样能更好的反映碎石与沥青的粘附性能。集料应坚硬、耐磨耗、棱角好,有良好的嵌挤能力。针片状颗粒含量最好控制在不大于10%,特别应注意小于0.075mm筛孔颗粒含量不大于1%.细集料一般采用机制砂,缺少机制砂可用石屑代替,路面施工单位一般都可以自己加工生产出优质机制砂,使用石屑时应严格控制小于0.075筛孔颗粒含量不超过15%,使用天然砂一般不超过集料总量的7%,砂当量应小于60%.细集料必须覆盖,最好搭建防雨棚。

2.1.2填料沥青路面用矿粉应使用磨细的石灰岩石粉,不宜使用拌和机回收粉尘作为填料。为提高集料与碎石的粘附性,可掺加2%的水泥代替矿粉。

2.1.3结合料沥青材料是决定混合料质量的关键。现在沥青材料一般都由业主提供,不能因为是直接提供而放松对其质量的检测。

2.1.4其他材料SMA混合料中纤维稳定剂:在沥青马蹄脂碎石混合料中起吸附沥青、增强结合料粘结力和稳定作用的纤维。

2.2目标配合比设计根据各种原材料的筛分结果,集料分别用水洗法,进行矿料的合成级配计算,使级配结果尽量接近设计规范级配范围的中值。以沥青用量按0.5%间隔递增制作5-6组试件,试件宜单个配料。混合料拌和、击实温度由沥青粘—温曲线确定。对于SMA和改性沥青混合料,击实温度就要提高10-20℃。拌和用木质纤维素作为稳定剂的SMA混合料时,小型沥青混合料自然搅拌机应首先将木质纤维素与矿粉干拌60-90s,使木质纤维素发散,再进行正常的拌和(SMA击实次数为双面各50次)。根据马歇尔试验结果求得最佳沥青用量OAC,并进行水稳定性试验。中上面层沥青混合料还进行高温稳定性检验。

2.3生产配合比设计目标配合比设计确定后,进行生产配合比设计。高速公路沥青路面混合料一般采用间歇式拌和机。按目标配合比设计的集料比例对沥青拌和机进行冷料输入,待拌和机达到实际生产状态时,从热料仓取出经振动筛筛分后的集料,合成生产配合比级配,并尽量使其接近目标配合比级配曲线,并取最佳油石比及±0.3%的油石比进行马歇尔试验确定生产配合比的最佳沥青用量。拌和机振动装备应当注意,拌和机最大筛孔的选择应保证材料最大粒径满足级配范围;其次各料仓的材料应保持平衡,在以后施工过程中不要出现待料或溢料现象。

2.4生产配合比验证通过试拌试验段的铺筑来检验生产配合比的可行性。从沥青混合料的外观到内在质量及碾压成型后钻芯取样等各种检验所有试验数据整理后进行分析,若有指标不满足规范要求,则应对生产配合比或有关工艺做出调整直到达到设计要求。

随着科学技术的发展,对沥青混合料的组成设计提出更高的要求。如果使用改性沥青做结合料、SMA、Superpave混合料,不再将稳定度和和流值作为决定性指标,而是将动稳定度和空隙率作为决定最终配合比的主要指标。高速公路沥青路面要求必须对中、上面层进行动稳定度检测,值得注意的是有些路面动稳定度非常好,可建成通车后不久,路面还是出现车辙。这虽然和施工水平有关,但笔者认为目前规范对普通重交通沥青混合料动稳定度要求偏低;二是与试验检测方法有关,一些施工单位只重视对目标配合比的动稳定度试验,却忽略对从热料仓的取样进行动稳定度试验(一般热料仓的取样比现场取样及目标配合比的动稳定度均低)。

3、沥青混合料的拌和高速公路沥青路面混合料应采用间歇式沥青拌和机,施工前必须对拌和机所有计量设备进行认真标定,以确保逐盘打印的施工温度和材料配比的可靠性。对于改性沥青、SMA、Superpave混合料应比普通沥青混合料出场温度高10-20℃左右,Superpave混合料拌和无特殊要求。由于每台拌和机性能都不一样,混合料拌和时间并非强求一个定值,拌至沥青材料把所有材料颗粒都完全均匀的包裹、无花白料、不离析即可。

3.1SMA混合料的拌和SMA混合料的特点:粗集料多、细集料少、矿粉多、沥青多、需添加纤维稳定剂。对使用松散絮状纤维混合料拌和时,在拌和机喷入沥青后立即将纤维喷入拌和锅内,干拌时间不必延长,颗粒状纤维混合料应延长干拌时间5-10s,纤维分散后,再投入矿粉和沥青。湿拌时间相应地增加5s左右,以利于纤维材料均匀地分布于混合料中。SMA混合料不得储存过夜。

4、沥青混合料的运输沥青混合料运输宜用载重20t以上的大型自卸车,车厢内必须清理干净,为防止混合料粘附,车底可涂一层洗涤水,不宜用油水混合物,混合料的运输能力应较拌和能力和摊铺速度有富余。为防止运输过程中尘土污染和温度下降,运料车必须覆盖。

5、沥青混合料的摊铺混合料摊铺前应对下面层进行彻底检查,清除表面污染物,特别是砂浆和机油污染,必须刮净或用同种材料换填压实,沥青路面早期局部缺陷(坑槽、拥抱、局部推移等),往往都是因为下层路面污染物处理不彻底引起的。

5.1沥青混合料摊铺应采用装有自动夯实、整平的摊铺机。对粗粒式混合料可采用同型号、同性能的两台摊铺机组成梯队作业,细粒式混合料宜采用一台摊铺机整幅摊铺完成。

5.2摊铺前对烫平板进行加热,温度不低于70℃,施工现场等候料车不少于5辆,方可进料摊铺。

5.3沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,普通沥青混合料摊铺温度不低于130-150℃,不超过180℃,改性沥青、SMA、Superpave混合料应提高10-20℃左右,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿,摊铺速度要根据拌和机产量、施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定,摊铺速度应控制在2-5m/min.在整个摊铺过程中,摊铺机螺旋送料器应不停顿地转动,两侧应保持有不少于送料高度的2/3的混合料。为防止离析,摊铺机中途不许收斗,斗内两侧剩余混合料因温度较低,不得用于路面摊铺,每天摊铺结束前应清除干净。

5.4混合料摊铺要平稳、连续进行,中途不得停机。

5.5沥青路面横缝采用切缝机切割,并在新的茬口涂刷乳化沥青,采用平接逢。上下两层横向接缝应错开一米以上,纵逢应错开20cm以上。

6、沥青混合料的碾压合理的机械组合及碾压工艺是确保沥青路面压实度和平整度的关键。使用不同的结合料和不同的结构层,碾压方式都不尽相同,但应共同遵循以下事项:

6.1压路机应保持雾化喷水,在整个碾压过程中要控制含水量,以防止混合料温度下降过快。

6.2压路机不得在未碾压成型的路段上转向、掉头、停车等候,振动压路机在已成型的路段上行驶时要关闭振动。

6.3当天摊铺的路面上,不得停留任何车辆,压路机在加油、加水时应退到其它地方进行。

6.3.1对于普通沥青混合料碾压,宜采用钢轮压路机与胶轮压路机相组合的方式,必须保证压实阶段的压实温度、压实遍数、压路机缓慢而均匀的速度碾压,改性沥青碾压温度应提高10-20℃,使用SBS改性材料的混合料不宜用胶轮压路机碾压。

6.3.2对于SMA混合料的碾压,不得使用轮胎压路机,因为轮胎的搓揉易使SMA混合料中马蹄脂上浮,造成路面的构造深度降低、抗滑性能下降甚至泛油。SMA不能过度碾压,忌在混合料冷却后反复碾压,否则可能将石料压碎,导致沥青马蹄脂部分上浮。一般应掌握“紧跟、慢压”的要领。

6.3.3Superpave混合料的碾压:Superpave混合料与一般沥青混凝土的最大区别就在于压实工艺不同,其特点:(1)混合料有良好的内摩擦阻力和稳定性,抗车辙能力强;(2)表面构造深度大,但有较好的密实性;(3)混合料均匀性好,表面离析现象少;(4)粗集料多,细集料少,缺乏细集料的热传递,混合料温度下降较快,缺乏足够的时间来碾压,较难压实。

Superpave的特点决定了必须在较短的时间内保证足够的压实功来满足压实度的要求,其碾压要领如下:(1)高温碾压:初压温度不低于155℃,Superpave具有稳定的集料骨架结构,不会产生推移,压路机尽量少洒水,以防止温度下降过快。(2)加大压实功率:采用高频、强振。

7、结束语

科学技术的进步,日新月异,随着新材料、新工艺、新技术不断涌现,对高速公路路面使用性能的要求也越来越高,机遇与挑战并存,如何能有效地发挥沥青路面最大的路用性能应是我们每位公路建设者的一份责任。

(安徽省公路工程建设监理有限责任公司柏玉坤)

来源:项目管理网

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