沥青混凝土路面施工质量与使用寿命是高速公路建设领域中最为重要的技术问题,高速公路沥青混 凝土路面的早期损害现象的原因可以主要归结为施工工艺与质量管理问题。因此,系统开展研究并建立适应我国高速公路沥青混凝土路面建设特点的全面质量管理体系,具有十分重要的理论意义和极其广阔的应用前景。
1 工程概况
某高级公路01标全长10.89km，由下、中面层各6cm厚，该公路为双向六车道,路面宽为24m,公路设计时速为90km/h。
2 沥青砼面层施工工艺流程图
沥青砼面层施工工艺流程图如图1所示。由图1可知,完整的沥青摊铺操作可以比作一根链条,它包括沥青混合料搅拌、运输、摊铺和压实。因此各个环节的质量控制是保证沥青砼面层的前提和关键。
2 施工准备
2.1 原材料的准备和质量控制
在沥青混凝土路面工程施工的准备阶段,原材料的质量检查应当是质量控制工作的主要内容,因为原材料的质量是影响沥青混凝土路面质量的根本因素。沥青严格按照规范规定的标准和频率检测;不同来源、不同规格的沥青要分开存放,不得混杂;沥青罐口应封闭严密,避免水分进入沥青中;沥青存贮时间不宜过长,存放的温度不宜过高,施工期间存放的温度在90～140℃之间为宜;矿料应洁净、干燥、无风化并且满足级配要求。
2.2 目标配合比的确定
沥青混凝土组成设计是其重要的环节,是整个工程的前提。其试验成果直接影响沥青混凝土的质量。既要使沥青混合料满足技术规范要求,又要符合在经济合理的原则下确定粗细集料、矿粉、沥青的最佳配合比,确定最佳油石比。
2.3 生产配合比的确定
原材料确认合格后,按规范要求进行马歇尔试验,完成各沥青砼面层结构的目标配合比设计,确定各种矿料的用量及最佳用油量。依据目标配合比,从拌和楼二次筛分后进入各热料取样进行筛分,反复调整冷料仓的材料比例达到供料平衡,同时进行马歇尔试验,确定符合生产配合比的最佳沥青用量。
2.4 机械设备状况准备
对摊铺机、压路机、拌和楼等设备仔细检查,确保机械的正常使用,所有与热材料或高温接触的零件必须每天上油,且加热烫平板,避免混合料粘在底板上。运输车在使用前在车厢底板涂一薄层1#3柴油和水的混合液,不留余液在车厢底部,根据运距确定运输车辆数。
2.5 基层表面的清理与检查
施工前用扫帚等工具清扫路面基层表面,要达到干燥、清洁、无松散石料、灰尘与杂质,清理宽度应至摊铺沥青混凝土面层边缘以外至少30cm。对局部被水泥等杂物污染并冲刷不掉的路面污染物应用人工将其凿除。
2.6 检查路面基层的高程和平整度
按JTJ071298公路工程质量检验评定标准,路面基层的纵断高程和平整度若不符合要求应制订处理方案,报审批。按JTJ071298公路工程质量检验评定标准对下承层的外观与内在质量进行全面检查,对局部缺陷(如严重离析、开裂等)应按规定修复补救,并将缺陷及修复情况整理存档备案。
3 混合料的目测和检测
3.1 拌和楼的混合料温度控制
沥青材料采用导热油加热,加热温度为165℃,集料先进行除尘,然后输送到干燥筒加热。在送进拌和设备时含水量控制在1%以内,矿料加热温度为175℃。
3.2 混合料出场温度控制
混合料出场温度控制在155～165℃之间,不得超过180℃。混合料应充分搅拌至集料颗粒完全均匀地裹覆,随时检查混合料拌和的均匀性。
3.3 沥青混合料质量控制
每日至少取样1次,在摊铺工地取样作常规指标检测。但这些试验结果,往往要到翌日才能拿到,如果有问题,当天完成数量已有相当规模难以挽回。因此,要辅以目力检查,发现混合料有异,立即通知搅拌站仔细检查,以便得到及时纠正。
4 施工过程控制
本工程沥青砼路面下面层采用2台VOGEL型摊铺机摊铺,一前一后相隔5～8m梯形摊铺,两机摊铺时重叠15cm。下面层施工中解决了沥青的离析,因此中面层和上面层采用1台摊铺机施工,这样解决了纵向接缝问题,加快了工程进度且平整度有了明显的提高。
4.1 摊铺速度的控制
摊铺机在施工过程中,起步要平稳,速度要慢,应不间断前进,尽量减少中途停机,摊铺速度应根据拌和站生产能力进行控制,宜慢不宜快,控制在2m/min左右,可用下式计算。同时必须准确控制边线,保证摊铺边线直顺。
S=tn/60bhr (1)
式中：
S:摊铺机行进速度;
t:拌和站每台机小时产量;
n:拌和机台数;
b:摊铺宽度(m);
h:摊铺层厚度(m);
r:沥青混合料击实密度(t/m3)。
4.2 摊铺温度的控制
摊铺温度控制在140～150℃之间。不连续摊铺时,摊铺机内应有材料贮存,严禁摊铺机的送料刮板外露,人为造成再开机后铺面上有粗料集中现象发生。如等料时间过长,应立即摊铺完,施工中不留纵向接缝。
4.3 沥青砼表面整理
刚铺完的沥青砼表面局部有混合料离析或明显不平整及拖痕时需人工用细料找补,这时采用扣锹,不宜平甩,边摊铺边刮平,用力一致,将表面粗集料清理出去,避免沥青混合料造成人为离析。用铁锹应事先加热,并用1#3柴油水混合液清洗干净。
4.4 运输车辆的控制
混合料在运输途中应用篷布覆盖,用以保温、防雨、防污染。大吨位车易于保温,因此运输车辆要求至少在15t以上,特别在运距长、气温低的情况下不能使用小吨位车;混合料运至摊铺现场时,降温不宜超过5℃。
运输车辆的数量:应满足拌和楼不停机及摊铺机连续摊铺的需要,视生产规模及运距情况而定。
倒料:应指派专人指挥运料车辆,使汽车后轴轮胎与摊铺机接近10～30cm处立即停车卸料,严禁撞击摊铺机,使摊铺机发生位移和偏向或沥青混合料卸出摊铺机料斗以外。
摊铺机履带位置应派专人清理干净,使摊铺机能平稳前进,保持摊铺的平整度。
4.5 摊铺厚度的控制
摊铺厚度用两侧挂钢钎控制,前面摊铺机沿中央分隔带一侧摊铺,靠路缘石一侧采用挂钢丝绳引导纵坡控制高程,靠路中间一侧采用横坡仪控制高程;后面摊铺机沿路肩一侧摊铺,靠路中间一侧采用滑靴引导纵坡仪控制高程(滑靴行走在前面已摊铺好但未碾压的混合料上)。摊铺时随时自两侧钢丝绳上拉线检测厚度。另外还可以一方面在摊铺及压实时量取,并测量钻孔试件的厚度;另一方面用每天的沥青混合料总量与实际铺筑的面积计算出的平均厚度进行校验,计算式如下:
T=100M/DLM (2)
式中：
M:摊铺的沥青混合料总质量;
L:摊铺长度(m);
D:压实成型后沥青混合料的密度(t/m3);
T:摊铺层压实成型后的平均厚度(cm);
W:摊铺宽度(m)。
4.6 碾压成型时的质量控制
均匀的厚度和统一的压实度可以在全部路面上获得相同的质量和统一的承受力,沥青表面缺陷经常是由于压实度不足造成的。因此碾压是沥青路面施工的关键所在。合理地选择压路机组合方式和碾压程序,是保证沥青混合料能尽快达到最佳碾压效果的唯一手段。
4.7 改性沥青混凝土路面的施工
改性沥青混凝土路面对高温防车辙、低温抗裂缝、雨季抗水损害具有显著效果,其施工工艺与普通沥青相同,只是施工温度(混合料拌和温度、出场温度、摊铺温度、碾压温度)相应提高10～20℃。
5 施工质量动态管理
动态控制是衡量施工质量稳定的重要指标,也是体现技术水平与管理水平的重要依据。因此每天以施工桩号为横座标,平整度、厚度、油石比、流值、孔隙率等为纵座标实行动态控制,这样及时发现问题,及时反馈,及时改进。
6 结束语
总之,沥青混凝土路面施工控制,是一系列的施工质量控制。它既包括了原材料的质量控制,又包括了施工过程的质量控制。
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