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摘要:本文以南部非洲沥青混凝土路面施工为参考,介绍沥青混凝土路面材料选用、拌合、运输、摊铺和碾压以及接缝处理等施工技术。
随着在非洲市场上的公路工程业务不断扩大,沥青混凝土路面已经被越来越多的应用于普通公路建设中。沥青混凝土面层作为路面结构中最关键的一层,直接关系到道路行车的安全性、舒适性、经济性等。因此,沥青面层的施工关系到整个道路工程建设的成败。
一、材料选用
1.沥青的选择
沥青一般采用优质的道路石油沥青,检测其各项指标包括:针入度(25℃时)、软化点、10℃及15℃下的延度、蜡含量、闪点、溶解度等符合《SATCC》4202章对道路石油沥青的要求。
2.集料的选择
根据设计要求粗细集料和填料(含1%的32.5水泥)的一些性质,如大小、形状、针片状、吸水率和表面粗糙度等均应符合《SATCC》4202对对集料和填料的要求。沥青混合料的最大集料尺寸、粗集料的比例,砂用量等对沥青混合料的压实度都有直接影响。沥青混合料使用的粗细骨料和填料应干净、无风化、不含杂质,满足级配要求,并具有足够的强度和耐磨性。
3.沥青混合料
面层采用4cm密级配沥青混凝土,级配满足《SATCC》表4202/3中对“粗粒式连续级配沥青混凝土”的要求。沥青混合料符合《SATCC》表4203/1中“连续级配沥青混凝土面层”对应的各项要求。
二、沥青混合料的拌合
严格按照工程师批准的配合比要求进行沥青混合料的拌合,采用强制连续式拌和机拌合,在拌合过程中主要控制沥青、集料的加热温度与混合料的出场温度。拌合时沥青的温度在160℃-170℃左右,集料的温度控制在175℃-190℃,混合料出场温度控制在150℃-170℃为宜。
沥青混合料必须搅拌均匀,以沥青均匀包裹骨料为度。每天取一组试样进行马歇尔试验与筛分试验,确保拌合料的物理性质、油石比、矿料级配。
三、沥青混合料的运输
热拌沥青混合料采用运料车运输,不超载运输,从拌和机向运料车上放料时,应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,平衡装料以减少混合料离析。在施工区域禁止急刹车、急弯掉头使透层造成损伤。
运料车每次使用前后必须清扫干净,在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂,但车厢底部不能有余液积聚。运料车运输混合料宜用雨布覆盖保温、防污染。
摊铺过程中运料车应在摊辅机前l00mm~3O0mm处停住,空挡等候,由摊辅机推动前进开始缓缓卸料,避免撞击摊辅机。摊铺机一定要保持摊铺的连续性,设专人指挥,一车卸完下一车要立即跟上,以均匀的速度行驶,以保证混合料均匀、不间断地摊铺。运料车每次卸料必须倒净,如发现有沥青结合料沿车厢板滴漏时,应采取措施易于避免。
四、沥青混合料的摊铺
热拌沥青混合料采用沥青摊铺机摊铺,摊辅机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂,摊铺温度不低于135-150℃。
合理选择摊铺机的铺筑宽度,一般以一个车道或者两个车道宽度为宜,过宽会产生离析现象。
摊铺机开工前应提前0.5~1h预热熨平板不低于100℃。铺筑过程中应选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅,以提高路面的初始压实度。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。
摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。摊铺速度宜控制在2~6m/min的范围内。
摊铺过程中随时检查摊铺层宽度、厚度及路拱、横坡等,发现有问题及时调整。
摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动,两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料,以减少在摊铺过程中混合料的离析。
用机械摊铺的混合料,不宜用人工反复修整。当不得不由人工作局部找补或更换混合料时,需仔细进行,特别严重的缺陷应整个区域铲除。
五、沥青路面的碾压
碾压质量的好坏关系到沥青混凝土面层的平整度、压实度等关键指标能否满足规范要求,影响到路面的使用效果和使用寿命。
压实温度的高低直接影响到沥青混合料的压实质量。温度过高(不能超过180˚C),容易导致混合料起包,影响平整度。温度偏低时,碾压困难达不到要求的密实度,并且容易产生无法消除的轮迹。只有在合理的压实温度下,才能用经济的压实遍数,获得较好的平整度、压实度。
沥青混合料施工的压实温度:初压温度:110~140℃;复压温度:90~110℃;终压温度:70~85℃。
合理的压实速度、遍数、组合方式对减少压实时间,提高作业效率,确保施工质量有很重要的意义。
初压:双钢轮压路机以2km/h速度静压二遍。
复压:震动压路机3~5km/h1~2遍,薄层沥青路面不宜强震。
终压:胶轮压路机4~6遍,以无轮迹为准,速度略高于复压速度。
碾压时应遵循:①适当喷水,保持高温,阶梯重叠、分段碾压;②由外向内、由两侧向中间碾压;③碾压带应重叠1/3~1/2的碾压轮宽度;④将驱动轮面向摊铺机,碾压路线和方向不得突然改变,压路机起动、停止必须低速缓慢进行;⑤对路面边缘压路机难于碾压的部位,宜采用小型振动压路机或振动夯板作补充碾压;⑥压路机不得在未碾压成型路段上转向、调头、加水或停留。
六、施工接缝的处理
沥青混凝土路面的施工缝处理的好坏,直接影响到路面的平整度和行车舒适度。沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺,不得产生明显的接缝离析。相邻两幅横向接缝均应错位lm以上。接缝施工应用仔细检查,确保平整度符合要求。
②纵向接缝部位的施工应符合下列要求:
当半幅施工或因特殊原因而产生纵向冷接缝时,加设挡板。加铺另半幅前应涂洒少量沥青,重叠在已铺层上50~l00mm,再铲走铺在前半幅上面的混合料,碾压时由边向中碾压留下100~150mm,再跨缝挤紧压实。或者先在已压实路面上行走碾压新铺层l50mm左右,然后压实新铺部分。
③横向接缝采用垂直的平接缝。横向接缝处的施工,首先是在每日工作结束前对横缝处进行处理,在最后一车料倒入摊铺机料斗,并在逐步用空的过程中,摊铺机手应集中精力,注意观察螺旋输送器内和熨平板前部混合料的堆积量,要保持范围内均匀一致,尽可能摊铺出一个垂直于路中线的整齐断面,然后将摊铺机驶离该断面3~5m,如果该断面仍有不整齐再用人工进行修整,用人工垂直刨除端部层厚不足的部分,使工作缝成直角连接。当采用切割机制作平接缝时,宜在铺设当天混合料冷却但尚未结硬时进行。刨除或切割不得损伤下层路面。切割时留下的泥水必须冲洗干净,待干燥后涂刷粘层油。
铺筑新混合料接头应使接茬软化,压路机先进行横向碾压,再纵向碾压成为一体,充分压实,连接平顺。
七、开放交通
热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却,混合料表面温度低于5O°C后,方可开放交通。
结语
沥青混凝土路面施工工艺在不断改进与完善中,施工过程中严格控制集料的质量、混合料的拌合、运输、摊铺、碾压及施工温度,才能保障沥青混凝土路面施工质量。
参考资料:
[1]《SATCC》南非路桥工程标准规范
[2]《AASHTO》美国国家高速公路和交通运输协会
[3]《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)