瀝青混凝土路面上面層配合比設計與施工控制
【摘要】要提高瀝清混凝土路面的工程質(zhì)量, 上面層的施工質(zhì)量必須保證。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗總結(jié)了瀝青混凝土路面上面層的具體配合比設計和施工質(zhì)量控制技術。 【關鍵詞】高速公路瀝青混凝土路面上面層施工控制 公路工程由于行車密度大、車速快,并且隨著車輛軸載明顯增加以及重車比例增大,給瀝青路面帶來了明顯的早期損壞。這也對瀝青路面的級配情況、抗滑性、平整度、密實性等提出了更高的要求。其中上面層是影響路面質(zhì)量最直接的因素,也是最主要的因素,要提高路面的工程質(zhì)量,上面層的施工質(zhì)量必須保證。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗總結(jié)了高速公路瀝青混凝土路面上面層的具體配合比設計和施工質(zhì)量控制技術。 1 瀝青混凝土上面層配合比設計 瀝青混凝土路面上面層配合比的設計過程包括目標配合比設計階段、生產(chǎn)配合比設計階段和生產(chǎn)配合比驗證階段。 1.1 目標配合比設計 ?。?)材料的選擇。①瀝青:修筑高速公路路面的瀝青,在高溫時要具有較低的感溫性,低溫時又具有較好的形變能力,所以選擇瀝青時應盡量選擇溶- 凝膠型結(jié)構的環(huán)烷基稠油直餾瀝青。其中瀝青質(zhì)的含量為15%~25%,針入度指數(shù)在-2~+2 之間,PVN值宜在0~0.5 之間。②集料:首先是骨料最大粒徑的確定。級配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強度和抗車轍能力有密切的關系。從國內(nèi)外相關科研資料表明,當瀝青混合料厚h 與最大粒徑D 的比值接近2 時,表面層的抗滑性、路面抗車轍能力、耐久性有明顯的提高,同時可以減少路面平整度的衰減;其次是判斷集料的酸堿性。由于瀝青含有瀝青酸顯酸性,為了使集料與瀝青有較好的結(jié)合能力,所以在選擇時應該不考慮酸性的集料。③填料:瀝青混凝土用的填料宜采用石灰?guī)r或巖漿中的強基性巖石( 憎水性石料),經(jīng)磨細得到的礦粉。礦粉要求干燥、潔凈的。當采用水泥、石灰、粉煤灰作填料時,其用量不宜超過礦粉總量的2%。碎石嚴禁尺寸有重疊現(xiàn)象,避免拌和出現(xiàn)溢料和待料現(xiàn)象,盡量控制超大粒徑的含量,應不大于3%,超最小粒徑含量不大于7%。 (2)礦質(zhì)混合料比例的確定。首先進行組成材料的原始數(shù)據(jù)的測定,然后計算組成材料配合比,最后為調(diào)整配合比。計算得的合成級配應根據(jù)下列要求作必要的配合比調(diào)整:①通常情況下,合成級配曲線宜盡量接近設計級配中限尤其應使0.075mm、2.36mm 和4.75mm 篩孔的通過量盡量接近設計級配范圍的中限。②對于重交通的高速公路面層,宜偏向級配范圍的下限。③合成級配曲線應接近連續(xù)的或合理的間斷級配。 (3)最佳油石比的確定。根據(jù)瀝青混合料的強度理論,瀝青用量少時,瀝青不足形成薄膜粘結(jié)礦料顆粒,抗剪強度不高,瀝青用量過多時,起潤滑作用的自由瀝青增加,使內(nèi)摩阻力降低,粘結(jié)力下降,強度減小。目前,國內(nèi)瀝青油石比由室內(nèi)常規(guī)馬歇爾試驗確定,即由瀝青混合料密實度、穩(wěn)定度、孔隙率等指標初步確定油石比,與規(guī)范的取值要求進行比較取值。筆者主張在瀝青混合料中除了要進行常規(guī)的馬歇爾試驗外,其中最重要的是應選用動穩(wěn)定度試驗,才能客觀全面地反映實際。 1.2 生產(chǎn)配合比設計 (1)冷料的調(diào)試。冷料的調(diào)試主要根據(jù)目標配合比的礦料比例。根據(jù)瀝青混凝土拌和的產(chǎn)量Q,確定每分鐘礦料的進料數(shù)量。室內(nèi)冷料的流量是通過相應的度盤控制。將每個冷料對應的度盤旋至兩個不同的刻度上,稱量每個流量,根據(jù)所計算的流量即可內(nèi)插求得對應的度盤數(shù)值。 ?。?)生產(chǎn)配合比的調(diào)試。分別取二級篩分后進入熱料倉的材料進行篩分,確定各熱料倉的礦料比例,供拌和站使用,按最佳油石比±0.3%進行馬歇爾試驗和動穩(wěn)定度試驗,進一步確定生產(chǎn)配合比中的最佳油石比。 1.3 生產(chǎn)配合比驗證 ?。?)一個配合比能否真正運用到施工中去,這要通過試驗段來驗證,通過鋪筑試驗段可以確定攤鋪機的攤鋪溫度,攤鋪速度、振級、壓路機的碾壓工作,以及確定松鋪系數(shù)等。 ?。?)在鋪筑試驗段的過程中,在拌和站取樣進行馬歇爾試驗和抽提試驗,抽提后的礦料進行篩分試驗,試驗結(jié)果應符合規(guī)范要求。 ?。?)在試驗路段碾壓成型12 小時后,對攤鋪的瀝青面層進行鉆芯取樣,以檢測其厚度及壓實度。 2 瀝青混凝土上面層的施工質(zhì)量控制 在瀝青混凝土路面正式施工時,先進行試驗段施工。通過瀝青路面試驗段施工應達到以下幾個目的:驗證目標、生產(chǎn)配合比;通過試驗段確定最佳人員組織;通過試驗確定最佳機械組合;通過試驗段對瀝青混合料面層施工的經(jīng)濟效益評估。根據(jù)試驗段確定各項數(shù)據(jù),指導正式施工,在施工過程中,應掌握如下原則: 2.1 瀝青混合料的拌和 (1)高速公路瀝青混凝土上面表層施工,其拌和站總量必須在160T/h以上,拌和站應具有自動記錄功能。 (2)拌和廠必須配備合格的試驗室和熟悉瀝青混合料的試驗、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量指標的試驗人員,并能及時提供給監(jiān)理工程師滿意的試驗資料。 ?。?)瀝青加熱溫度及瀝青混凝土的拌和溫度、拌和時間、施工溫度等應滿足相關技術規(guī)范要求。 2.2 瀝青混合料的運輸 ?。?)運輸車輛必須是15T 以上的自卸翻斗車,車況良好,車內(nèi)必須清潔。 ?。?)裝料時應前后移動,避免混合料離析。 (3)運送瀝青混合料的汽車應覆蓋,防止受到風吹、日曬、雨淋、污染等。運料汽車在攤鋪機前10cm~30cm處停放,禁止碰撞攤鋪機。 2.3 瀝青混合料的攤鋪 (1)下承層的準備:瀝青面層攤鋪前必須對中面層清掃或沖洗,表面要保證干凈、清潔,無雜物及污染,然后噴灑粘層油,粘層油噴油量一定要準確、均勻,如果過多,將會影響上面層的油石比。 ?。?)攤鋪機采用進口先進的攤鋪機,如ABG423,表面層必須全幅攤鋪,同時應用浮動基準梁控制攤鋪厚度和平整度。 ?。?)攤鋪機的準備:按相關施工技術規(guī)范要求進行。 2.4 瀝青混合料的壓實成型及壓實度的要求 (1)作為瀝青混凝土上面層,壓實設備應配有2 臺雙光輪振動壓路機( 要求靜壓11t 以上),INGERSOLL-RAND、DD-110( 或同類型壓路機),2 臺16T 以上輪胎壓路機,1 臺6-8T 以鋼輪雙振動壓路機。 (2)瀝青混凝土表面層的碾壓宜符合初壓、復壓要求。 ?。?)初壓應在攤鋪后較高溫度下進行,并不得產(chǎn)生推移,開裂,壓實溫度應根據(jù)瀝青粘度,壓路機類型、氣溫、鋪筑層厚度,混合料類型經(jīng)試壓確定。 (4)壓路機不應突然改變路線、加速、急剎車、中途停機等。同時壓路機不能在同一斷面上回程碾壓,每次回程應前后錯開不小于1m 距離的階梯狀。 ?。?)壓實度要求:作為高速公路瀝青混凝土上面層壓實度是一個十分關鍵并重要的指標,如果壓實達不到要求,則孔隙率增大,平整度衰減加速,路面耐久性降低。對壓實度的要求應遵循孔隙率控制在3%~6%之間,因此壓實度一般要求在98%以上。 2.5 橫縫處理 (1)橫向接縫處理不好會嚴重影響面層平整度和行車舒適性,所以應認真對待。 ?。?)攤鋪前,先用6 米直尺檢查,平整度超過3mm 的部分應切去。接頭處清理干凈,再涂上粘層瀝青,待基本干后攤鋪機就位。 ?。?)熨平板開始預熱后,測量原油面厚度,用虛鋪系數(shù)計算出虛鋪厚度,測量應準確;熨平板預熱15~20min,使接縫處原路面溫度達到65℃以上,再以2m/min 的速度慢速攤鋪。 ?。?)碾壓用DD-110 振動壓路機進行,碾前將原路面上堆20cm 寬混合料對原路面進行預熱5~10min,然后將橫向接縫碾壓,每15cm 間隔逐步錯輪重疊壓實兩米寬度。 3 結(jié)束語 總之,瀝青路面在世界各國采用近百年,從科研設計到施工均有一套完事的理論作為指導。然而,由于各地氣候條件、施工手段、原材料各異,使這一科學具有復雜和多變性,筆者根據(jù)近年來對國內(nèi)一些工程的考慮,同時結(jié)合自己的一部分實踐經(jīng)驗,提出了上述關鍵點,詣在和同仁們共同探討,以達到提高之目的。 |
原作者: 劉凱華 |
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