摘要:

       随着我国高等级公路、特别是高速公路建设的不断发展,人们对路面沥青混凝土施工质量要求越来越高。而沥青混凝土面层是最重要的路面结构层,它不仅直接承受车辆荷载的作用,而且要经受自然因素(日光、温度和水等)和其它人为因素的作用,应具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。因此搞好沥青混凝土路面施工是建成具有代表高速公路最终质量标志重点施工项目之一。下面就影响沥青混凝土路面施工质量的关键工序拌和、运输、摊铺和碾压、接缝处理作简要阐述。

关键词: 沥青混凝土 拌和 运输 摊铺 碾压 接缝处理 公路测量软件

一、 沥青混合料的拌和

    沥青混合料的拌和主要是根据生产配合比确定的集料、矿粉和沥青等原材料比例拌制而成的沥青混合料。在生产过程中需要严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。集料温度应比沥青高10°C~20°C,热混合料成品在贮料仓储存后,其温度下降不应超过10°C,贮料仓的储料时间不得超过72h。沥青混合料的施工温度控制范围见下表,具 体施工温度应根据到施工现场沥青粘度试验确定。

      沥青混合料的施工温度 单位:°C

      沥青种类 石 油 沥 青

      沥青标号 AH-50 AH-70 AH-90 A-60 AH-110 AH-130 A-100 A-140 A-180 A-200

      沥青加热温度 150~170 140~160 130~150

      矿料温度 间歇式拌和机 比沥青加热温度高10~20度(填料不加热)

      连续式拌和机 比沥青加热温度高5~10度(填料加热)

      沥青混合料出厂正常温度 140~165 125~160 120~150

      运输到现场温度 不低于120~150

      摊铺 温度 正常施工 不低于110~130 不超过165

      低温施工 不低于120~140 不超过175

      碾压 温度 正常施工 110~140 不低于110

      低温施工 120~150 不低于110

      碾压 终了 温度 钢轮压路机 不低于70

      轮胎压路机 不低于80

      振动压路机 不低于65

注:1、施工温度与沥青品种及标号有关,较稠的沥青使用靠近高限,较稀的沥青可靠近下限;

      2、本表不适用于改性沥青混合料施工。

      拌和厂应在其设计、协调配合和操作等方面,均能使生产的沥青混合料符合工地配合比设计要求,拌和厂应配备足够的实验设备及试验检测人员,能及时提供试验检测的需要,同时试验人员的资质、实验仪器的状态和性能必须符合规定要求。

所有粗细集料场地应予以硬化并分开堆放,堆放场地应搭防雨棚,其尺寸、面积、位置需经监理工程师批准。

      拌和时间由试拌确定。必须使所有集料颗粒全部裹履沥青结合料,并以沥青混合料拌和均匀为度。要注意目测检查混合料的均匀性,及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒烟和离析等现象。如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前,有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征,并通过仔细观察室内试拌的混合料而取得。

      每台拌和机每天上、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验,检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性质。

      热拌沥青混合料允许偏差

      项 目 允许偏差公路测量软件

      大于4.75mm方筛孔的通过率 ±7%

      等于及小于2.35mm方筛孔的通过率 ±6%

      通过0.075mm筛孔 ±2%

      沥青结合料用量 ±0.3%    

      应定期分析检测结果,计算油石比、各级矿料通过量和沥青混凝土物理力学指标检测结果的标准差和变异系数,检验生产是否正常,并及时对施工予以指导。

二. 沥青混合料的运输

      沥青混合料的运输过程需要注意的是:确保沥青混合料不产生过大的温度离析和骨料离析。防止骨料离析关键在于沥青混合料装入运输车时要严格注意装车顺序,在运输车卸料过程中要注意车身抬起的高度。防止温度离析,关键要覆盖好沥青混合料。同时运距和运输能力应与沥青混合料摊铺机的摊铺速度相匹配,并随时采用高性能温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。

      拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动,分几堆装料,以减少粗集料的分离现象。沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,运料汽车应有蓬布覆盖设施,以便保温、防雨或避免污染环境。连续摊铺过程中,在车辆的安排上必须满足运力要求,车辆载重量应大于15t,运料车应采用干净有金属底板的自卸槽斗车,车槽内不得沾有杂物,并涂1:3油水混合液,车槽侧面打温度检查孔,备覆盖成品混合料的油毡布。在混合料装车时指挥驾驶人员前后移动车辆,分三堆装料以减少混合料离析,在沥青混凝土摊铺时,运输车辆要在离摊铺机30cm处停车,停车时不能撞击摊铺机。卸料过程中运料汽车应挂空档,靠摊铺机推动前进。

三、 沥青混合料的摊铺 

      在摊铺混合料之前必须对下层进行检查,同时必须按规定铺洒沥青透层、粘层或下封层。在开始摊铺混合料时,还应考虑在路面边缘设置路缘石(拦水带)的具体位置、埋置深度,将预制好的路缘石块按图纸要求进行设置,基础及背后填料必须夯实,缝宽均匀、线条顺直、顶面平整、砌筑牢固。公路测量软件

      沥青混合料摊铺要注意以下几个方面:摊铺机宽度,合适的摊铺宽度以1个车道(3.75m)到2个车道(7.5m)宽为宜,过宽容易产生离析;摊铺机料位器高度以2/3为宜;尽量减少摊铺机收料斗拢料次数以减少离析;保证摊铺机料斗车的料位高度不低于车厢深度的1/3。

连续稳定的摊铺是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度,按2~6m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应任意以快速摊铺几分钟,然后再停下来等一车料,争取每天收工停机一次。

      在沥青混合料摊铺过程中应随时检查摊铺的宽度、厚度、平整度、路拱及温度,对不合格的地方及时进行调整。用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断整修,只有在特殊情况下,需在现场主管人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷较多严重时应予铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。

      摊铺厚度应采用钢丝引导的高程控制方式。钢丝为扭绕式,直径不小于6mm,钢丝拉力大于800N,每5m设一钢丝支架。靠中央分隔带侧摊铺机在前,左侧架设钢丝,摊铺机上安装横坡仪控制摊铺层横坡;后面摊铺机右侧架设钢丝,左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”。中面层和上面层用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。摊铺层纵向接缝上应设置抹平靴,由后面摊铺机牵引向前移动。两台摊铺机距离不超过30m。

      摊铺遇雨时,立即停止施工,并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃,不得卸入摊铺机摊铺。

四、 沥青路面的碾压

      沥青路面的碾压是沥青路面施工最后一道工序也是最为关键的工序,压实度对沥青路面质量有决定性的影响。混合料摊铺和刮平后应立即按试验路确定的压实设备组合及程序进行充分地均匀地压实。常用的压实机械有钢轮、轮胎、振动三种压路机。碾压则分三种,分别为初压、复压和终压,初压要求整平、稳定;复压要求密实、稳定、成型;终压则要求消除轮迹。压实质量控制如下表:

      碾压流程 压 实 机 具 压实遍数 检查项目

      初压 6t~8t双轮钢轮式压路机

      6t~10t振动压路机(关闭振动) 2 路拱、平整度

      复压 8t~12t三轮钢轮式压路机

      12t~15t轮胎压路机公路测量软件

      20t~25t轮胎压路机 4~6 达到规范要求的压实度,表面无轮迹

      终压 6t~8t双轮钢轮式压路机

      6t~10t振动压路机(关闭振动) 2~4 表观、厚度、密实度

      初压、用双驱双钢轮6~8t静压;复压要求提高密实度并揉压以减少表面细裂纹和孔隙,根据其具体要求一般采用11~13t振动和20~25t轮胎,施工得知25t轮胎施工能达到密实度95%,振动设备施工则能达到96~98%;终压采用宽幅钢轮2~2.2m、重16t的碾压设备。碾压要掌握好碾压时间,碾压有效时间是从开始摊铺到温度下降到80℃之间的时间,混合料开始摊铺后温度下降最快,大约每分钟4~5度,所以在摊铺开始后要紧跟摊铺机作业,争取有足够的压实时间。

      沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节,应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度,初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。初压严禁使用轮胎压路机,以确保面层横向平整度。

      压路机应以缓慢而均匀的速度碾压,压路机的碾压速度应符合下表规定。

      压路机碾压速度(km/h)

      压路机类型 初  压 复  压 终  压

      适宜 最大 适宜 最大 适宜 最大

      钢轮式压路机(双轮、三轮) 1.5-2 3 2.5-3.5 5 2.5-3.5 5

      轮胎压路机 - - 3.5-4.5 8 4-6 8

      振动压路机 1.5-2 (静压) 5 (静压) 4-5 (振动) 4-5 (振动) 2-3 (静压) 5 (静压)

      为避免碾压时混合料推挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机,应从外侧向中心碾压,相邻碾压带应重叠1/3~1/2轮宽,最后碾压路中心部分,压实全幅路宽为一遍。碾压路线及方向不应突然改变;压路机起动、停止必须减速缓行。对压路机无法压实的死角、边缘、接头等,应采用小型振动压路机或手扶振动夯趁热压实。压路机折回不应处在同一横断面上。

      在当天碾压的尚未冷却的沥青混凝土面层上,不得停放压路机或其他车辆,并防止矿料、油料和杂物散落在沥青面层上。

      要对初压、复压、终压段落设置明显标志,便于驾驶员辩认。对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。压实完成至路面冷却后混合料表面温度低于50℃时,方能允许车辆通行。

五、 施工接缝的处理公路测量软件

      纵向施工缝采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝,应在前部已摊铺混合料部分留下10~20cm宽暂不碾压作为后高程基准面,并有5~10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后作跨接碾压以消除缝迹,上下层纵缝应错开15cm以上。

横向施工缝全部采用平接缝,用3m直尺沿纵向位置,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置,用锯缝机割齐后铲除;继续摊铺时,应将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净,涂上少量粘层沥青,摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺;碾压时用钢筒式压路机进行横向压实,从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。

六、结束语

      沥青混凝土路面施工是工程施工中比较复杂和很难控制的关键工程,因此,在施工前必须充分做好各项准备工作。工程技术人员更要熟悉和掌握设计、规范要求,编制好可行的实施细则。对施工中出现的问题及时加以解决和纠正,要经常统计和分析各种实验数据,并及时对施工予以调整和指导,使施工的各项工艺更加合理化和高效化。

沥青混凝土路面碾压控制技术

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       良好的路面质量最终要通过碾压来实现。碾压质量达不到要求,则会前功尽弃。压实的目的是提高沥青混合料的强度、稳定性(高温抗车辙能力)、抗磨耗等路用性能,是高质量沥青混凝土路面的又一关键工序。

碾压机械的选型与组合:现代高速公路施工中常用的碾压设备是双枢纽转向串接双钢轮振动压路机,自身质量不应小于12t,其静线压力不应小于350N/cm,且振频和振幅均应可调。代表性的品牌如英格索兰DD125、DD130,宝马BW202AHD-2、BW184AD(智能型),戴纳派克CC622、CC722,悍马HD120,HD130,国产品牌如徐工产YZC12、XD130等型号。胶轮压路机一般选择用国产的设备,最大工作质量不小于25t,最好是30t,常见品牌如徐工产XP260、XP300。施工中,初压、终压采用振动压路机来完成。利用温度参数可以准确估算有效压实时间,再根据摊铺速度、密度和压实速度来确定压路机的数量。

      影响压实效果的关键控制技术:除混合料自身的特性外,影响压实效果的因素还有以下几点:(1)碾压温度。碾压温度的高低,直接影响沥青混合料的压实质量。混合料温度较高可用较少的碾压遍数,获得较高的密实度和较好的压实效果。而温度低时,碾压工作变得比较困难,且易产生难消除的轮迹,造成路面不平整,同时现场空隙率过大造成渗水,容易引起沥青路面早期水损坏。所谓碾压最佳温度,是指在材料允许的范围内,沥青混合料能够支承压路机而不产生水平推移,最佳碾压温度120℃-150℃,最高不超过160℃。为确保各阶段压实效果,除对成品混合料温度控制外,还要适量呈雾状给钢轮压路机喷水,防止料温减低太快。施工时必须对压路机的间歇喷嘴详细检查,必要时全部更换新喷嘴,要处处体现压得早,压得及时,到碾压在保温、保热状态下,紧张压实,这对压实密度的提高大有益处。(20碾压厚度。与碾压路基、基层相反,沥青面层压实时,碾压层厚些更容易达到高密度,其原因是薄层的沥青混合料的温度降低太快,较低的温度明显降低沥青混合料的压实效果。因此我们控制沥青混合料的最小厚度一般是混合料、矿料中最大粒径地倍左右。(3)压实程序和模式。压实程序一般分初压、复压、终压3个阶段,初压是为了整平和稳定混合料,是压实的基础,复压是使混合料密实、稳定、成型,混合料的密实程度取决于此;终压是为了消除轮迹,最后形成平整压实面。曾经有单位为了缩短碾压时间,减少热量损失,把3阶段变成了2阶段压实。尽管可能因级配和厚度合适混合料在眼压时也没有推移,路面的纵横向平整度也达到了要求,但抽检时发现粗集料的压碎率达到了10%以上,远大于3阶段压实情况。因此我们还要推荐3阶段压实法。施工中,在碾压作业段的起终点要设有明显的标记,避免出现漏压。在选择好压实机型、速度及压实温度后,还必须按一定的碾压模式,完成碾压工序。阶梯碾压是在某一压实阶段,压路机的碾压长度在纵向呈阶梯形排开,相邻两碾压段纵向接头重叠应在1-1.5m,对于双钢轮压路机,碾压左右重叠应在15cm以上,胶轮压路机左右碾压重叠为轮宽的1/2。初压应当跟摊铺机进行,复压过程中,复压段的长度应大于初压长度1.5m左右。初压、复压、终压都应按阶梯形作业。(4)压实速度和遍数。合理的压实速度,对减少碾压时间,提高作业效率具有十分重要的意义。在施工中,保持适当的恒定碾压速度是非常必要的。碾压速度不均匀,刹车和突然起步,都会引起路面推移。速度多低,还会使摊铺与压实工序不能很好的连接,影响压实质量,从而需要增加压实遍数来提高压实度。速度过快,会产生推移、横向裂纹等。需要说明的是,当碾压遍数相同,而碾压速度不同时,对沥青混合料压实度的影响非常小,试验表明一般不会超过1%。我们选择碾压速度的原则是:在保证沥青混合料压实质量前提下,最大限度提高碾压速度,从而减少碾压遍数,提高工作效率。一般速度控制,初压为2-2.5km/h;复压、终压为4-4.5km/h,复压时胶轮压路机可适当提高速度,但也不应该超过5km/h。关于碾压遍数,既不能少压,又不能超压,在工作开始时,难以得知确切遍数,在压路机类型、压实速度、振频、振幅、混合料有效压实时间问题确定后,即可通过实验段来确定碾压遍数。(5)振频和振幅控制技术。振动压路机利用振动频率接近于材料固有频率使材料发生共振,使混合料级配材料减小阻力,相互移动达到最稳定状态。振频主要影响沥青面层的表面压实质量,振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄时,应使用高振频低振幅,当碾压层较厚时,则可在低振频下,选用较大的振幅,以达到最终压实的目的。一般沥青混合料碾压,振频可控制在42Hz左右,对碾压改性沥青混合料如SMA时,振频可控制在50Hz作于。

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      新技术、新工艺在碾压中的应用:目前应用在压路机上的新技术有:震荡压实技术、压实度自动控制技术、自动调幅技术等。震荡压实技术与垂直振动一样可以削弱颗粒之间的联系,使之重新排列而变得更加密实,能充分利用振动能量和节约能源。振动轮的摆动运动还会产生附加搓揉作用,就像胶轮压路机一样,可使被压混合料表面更加光整、致密、又不会压碎铺层的料。这对SMA、OGFC、Superpave等新型沥青混合料路面结构而言是非常合适的。另外,由于振荡比振动对周围环境,建筑物影响要小得多,因此在市政工程、大桥桥面铺层中被广泛应用。该技术在国外比较普及,国内带有振荡功能的压路机还不多见。该机种代表品牌为HAMM HD090V(德国悍马)。由于目前任何压实度的监测方法都是事后,实际上无法同步指导压实施工。为此,国外许多压路机厂家开发了动态压实度自动测量装置如RI测量仪,可以在压实过程中随时掌握铺层的压实度,这对于优化压路机的数量、碾压速度、碾压遍数十分有利,可提高压路机的利用率;同时对害怕超压的沥青混合料如SMA等则更具有实际意义。20世纪90年代中期,振动压路机的自动能够调幅系统问世,装有该系统的双钢轮压路机被称为是"智能型"压路机,是碾压沥青混合料的最佳机械之一。它的问世使压实技术水平跃上了新的台阶,代表机型是德国宝马BW184AD。对于摊铺、碾压施工工艺的控制技术,作者的结论是:(1)减少离析,提高平整度、压实度是沥青路面施工中的控制重点,摊铺碾压是2道非常关键的工序。(2)科学、先进的施工工艺是沥青路面优良路用性能得以保障和实现的前提。(3)一定要加强现场施工管理,严格控制施工工艺中的关键技术环节。公路测量软件