摘要:介绍了高速公路沥青路面施工过程控制,提出了从原材料选取、配合比设计、拌和、摊铺、运输、碾压中应注意的事项。
关键词:高速公路;沥青路面;施工控制
1、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》(JTG F40-2004)分为目标配合比设计、生产配合比设计、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。
1.1、材料的选择
1.1.1、集料的选择
粗集料不得使用颚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,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,建议在做沥青粘附性试验时,碎石不经水洗,直接试验,这样能更好的反应沥青与碎石的粘附性能。集料应坚硬、耐磨耗、棱角性好,有良好的嵌挤能力。注意小于0.075mm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,使用石屑时应严格控制小于0.075mm颗粒含量不大于15%。细集料必须覆盖,最好搭建防雨棚。
1.1.2、填料
沥青路面用矿粉应为磨细的石灰岩石粉,不宜使用拌和机回收粉尘做填料。为提高集料的粘附性,可掺加2%的水泥代替矿粉。
1.1.3、结合料
沥青材料是决定沥青混合料质量的关键,沥青材料一般都有业主提供,但不能因为沥青集中供应而放松对沥青材料的质量控制。
1.2、目标配合比设计
根据原材料的筛分结果,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%间隔制作5-6组试件,试件宜单个配料。混合料拌和、击实温度由粘-温曲线确定。对于SMA和改性沥青混合料,击实温度要较普通沥青混合料提高10-20℃。拌和掺有木质纤维素的SMA混合料时,应先用小型沥青混合料拌和机将矿粉同木质纤维素干拌60-90S,使木质纤维素发散,再进行正常的拌和,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及高温稳定性试验。
1.3、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。取最佳沥青用量及±0.3%的沥青用量进行马歇尔试验,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,各料仓的材料应当保持平衡,在以后施工过程中不要出现等料或溢料现象。
随着科学技术的发展,对沥青混合料的组成设计也提出更高的要求,不再将稳定度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验。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,但一些施工单位只重视对目标配合比动稳定度的试验,却忽视了对从热料仓取样进行的动稳定度试验(一般热料仓取样比现场取样的目标配合比的动稳定度均低)。
2、沥青混合料的拌合
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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,拌至沥青把所有材料颗粒完全均匀包裹,无花白料、不离析即可。
SMA混合料的拌和:由于SMA混合料粗集料多、细集料少、矿粉多、沥青多,需添加纤维稳定剂,松散絮状纤维,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;在使用颗粒状纤维拌和混合料时,应延长干拌时间5-10S,待纤维分散后,在投入矿粉和沥青,湿拌时间相应的增加5S左右,以利纤维材料均匀地分布于混合料中。
3、沥青混合料的运输
沥青混合料宜用载重20t以上的大型自卸车运输,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,运输混合料的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,运料时必须覆盖。
4、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(坑塘、拥包、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。
4.1、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;细粒式混合料宜用一台摊铺机整幅地摊铺完成。
4.2、摊铺前对熨平板进行加热,温度不低于70℃,施工现场等候料车不少于5辆时方可进行摊铺。
4.3、沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断的摊铺,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℃。摊铺过程中不得随意停顿或变换速度,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。在整个摊铺中,摊铺机螺旋送料器应不停顿的转动,两侧应保持有不少于送料高度的2/3的混合料。为了防止离析,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、沥青混合料的碾压
合理地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,对于不同的结构层,碾压方式不尽相同,但应共同遵循以下注意事项:
5.1、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。
5.2、压路机不得在未碾压成型的路段上转向、掉头、停车等候,振动压路机在已成形的路段上行驶时要关闭振动。
5.3、当天摊铺的路面不得停留任何车辆,压路机在加油、加水时应退到其他地方进行。
5.3.1、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结合的方式,必须保证压实阶段的压实温度、压实遍数。
5.3.2、对于SMA混合料的碾压,不得使用轮胎压路机,因为轮胎的揉搓易使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。
5.3.3、Superpave混合料与一般沥青混合料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持足够的压实功来满足压实度的要求,其碾压要领如下:高温碾压,高频强振。
6、结束语
科学技术的进步日新月异,随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现,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一位公路建设者的责任。
参考文献:
[1]沈金安. 沥青及沥青混合料路用性能. 北京:人民交通出版社,2002
[2]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法.上海:同济大学出版社,2000
论文作者:油甜
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/21
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