防滑降噪沥青路面施工质量控制论文_林胜柳

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摘要:防滑降噪沥青路面相对于普通沥青路面而言,其质量要求更高,做好其施工质量控制工作十分必要。本文结合工程实例,对该工程防滑降噪沥青路面的施工工艺进行了分析,并对该工程施工质量的控制提出了相关建议,为类似工程施工提供参考。

关键词:防滑降噪;沥青路面;质量控制

0 引言

随着我国社会经济的快速发展,我国交通设施的建设也在不断发展,而公路工程作为交通建设的重要内容,其工程施工也越来越多。在公路建设中,防滑降噪沥青路面以其防滑、降噪等特性,受到了广泛的关注,并得到了广泛的应用。但是,防滑降噪沥青路面对原材料、高温稳定性以及承载能力的要求更高,做好施工的质量控制十分重要。

1 工程概况

某二级公路路面改造工程,设计车速60km/h,路面平均宽度为12m,路面面层结构设计总厚度为9cm,上面层为4cm防滑降噪沥青混合料+乳化沥青防水黏结层,下面层为5cm厚中粒式沥青混凝土AC-20C(A-70#沥青),该地区春季温和,暮春初夏多雨,盛夏晴热高温,秋季凉而不寒,冬季寒冷,交通荷载较大,为了适应当地条件,保证防滑降噪沥青路面的耐久性能,对路面施工质量控制和施工工艺等进行研究。

2 施工材料组成

2.1 集料

集料采用辉绿岩集料及石灰岩矿粉,规格为1#:9.5~13.2mm、2#:4.75~9.5mm、3#:2.36~4.75mm、4#:0~2.36mm共4档。1#和2#混合集料压碎值为14.5%,洛杉矶磨耗损失为15.3%,坚固性为7.2,混合料针片状颗粒含量为6.6%,1#集料吸水率为0.39%,2#集料吸水率为0.49%,对沥青的黏附等级为5级,各项技术指标均满足规范要求。

2.2 沥青

为了确保大空隙防滑降噪沥青路面结构的稳定性,一般选用具有强裹覆力、抗老化、抗剥离、抗水害等特性的高黏度改性沥青。该项目采用SBS改性沥青,其各指标检测结果如表1所示。

表1 SBS改性沥青检测结果

高黏改性沥青,日本定义为60℃动力黏度>20000Pa•s的沥青,经实践证明,60℃动力黏度规范值20000Pa•s已不能满足长期使用要求,为确保防滑降噪沥青路面的耐久性,提高其使用寿命,采用控制飞散损失小于12%,动稳定度大于4000次/mm来确保高黏沥青60℃动力黏度至少达到50000Pa•s要求,根据表1沥青检测结果可知,该沥青满足高黏改性沥青要求。

2.3 乳化沥青

试验路所用乳化沥青技术指标和要求见表2。

表2 乳化沥青试验结果及技术要求

由表5可知:沥青混合料各项性能均满足技术要求,且从混合料外观看,拌和效果较理想,混合较均匀,颗粒表面亮泽,沥青用量适度,满足试铺条件。

4 施工工艺

4.1 路面施工前的准备

路面施工前的准备工作主要有:

(1)施工方案的选定:根据当地实际情况,来往车辆较多,试验段采用单车道模式摊铺。对冷料仓的皮带运转速度和级配进行验证,确定电机的运转速度与上料量之间的关系,使生产配合比与设计级配基本一致,减小目标级配与生产级配之间的偏差。

(2)原材料和物资的准备:集料、填料、沥青、燃油等物资的消耗量较大,所以在施工之前须提前准备好所需的材料,并且对集料的各项指标进行检验,不满足各项技术要求的材料将严禁入场。

(3)人员配备和机械的准备:在施工前,对管理人员、技术人员以及机械操作人员进行详细分工,对每个施工成员做好技术交底工作,让每个工作人员熟悉自己的工作内容,使施工能够井然有序地进行,在施工过程中,现场负责人能及时解决施工过程中不可预见的问题。

大孔隙混合料采用机械化连续摊铺作业,设备主要有:间歇式沥青混合料拌和机,计算机自动控制,配有良好的打印装置;履带式沥青混合料摊铺机2台(其中1台备用);智能型沥青洒布车1辆;压路机:8~12t钢轮压路机4台;载质量15t以上的自卸汽车5辆;在机械设备使用之前,对其进行有效组合和配备,再安装、检修、调试,以确保机械设备能够正常连续使用。

4.2 施工现场的准备

防滑降噪沥青路面的上面层空隙较大,主要由上面层向两边排走雨水,起到防滑降噪的作用,下面层除了要达到规定强度外还要满足防渗水的要求。为了使路面的上下面层能更好地黏结,提高路面的防渗水效果,首先对路面进行去尘处理,清扫路表面的垃圾,使表面干燥、清洁、没有任何杂质和灰尘以及松散颗粒;其次,启动智能型沥青洒布车,按0.6kg/m2进行乳化沥青的喷洒,喷洒必须均匀,确保没有漏喷和堆积的现象,待乳化沥青破乳后进行渗水检测,渗水合格后方可进行面层摊铺,否则需进行补喷,以达到要求。

4.3 拌和

防滑降噪沥青混合料的拌制采用全自动打印间歇式拌和机,在混合料拌制时需严格控制加热温度、拌和温度、拌和时间以及储藏时间。沥青采用导热油加热,由于拌和机刚开机时,温度计虽已显示达到了温度要求,但实际上内部温度还不够,所以在施工前需要将集料充分烘干。防滑降噪沥青混合料生产温度较普通沥青混合料提高10~20℃,最终的出料温度必须符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求,一般采用插入式热电偶温度计插入150mm测定。如果沥青混合料的拌和温度过高,易使沥青氧化,容易老化,达不到高黏力的效果;如果温度过低,沥青容易沾黏汽车轮胎、受料斗和其他设备,不利于摊铺,且碾压不实,使路面空隙过大,影响路面结构的强度。

防滑降噪沥青混合料拌和时间经试拌确定,以沥青均匀裹覆集料为准,防止出现混合料花白、冒青烟、离析和析漏等现象,总生产周期约为75s;混合料的储藏时间不宜过长,不超过24h,贮存过程中混合料的降温范围需控制在10℃以内,施工温度控制范围见表6。

表6 改性沥青混合料正常生产温度建议范围 ℃

4.4 运输

5辆15t以上的轮胎洁净的自卸运输汽车备用,汽车拖斗必须清洁光滑,配有保温防雨水的篷布。运输前,使用油水混合物隔离剂(油:水=1:3)涂抹汽车拖斗四壁,并不得有游离的残液。

料车装料时需多次装载,以降低混合料分层和离析现象,装料时先装在车厢的前部,然后慢慢移动车身将料装于车厢的后部,最后再慢慢移动车位将料均匀地装在车厢的中部。

运料车装满沥青混合料后匀速运输到施工地点,并且为了摊铺顺利进行,在路面摊铺时等候的料车不得少于3辆。运料车卸料时离摊铺机20~30cm处空挡停住,由摊铺机迎上推动运料车前行,如果遇到下坡路段,必须轻踏运料车的刹车,如果遇到坡度大的上坡段,则可低速档前行。为了保证沥青混合料的摊铺温度、避免污染环境,运输车队必须用篷布覆盖,防止热量的大量散失。为防止沥青混合料的分层和离析,不利于沥青混合料摊铺,影响路面质量,所以,载料行驶的速度不得大于30km/h。

4.5 摊铺

试验段采用1台履带式摊铺机单车道模式摊铺,首先,在摊铺机就位后先预热0.5~1h,待熨平板温度在100℃以上,调整熨平板的高度及横坡度、仰角、振幅、振频。为了初始密实度和不振碎集料,一般调整摊铺机振捣和振动等级为5级。摊铺机应缓慢而均匀不间断地摊铺,螺旋布料器两侧保持不少于送料器2/3高度混合料,不得出现随意改变摊铺机摊铺速度的情况,摊铺速度控制在1~3m/min,摊铺时的温度不得低于160℃。

其次,在路面摊铺时,如果发现有波浪、裂缝、局部油斑、离析等异常现象应及时分析原因,并且采用人工清除措施,进行热料填补,以待压路机碾压。在处理纵向接缝时,先将热料叠铺在已铺路面上5~10cm宽,待混合料软化下层后人工铲走,再等待压路机跨缝压实。

4.6 碾压与成型

防滑降噪沥青路面的压实按初压、复压、终压3个阶段进行,初压与复压采用2台8~12t钢轮压路机,终压采用1台8~12t钢轮压机。由于使用的高黏改性沥青,碾压过程中不采用胶轮压路机,以防沥青混合料被挤压上浮,造成泛油和降低构造深度。

碾压过程中要保证一定的压实功和压实速度,一般碾压指标参照表7。

表7 低噪声沥青路面压实指标

初压紧跟摊铺机后碾压,主要是控制沥青混合料的初始密度,起到稳定的作用,初压区长度不宜过长,温度不得低于150℃。碾压过程中不得出现推移、开裂和静压等情况,压路机遵循:前进方向与行车方向一致,由路外侧向中心,由低向高碾压,相邻的碾压带重叠1/3~1/2钢轮宽。由于改建道路旁有路缘石,所以在碾压时紧靠路缘石碾压。为了保证碾压温度,在沥青混合料不黏轮的情况下尽量不喷水。

复压主要是进一步控制混合料的密实度,保证路面的空隙率,所以在复压时温度也不宜过低,一般为130~150℃,并且紧随初压后进行,碾压遍数不宜少于4遍,相邻碾压带重叠宽度控制在10~15cm之间,碾压方向为平行行车道方向。

终压主要起整理作用,改善铺筑层的平整度和消灭轮迹等问题。终压紧接着复压工序,静压2遍,终压完成时应该保证温度在90℃以上。

4.7 开放交通

单幅试验路段铺筑完后,为了能够尽快开放交通,防止车辆拥堵,不影响当地的交通问题,采取洒水车洒水降温。

待到路表温度低于50℃时开放交通。开放交通后的车辆应有序地向前行驶,严禁急刹、急停、急转弯的情况,来往车辆轮胎必须干净清洁。

4.8 试验路段排水处理

该项目为旧路面改造工程,原有道路两侧的路缘石未处理,为了有利于防滑降噪沥青路面面层的横向排水,保证路面的耐久性,采取了路缘石洗刨措施,使得道路两边的路缘石低于路表面1cm,使渗入到排水路面的水能及时排出。

5 现场试验检测

在道路施工过程中,取运料车上的沥青混合料在试验室成型试件进行马歇尔试验,检测结果见表8,矿料级配结果见表9,现场检测结果见表10。

表8 防滑降噪沥青混合料马歇尔试验检测结果

6 施工建议

根据路面改造工程实际,提出如下施工建议:

(1)在路面施工准备时要保证施工方案可行,各施工机械和仪器能够正常运行,铺筑沥青混合料的集料和沥青量充足,人员安排到位。

(2)在喷洒乳化沥青前应确保路表面干净、无污染和杂物,喷洒要均匀,不存在漏喷和过喷的现象,确保乳化沥青完全破乳,并且渗水试验合格。

(3)拌和站拌制前先干拌一锅热料,既能达到检查筛网和洗锅的目的,又能使拌和机各个部位都能达到预设温度。拌和沥青混合料时应严控拌和温度。

(4)汽车运输能力必须大于拌和能力和摊铺能力,保证摊铺机前有3辆料车待摊铺。

(5)运料车在装料前必须在车侧厢和底板涂上隔离液,保证混合料不黏结车厢,在装料时为了减少离析现象,多次移动装料,装车过程中应由试验员进行外观检测及温度检测。在混合料出拌和站前应该出示发料单,注明重量和生产时间等。运料时需加盖篷布,减少热量散失和防止混合料污染环境。

(6)摊铺前摊铺机必须进行预热,待熨平板达到120℃以上时方可进行摊铺工作。摊铺机在摊铺沥青混合料时须平稳、连续、均匀,中间不能出现停机现象,摊铺温度不得低于160℃。

(7)摊铺机料斗内两边的混合料如果温度过低不得用于路面的摊铺。摊铺机必须具有足够的推动力,摊铺过程中必须有监理单位和工作人员紧随其后,出现波浪、开裂、泛油等现象应马上采取人工措施进行补救。

(8)路面碾压时应严格控制初压、复压和终压的温度,保证碾压的遍数,尽量做到跟进碾压、高温压实、先慢后快的原则。压路机在碾压过程中应时刻处于运动状态,避免在施工段停留。为了达到理想的密实度和空隙率,必须保证压实温度,在满足不黏轮的情况下必须尽量减少喷水量。

(9)在开放交通前必须保证路面的温度低于50℃,并且行驶的车辆严禁急停、急转弯等情况。

(10)洗刨后路缘石表面须低于上下面层分界线。

7 结语

综上所述,防滑降噪沥青路面的施工质量控制工作直接关系到沥青路面的整体质量和性能,并对路面的安全使用具有一定的影响。因此,在防滑降噪沥青路面施工中,施工人员要严格规范施工,对各个施工环节的质量进行有效的控制,从而确保路面施工的质量,提高工程的社会效益及经济效益。

参考文献:

[1]沥青路面施工质量控制技术[J].敬守印.低碳世界.2016(03)

[2]高速公路沥青路面施工质量控制技术分析[J].武星博.交通世界.2016(Z1)

论文作者:林胜柳

论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期

论文发表时间:2017/7/27

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