对公路沥青路面摊铺和碾压施工技术的分析探讨论文_刘勇

对公路沥青路面摊铺和碾压施工技术的分析探讨论文_刘勇

摘要:人类文明发展至二十一世纪,这个时代是一个科学技术爆发式发展的社会,社会各方各面的发展可以说是日新月异,一个智能的现代化社会蓝图逐渐在人们面前展开,一个国家的但路施工技术水平是衡量一个国家综合实力的重要标准,国家和社会对路施工技术的发展问题也逐年加深。同时增加的还有相关工作的实施难度,公路沥青路面摊铺和碾压施工技术就是道路施工工作中的一项重要工作,对相关技术的提升,是时下国家及相关部门的工作重点。对公路沥青路面摊铺和碾压施工技术的分析探讨

关键词:公路沥青路面;发展;摊铺和碾压施工技术

前言

随着我国经济的不断发展,我国对交通的要求越来越高。可以说,交通质量对经济发展和人民生活水平提高起着非常重要的作用。作为交通线路的重要组成部分,公路的重要性已经日益得到凸显,其为地区经济发展和国家各地区之间的相互联系、交流做出了突出的贡献。

在已建成的公路中,绝大部分是沥青混凝土路面。随着车辆的增多,公路势必要承受更多的重量。如何保证沥青路面能适应未来日益增长的交通强度(重载、高速)的需要,使之保持良好的路况,改善路面的平整度和提高路面的承载能力已经成为了一个重要的问题。

在实际施工中,沥青路面也常常因施工不到位而导致路面平整度差,厚度、密实度不能满足设计要求而造成承载力低、出现早期破坏等现象,这不但影响了公路的美观,更极大的降低了公路的使用效果和使用寿命。对于沥青路面施工来说,摊铺碾压是沥青路面施工质量控制的关键环节,其对沥青路面平整度、厚度、密实度等关键质量技术指标有决定性作用,摊铺碾压工艺如果控制不好,就会让整个工程功亏一篑。也正因为如此,提高公路沥青路面摊铺碾压工艺控制技术是非常必要的。

1沥青混合料拌和

1.1沥青加温

沥青加温采用导热油系统,即锅炉加温导热油至300℃,导热油经管道通过沥青储存罐,再经回路至锅炉重新加温,明火不直接与沥青接触,可将沥青性能的热损失减少到最低限度。

重交通沥青加热至140℃~170℃、改性沥青加热至180℃~185℃,由沥青泵经管道输送至沥青混和料拌和机,经计算机自动控制系统计量后进人拌和仓与加热后的碎石混合。

1.2碎石加温拌和

碎石经皮带输送机进人四个单独的冷供斗内以保证粗细集料的精确配料,尔后,进人旋转滚筒干燥器,以便在加热(碎石加热温度在150℃~180℃范围内,改性沥青提高至180℃~195℃)和干燥过程中不断搅动集料,集料通过干燥器后按不同大小进行筛分,并在搅拌前放人四个已加热的料斗中,再经计算机自动控制(3点式电子传感器方式)系统经精确称量进人沥青混合料搅拌设备,在重油(或柴油)加热下拌制30s或更长时间,(拌好的沥青混合料不得在聚料斗内存放24h以上或在运输车中存放2h以上),并保持拌和料的规定温度,用自卸车运至施工现场。

普通沥青混合料的出厂温度控制在140℃~160℃范围内,SMA改性沥青混合料的出厂温度控制在170℃~185℃,并应保证运到施工现场的摊铺温度不低于160℃。

拌和不均匀、有析漏现象、混合料出厂温度或摊铺温度低于规定温度、抽提试验不合格及过度加热炭化的沥青混合料不得用于施工,视情况废弃或重新加工并经监理工程师批准后使用。

沥青混凝土拌和站及施工现场均配备沥青抽提仪,随时取样测定沥青混合料的沥青含量、级配组成和有关力学性能。

2沥青路面摊铺工艺

2.1摊铺机找平方式选择

目前,我国公路施工中使用的摊铺机均有自动找平装置。为了提高沥青路面摊铺质量,可有多种找平方式供选择以配合摊铺机作业,具体如下:

2.1.1钢丝线找平基准配以角位移传感器找平方式;

2.1.2机械式平衡梁配以角位移传感器找平方式;

2.1.3多声纳非接触式平衡梁找平方式;

2.1.4非接触式激光扫描自动找平系统。

2.2摊铺作业中应注意的关键技术

沥青路面摊铺原则应是在减少离析的前提下,最大限度地提高平整度和初始压实度。施工中,要注意以下关键技术。

2.2.1设备检修

作业前对摊铺机进行全面细致的检查,在确认各种装置及机构处于正常状态后才能开工,防止施工中出现故障停机,影响摊铺质量。

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2.2.2结构参数调整

正确调整机械的结构参数,包括:熨平板的宽度、拱度、初始工作仰角、布料螺旋与熨平板前缘距离、振捣梁行程等。其中,布料螺旋与熨平板前缘距离可按下列原则调整:根据摊铺厚度、沥青混合料配合比组成、基层强度和刚度、骨料粒径等条件调整。

2.2.3熨平板加热

目前摊铺机熨平板加热方式有电加热和燃气加热2种。其中电加热方便,无污染,加热均匀,预热到一定温度后自动变成交替加热方式,操作简单,易于掌握,无论哪种加热方式,都应注意加热温度适当。过高的加热温度将导致熨平板变形和加热磨耗,还会使混合料表面泛出沥青胶浆或形成拉沟;加热温度过低,容易使铺层被熨平板上粘附的粒料拉裂而形成沟槽和裂纹。因此摊铺前熨平板的温度必须加热到85~90℃方可摊铺施工。

2.2.4基准线钢丝架设

当架立的钢丝不稳固或不规范,将给铺层的纵横向平整度带来严重的影响,通过力学计算知道(计算过程略),为了保证行车的平坦和舒适,立杆应以每跨L=5m架设,拉线拉紧力应大于1000N,一次架设钢丝的长度以150~200m为宜,另外钢丝的支点应稳固而不被扰动。关于钢丝的架设高度问题,应充分考虑基层、高程的误差。

2.2.5摊铺厚度

为了最大限度减小现场路面集料离析问题,对于一次摊铺宽度大于8m的路幅,应采用2台或多台摊铺机联合梯队进行摊铺作业,每台摊铺机摊铺宽度应小于8m。采用的摊铺机型号和性能相同或相近,将有利于摊铺混合料的横向均匀性,其中1台最好带有可伸缩的熨平板装置,以利于摊铺有结构物的沥青面层时使用。

2.2.6摊铺作业速度

根据混合料供应能力,合理确定作业速度是提高摊铺机生产效率和摊铺质量的有效途径。摊铺宽度、摊铺厚度一般可按下式确定:

V=100QC/60PWH

式中: V为摊铺机摊铺速度,m/min ;P为压实沥青混合料密度,t/m3 ;Q为拌合设备的产量,t/h;W为摊铺宽度,m;H为摊铺层压实厚度,cm;C为效率系数,根据材料供应、运输能力等配套情况确定,宜为0.6~0.8。

摊铺作业速度应以“恒定连续”为工作准则,不仅要求摊铺机匀速前进,同时也要求摊铺机的刮板输料器和螺旋布料器两者密切配合,如果刮板供料不足,会造成螺旋布料器转速时快时慢,混合料因此产生离析,也会影响摊铺质量。摊铺作业经验表明,当摊铺速度≤4m/min,表明拉沟、裂口现象较少,须夯实效果也较好(顶压实度可达80%~86%),最好控制在1.5~2.5m/min的范围内,同时为了保证连续供料,也为了减少集料离析,对受料斗翼的操作要正确。

3影响压实效果的关键工艺

压实是沥青路面施工的最后一道工序。压实的目的是提高沥青混合料的强度、稳定性(抗车辙能力)、抗磨耗等路用性能。

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:

3.1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;而温度较低时,碾压工作变得比较困难,且易产生难消除的轮迹,造成路面的不平整,同时现场空隙较大造成渗水,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,压实阻力较小的温度。一般的沥青混合料,最佳碾压温度在120~150℃,最高不超过160℃。

3.2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得太快,较低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、矿料中最大粒径的3倍左右。

3.3压实程序和模式

压实程序一般分为初压、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,混合料的密度取决于此;终压是为了消除轮迹,最后形成平整压实面。施工中,在碾压作业段的起止点要设有明显的记号,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,相临两碾压段纵向接头重叠应在1~1.5m,对于双钢轮压路机,碾压左右重叠在15cm以上,轮胎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的1.5m左右。初压、复压、终压都应按阶梯形作业。

3.4压实速度和遍数

压实速度不均匀,刹车和突然起步,都会引起路面推移;压实速度过低,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,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的前提下,最大限度地提高碾压速度,从而减少碾压遍数,提高工作效率。碾压速度的控制,初压为2~2.5km/h,复压、终压为4~4.5km/h。

3.5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,以达到最终压实目的。一般沥青混合料碾压,振频可控制在42Hz左右,对改性沥青混合料如SMA时,碾压振频可控制在50Hz左右。

4结语

公路施工工作是国家经济发展的重点工作,保证公路的施工质量可以极大的促使国家经济的发展,伴随着人类科技及应用技术的迅速发展,安全的思想已逐渐深入人心,未来社会将是一个现代化的、技术高度发展的社会。人们对此抱着美好的憧憬的同时,政府及民间企业对其投资也十分巨大。公路沥青路面摊铺和碾压施工技术在现代道路施工中十分的重要,它是现代道路施工技术发展的一项重要成果,为现代提供便利,展望未来愿我们的生活能对一些便捷。

参考文献

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[4]王松根.大粒径透水性沥青混合料(LSPM)柔性基层设计与施工指南[M].北京:人民交通出版社,2007.

论文作者:刘勇

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期

论文发表时间:2018/3/7

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