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浅谈沥青砼路面施工中的几个技术问题

摘要:从沥青混凝土路面施工全过程出发,对实际施工中的工序、工艺技术进行了阐述,并针对施工中出现的问题提出处理措施。
关键词:沥青混凝土 施工工序 工艺技术 处理措施
前言
沥青混凝土路面在我国高等级公路建设中使用非常广泛。随着科技的不断发展,许多新技术、新材料都得到了实际应用,各种规范、标准比较齐全,但从实际施工来看,尚有许多值得探讨的问题,本文着重从沥青混凝土路面施工的全过程进行一些实用技术上的探讨。
1 准备阶段
沥青混凝土路面施工的准备阶段内的主要工作有:熟悉设计图纸,招标文件及合同规定,人员配置,混凝土配合比设计,拌和场设置,材料准备,设备的安装调试,工作面的提供等。
1.1熟悉设计图纸,招标文件及合同规定
熟悉设计图纸,招标文件及合同规定是准备阶段的首要任务,通常由技术人员及项目经理部主要负责人去做。通过详细的分析和研究,可以掌握项目规模并准确的计算出沥青混凝土的数量,为合理确定施工计划打下基础。同时还可以了解业主意图, 对项目实施过程中更好的履行合同,维护双方利益创造条件。
1.2人员配置
沥青混凝土路面施工时各工序相互联系非常紧密,而且往往是连续作业,所以人员配置都是双班制,在关键工序上要多配置几名责任心强、技术较好的人员。
1.3沥青混凝土配合比设计
这项工作由工地试验室负责完成,由工地试验室准备原材料,送到业主指定的专业试验室去做。这项工作要尽量提前,最好能在贮备原材料前完成。因为有了配合比,就可以准确的确定材料的各种规格及数量。在做配合比设计时,还要注意是否有各种外加剂(如掺加抗剥落剂及其它改性材料)。
1.4拌和场设置
拌和场设置需要充分考虑场地位置在运输上的经济合理性,场地要宽大、平整,并对环境及周围居民无影响,且运输条件较好的地方,并做好场地内的场地硬化、临时防水设施及防雨设施,防火等安全措施。场内运输道路要平整、方便,进出的各种机械车辆要方便掉头,减少相互之间的干扰。同时要将油料及沥青等易燃物品与电源及各种加热设置隔开,动力用电是自供还是接入电网也要考虑。
1.5材料的准备
做好沥青混凝土路面所需各种材料的采购非常重要,材料的质量是沥青混凝土路面质量好坏的重要因素。材料的数量是否充足直接影响到工期及路面铺筑的质量,所以对材料工作要给以充分的重视和管理,材料在采购时要随机抽检,选用物理力学指标满足技术标准要求的材料。
1)沥青是最关键的材料,直接从生产厂家订购,一般设计文件都有明确要求,通常使用的标号为AH-90、AH-70.沥青运到工地现场后,工地试验室要按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的要求严格抽检。工地试验室主要检查针入度、延度及软化点,其它指标可根据需要选做。沥青的贮备要用专用贮备罐,专用贮备罐安全、 防水、保温、无浪费,加热使用方便。值得注意的是,沥青加热时温度要控制好,石油沥青一般不得超过170℃,否则容易老化。 另外,沥青的脱水也很重要,过多的水分会使沥青在加热时膨胀溢罐,引起浪费,严重者造成火灾。沥青在工地的贮备量以市场的供应量及生产规模合理确定,通常以能满足工地5天的需要量为最佳。
2)各种规格的碎石是沥青混凝土路面的骨架,是受力的主要支撑材料,碎石的规格以沥青混凝土各面层的厚度及配合比确定。在实际工作中,碎石的规格首先由面层的级配类型确定最大值,如AC-16I型要求的最大粒径碎石必须小于19mm.其次,要确定碎石的不同规格的分类,目前,沥青混凝土路面施工技术规范中碎石粒径与实际的碎石生产商所用筛子的筛孔尺寸不尽相同。如AC-16I型规范中的筛孔尺寸为 19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075(4. 75以下筛孔尺寸暂不考虑),而碎石生产商的筛孔通常是以 5mm为模数的尺寸。从经验来看,采备AC-16I型结构层所用碎石时,可以用15~20mm、10~15mm、5~10mm三种规格的碎石。具体各种规格的数量以配合比及级配要求确定,确定方法以图解法试配。沥青混凝土面层用碎石、砂、石屑及矿粉组成混合料,理论级配中每种规格材料的用量是确定的。而实际工作中,由于单独碎石、 砂、石屑的级配中不是很稳定均衡,故在工地准备材料时要随时抽检筛分,不断进行微小的调整。这样,整个材料的采购、贮备就非常准确。采贮量以总用量的90%控制,这样不会造成某种材料过多或过少,对工程的成本是有利的。另外,工地所用的任何砂石材料最好都是干燥的,且所存场地要硬化,材料堆放整齐有序,材料有专人负责,要覆盖防雨和尘土,这样可以提高生产率,并使最终的沥青混合料质量稳定。
1.6设备的安装调试
沥青混凝土混合料的拌和质量及产量,与所选沥青混凝土拌和设备有重要关系,拌和设备要能满足工期的要求及工作的连续性要求。路面的平整度主要取决于摊铺机,摊铺机最少选用1台,摊铺机的生产效率要高。压路机采用双钢轮振动压路机及轮胎压路机的组合作业,数量由实际工作量确定。其它设备均要与整个施工环节相匹配。总之,设备在造型上要以故障率低且性能优越为宜。
1.7工作面的提供
沥青混凝土面层是铺筑在刚性的基层之上,基层的强度、平整度、弯沉的大小,对沥青混凝土面层有至关重要的影响。所以,提供一个整齐、干净、有足够强度的工作面是必须的。基层上面要洒布一定数量的透层油,沥青混凝土各面层之间要洒布粘层油。
2 铺筑阶段
铺筑阶段主要工序是:沥青混凝土混合料的拌和、运输、摊铺、碾压、检测、缺陷处理
2.1沥青混凝土拌和
各种矿料分仓堆放,不得混杂。尤其是细集料、矿粉不得受潮,须设置防雨蓬,保证集料干燥。沥青混凝土拌和时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10~15℃,热混合料成品在贮料仓储存后,其温度下降不超过10℃。沥青混合料的矿料级配应符合目标配合比及生产配合比的要求。油石比的控制是利用电子称量器,对各种材料进行分别称量。而级配的控制方法是两级控制,先是从各个生料仓的出料斗门及皮带转速进行初控,经过混合并由运料皮带及提升机送进振动筛,由振动筛重新筛分,振动筛的尺寸选择要基本与规范中的筛孔尺寸一致。振动筛一般只有4级,可以取与规范中筛孔尺寸相近的并进行分段。拌和设备自动化程度比较高,各种数据随时可以通过操作室的指令进行调整。工地试验室要随时抽检油石比及级配,只要正常,调好的设备不允许随意改变各种数据的设置。拌和过程中常见的缺陷是沥青混凝土混合料油石比不准确或温度不一致,生产油石比偏差控制在-0.1%~+0.2%。沥青混合料拌和时间以混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青胶结料为度。
拌和厂在试验室的监控下工作,每天上午、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。拌和厂拌制的混合料做到均匀一致,及时分析异常现象,无花白料、冒青烟和离析,不符合要求不得使用,混合料做到不在储料仓中储存过夜。
出厂的沥青混合料逐车用地磅称重,并按现行试验方法测运料车中沥青混合料的温度,签发一式三份的运料单,一份存拌和厂,一份交摊铺现场,一份交司机。

2.2沥青混凝土的运输
采用数字显示插入式热电偶温度计检测混合料的出厂温度和运到现场的温度。
沥青混合料采用大吨位自卸汽车运输,车辆底部及两侧均应清扫干净,为防止沥青与车厢板粘结,车厢侧面板和底部涂一薄层隔离剂,不让多余的混合液积聚在车厢底部。拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动,分几堆装料,减少粗集料的分离现象。
沥青混合料运输车的运量大于拌和能力和摊铺速度,摊铺机前方有五辆运料车等候卸料,使摊铺机连续均匀不间断地进行铺筑。
运料车用蓬部覆盖,起保温和避免污染环境作用。
连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10-30cm处停住,不得撞击摊铺机,卸料过程中运料车挂空档,靠摊铺机推动前行,在坡度大的地段,料车可挂低速档与摊铺机同步前进。
2.3沥青混凝土的摊铺
沥青砼面层施工一般采用非接触式平衡梁控制方式调平。铺筑沥青砼面层前对下承层清扫洁净,表面无污染杂物。
若采用二台自动调平摊铺机成梯形全幅铺筑,按设计路面宽度放出路面边线,有专人进行检查,靠中央分隔带侧摊铺机在前,摊铺机安装横坡仪控制摊铺层横坡,后一台摊铺机其左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”。两台摊铺机摊铺层的纵向接缝,采用斜接缝,避免出现缝痕。两台摊铺机距离不超过20米。
摊铺机就位后,先预热15~20分钟,使熨平板的温度在100℃以上,按试验路段提供的松铺系数。先暂定1.20计算出松铺厚度,调整熨平板高度,在下面至少垫3-4块木块,厚度与松铺厚度相等,使熨平板牢固放在上面。摊铺机熨平板必须拼接紧密,不能有缝隙,防止卡入粒料将铺面拉出条痕。
摊铺机调整到最佳工作状态,调好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器内混合料表面以略高于螺旋布料器2/3为度,使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致,避免摊铺层出现离析现象。
将摊铺机的电子感应器接通电源,开始铺筑。摊铺速度在1-1.2m/mim范围内予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺,中途不随意变速或停工,午饭应分批轮换交替进行,切忌停铺用餐,争取做到每天收工停机一次。
摊铺过程中,有专人检查铺筑厚度及平整度,使振夯频率与振幅相配套,以保证足够的初始强度,现暂定夯锤4级,振动4级
   混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏,一般不用人工不断地整修,只有在特殊情况下,如局部离析,需在现场主管人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷较严重时予以铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
摊铺过程中,有专人检查铺筑厚度及平整度,横坡度,测量混合料温度。混合料在摊铺后紧跟测量。
摊铺遇雨时,立即停止施工,并清除未成型的混合料,遭受雨淋的混合料应废弃,不卸入摊铺机摊铺。
2.4沥青混合料的碾压
混合料的碾压按初压、复压、终压三阶段进行。压路机以≯5Km/h的速度进行均匀碾压。压实度采用双控指标,注意碾压和碾压程序,不得将集料颗粒压碎。压路机的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,不准刹车制动,压路机折回不处在同一横断面上。在当天碾压尚未冷却的沥青混凝土层面上,不停放压路机和其他车辆,并防止矿料、油料和杂物散落在沥青层面上。
对初压、复压、终压段落设置明显标志,便于压路机驾驶员辨认。对松铺厚度、碾压顺序、压路机组合、碾压遍数、碾压速度及碾压温度设专岗管理和检查,使面层做到既不漏压也不超压。
压实完成12小时后,方能允许施工车辆通行。
2.5施工缝的处理
纵向施工缝。采用两台摊铺机成梯队联合摊铺时纵向接缝为斜接缝。在前部摊铺机已摊铺混合料部分留下10-20cm宽,暂不碾压,作为后铺部分的高程基准面,并有5-10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后作跨缝碾压,以消除缝迹。
横向施工缝。采用平接缝,切缝时间选在混合料尚未冷却结硬之前进行,原路面用切缝机锯齐,形成垂直的接缝面。方法是用3米直尺沿纵向位置,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,将摊铺层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处起步摊铺;碾压时,压路机位于已压实的面层上,错过新铺层15cm,然后每压一遍,向新铺层移动15-20cm,直至全部在新铺层上,再改为纵向碾压。
特别注意横向接缝处的平整度,切缝位置通过3m直尺测量确定。对施工缝及构造物两端连接处,必须仔细操作,保证紧密平顺。
3 检测及缺陷处理
1)检测贯穿于沥青混凝土路面施工的全过程,碾压成型后的路面必须满足设计要求。检测内容包括:测定平整度、厚度、宽度、高程及钻芯取样等工作。平整度的测定有两种办法,一种是用6m长铝合金尺杆(规范要求是3m直尺),另一种办法是车载连续平整度仪。两种办法都要用到,对局部可采用6m直尺,对比较长的范围可采用车载连续平整度仪。两种办法综合使用,可以准确的测定路面的平整度。厚度、宽度及高程的测定在此不再详述。钻芯取样的试件带到试验室后,要做马歇尔试验及其它试验,经过试验数据的处理,可以评价沥青混凝土路面的内在物理力学性能。这些性能主要包括压实度、空隙率、容重、稳定度、流值等。满足规范要求,认为沥青混凝土路面是合格的。
2)常见沥青混凝土路面缺陷是多种多样的,从使用效果来看,主要表现在路面波浪、横缝跳车、密实度不够、局部推移、松散、隆起等,这些缺陷都是施工过程中造成的。路面波浪在施工过程中主要是由于摊铺机造成的,沥青混合料软弱或混合料温度组成的变化导致混合料劲度的不均匀也是其中因素之一。消除波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能,同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。找平系统要处于良好状态,操作人员要随时检查,发现问题及时处理。横缝跳车主要是工艺上的问题,横缝在处理时要将已成型的路面切齐,并在接触面上浇洒粘层沥青。摊铺机在开铺前掌握好松铺系数,刚摊铺完人工及时修补。 碾压时先横向碾压,再纵向碾压,经过这样处理一般不会出现横缝。密实度不够的主要原因是油石比不准确、级配曲线中细料出线、压实遍数不够或压实机具偏轻造成的。局部推移、松散、隆起主要原因是基层软弱、油石比偏大、压路机起停速度太快等因素造成的。
3)资料的收集整理。沥青混凝土路面施工过程中各种材料的自检资料,质量评定资料都是非常重要的。要真实准确的记录每一个工作环节的详细数据,资料要归档存放,资料的种类包括各种检测试验表、照片、声像及原始记录。做好资料是竣工验收的关键依据。
4 结束语
沥青路面平整度涉及的面很广,影响因素很多。沥青混凝土路面施工的关键是人员、材料、设备的合理配置。在施工过程中要善于总结,克服不良人为因素,注重引进新技术、新材料、新工艺、新设备。对整个施工过程实施有效的动态管理,严格控制各种试验及检测。施工当中发现问题及时处理,只有加强管理,精心组织施工,才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面,创造优良工程。

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