刘红文
(山西省代县滹沱河湿地公园服务中心 山西忻州 034200)
随着我国基础建设事业的不断推进与快速发展,路面工程受到了社会各界的广泛关注与重视。但从目前的建筑行业实践经验来看,路面施工的质量仍存在很大波动性,不利于交通系统的安全和持续性发展。基于此,我们有必要以代县滹沱河河道治理工程的抢险路工程为案例,对路面施工技术展开探究讨论。
滹沱河河道治理工程抢险路工程位于山西省忻州代县滹沱河湿地公园内,是一条东西走向的次干道公路。路段全长为2098m,宽20m,其中两侧人行道各宽3m,机动车道宽14m。整体工程线路的最大纵向坡度为5%,最小纵向坡度为0.3%,最小坡长在85m左右。人行道路面的铺装材质由上至下为3cm厚度的火烧板花岗岩层、3cm厚度的1∶3水泥砂浆层、8cm厚度的C10水泥混凝土层以及15cm厚度的天然砂砾垫层,总厚度为29cm;机动车道路面的铺装材质由上至下为4cm厚度的AC13细粒式沥青混凝土、6cm厚度的AC20中粒式沥青混凝土、20cm厚度的5%含泥量水泥稳定碎石、20cm厚度的3%含泥量水泥稳定碎石以及15cm厚度的天然砂砾垫层,总厚度为65cm。沥青路面的主要材料为90#重型交通石油沥青[1]。
路面施工的质量主要受到三个因素方面的影响:①环境影响。路面施工长期处在外部环境当中,难免受到地质变化、气象气候、原有设施等环境影响。例如,沥青作为一种感温性的非弹性施工材料,当环境温度较低时,沥青混凝土会发生热胀冷缩现象。此时,若沥青的冷缩程度超出路面结构抗拉强度的承载范畴,就会出现开裂问题,形成一定的质量隐患。在此背景下,若相关人员并未做到裂缝故障的技术处理,裂缝还可能在应力作用下不断扩大;②用物因素。路面施工的用物主要包括材料与设备两个部分。若原材料(碎石、水泥、沥青)或混合料(水稳材料、沥青混凝土)的质量存在缺陷,势必会引发路面在承载力、结构性、耐久性等方面的缺陷问题,严重削弱路面的质量;若摊铺机、压路机等机械设备选型不合理,也会出现设备吨位、功能与施工现场情况相偏离的现象,不仅会降低施工活动的整体效率,导致路面出现碾压不实、压实度不足等情况;③人为因素。作为施工活动的实施主体,设备操作、质量检测、流程施工、现场管理等人员的专业素养与路面施工质量密切相关。因此,一旦施工队伍中存在专业技能水平过低、工作态度不端正等人员问题,将对施工活动的成果质量产生严重危害,如操作设备碾压次数不够导致路面密实度过低、导致施工产品不合格等。
施工材料与机械设备是保障施工活动正常运行、维护路面施工质量的关键要素,在准备阶段中,必须要做好这两个方面的施工技术管理。在材料方面,应将沥青混凝土、水稳混合材料作为管理重点,做好砂、碎石、水泥、稳定碎石、沥青等原材料的试验检测(如针入度试验、延度试验、软化点试验、闪点和燃点试验、溶解度试验、沥青粘附性试验、混合料马歇尔稳定度试验、车辙试验等),确保各材料性能符合规范标准与设计要求。基于此,工程中碎石、砂砾石、水泥等材料的供应商选择确定为代县阳明堡镇九龙村石材厂与代县宏威水泥生产厂,材料各项指标均达到规范要求;在机械设备方面,需根据路面工程在施工规模、碾压重量、压实密度、摊铺速度等方面的具体情况进行合理选择。基于此,工程主要选择应用了路面摊铺机、8吨位钢轮压路机、20吨位钢轮压路机、16吨位胶轮压路机以及洒水车量与运输车辆,并在功能、数量上符合施工需求,为工程施工的后续开展夯实了良好物质条件[2]。
除此之外,现场环境条件对施工质量的影响也是极大的。因此,在路面施工正式开展前,还需对现场条件尤其是路基质量进行验收核验。基于此,在施工中对滹沱河河道治理工程抢险路的路基工程质量进行了检查验收,具体检验指标包括路基宽度、路基高程、横坡尺寸、边坡尺寸、中线偏位程度、路基平整度、路基压实度、路基弯沉值等。在验收合格后,再开展路面工程施工作业。
混合料搅拌是路面工程中的最主要环节,其质量直接影响到路面的承载能力、结构强度与耐久性。在此过程中,应严格控制好砂砾、泥浆、沥青等各类原材料的配合比,并做好搅拌的温度、速度与时间、把控。在搅拌过程中,工地实验室需要随时进行材料抽测,具体指标如:配合比、灰剂量、含水量、碎石级配、油石比、热拌沥青混合料马歇尔试验(稳定度、流值、孔隙率)等,以确定相关材料是否符合设计配合比要求及各种设计及规范要求。
此外,在混合材料的运输过程中,也应有严格的要求,水稳混合料在运输时,要用苫布覆盖,防止水分蒸发致使混合料失水干死。沥青混凝土在运输时也要加以覆盖,以杜绝污染和用于保温。对于运送到现场的沥青混凝土低于110℃的,应必须予以废弃处理。
摊铺阶段以摊铺机为主要机械设备,对水稳混合料和沥青混凝土进行匀速摊铺,以实现路面厚度、平整度的一致性。在摊铺施工过程中,应对摊铺机的行进方向与行进幅度进行控制,并将运行速度控制在每分钟2m左右。同时,沥青混凝土此时的温度应在110℃~130℃之间,最高不可超过165℃。
除此之外,在进行沥青混凝土摊铺时,难免会存在各种工作缝,此时就需要实施科学的接缝措施进行处理,以确保路面成果的美观性、一体性。现阶段,常用的接缝方法主要有横向接缝与纵向接缝两种。在实践中,可在相邻摊铺工作面之间预留出宽度在15cm左右的缝隙,待摊铺工作基本完成后,再对预留缝隙进行单独的碾压、摊铺施工。这样一来,可实现路面压实整平处理的“一气呵成”,显著提高路面的完整性与美观性,见图1。
在路面水稳基层工程的碾压阶段,首先应对施工路段进行现场清理,保证施工面平整、施工环境清洁,以免对碾压工作的质量产生影响。其后,即可按实际需求选择压路机开展碾压施工。用20t振动压路机静压3遍,振动1遍。再检测其压实度是否满足底基层压实度大于96%、基层压实度大于98%的要求。
图1 摊铺施工
在本工程中,为了保证沥青路面平整度、密实度等指标达到设计要求,采取了“初压-复压-终压”的三阶段施工碾压方式。其中,初压阶段摊铺沥青混凝土温度控制在110℃~140℃之间,不低于110℃,以8吨位的钢轮压路机为设备工具,用每小时2km的速度匀速静压路,2~3遍,前进时匀速静压,后退时实施振动碾压;复压阶段沥青混凝土温度控制在100℃~120℃之间,不低于100℃,以20吨位的双钢轮压路机与16吨位的胶轮压路机组合进行8遍碾压(验证确定)。并将路面温度控制在100℃~120℃之间;终压阶段沥青混凝土温度控制不低于90℃,以20吨位的双轮压路机先进性匀速静压,后退时振动碾压。三个碾压过程要随时观察,工序衔接自然流畅。这样才能保证摊铺的沥青混凝土各项指标全部符合规范及设计要求。期间应注意的是,在振动碾压施工后,需要对施工面的碾压成果进行现场检查。若路面仍存在明显的机械碾压痕迹,则应反复进行振动碾压,直至痕迹小时为止。在碾压后,沥青路面的温度应控制在90℃~115℃的区间内[3]。
除材料设备准备、搅拌控制、碾压控制与摊铺控制外,在路面施工技术的实践应用中,还应注重以下管理要点:
(1)加大试验检测力度。在路面基层、面层施工完成后,需要对施工成果进行科学化的全面检查,具体指标应包括平整度、压实度、厚度、高程、纵横坡、弯沉、强度、芯样完整性等。例如,在检查路面的表面质量时,主要应采取观察检查的方式,要求路面表面做到平整坚实,无掉渣、裂缝、烂边等负面现象,且不应有明显的轮胎痕迹;在检查路面的厚度时,可采用钢尺检查的方式,沥青混凝土路面的厚度应在设计标准值的±5mm区间内;在检查路面的横向坡度时,可应用坡度尺或水准仪作为检查工具,允差范围为坡长的±0.5%。
(2)施工活动的基本完成并不代表工程管理的结束,对路面水稳基层和沥青混凝土面层的后期保养和开放交通工作同样重要。水泥稳定碎石底基层和基层,摊铺碾压完成后,立即封闭交通进行养生洒水,保持其湿润,不然影响强度增长,养生期不少于7d,洒水车车速不应超过20km/h,在基层完成后,喷洒沥青乳液进行保护,而且也便于下一步沥青混凝土路面的施工。沥青混凝土面层在碾压完成后温度冷却后即可开放交通。
总而言之,路面施工质量影响具有多源性特点,要求相关人员在工程实践中不仅要保证工艺技术的可靠性、先进性、标准性,还要做好材料、设备等方面的严格把控,以确保路面施工成果兼具美观性与实用性、耐久性,满足人们对道路交通工程的综合需求。