许鹏
(山东省单县湖西路桥建筑有限公司,山东菏泽274300)
在公路沥青路面施工中,任何一道细节控制不当,都会影响最终的施工质量。这需要施工单位做好施工前的准备工作,按照公路等级和现场条件,配制沥青混合料,并对沥青混合料的运输、摊铺、碾压以及接缝处理进行严格控制,这样能提升沥青路面的施工质量。控制裂缝、泛油、车辙等质量病害,提升车辆行驶的安全性和稳定性,获得更大的经济效益和社会效益。基于此,开展公路施工中沥青路面的施工技术的探讨分析就显得尤为必要。
和混凝土路面相比,沥青路面在很多方面都具有非常显著的优势,其主要体现在以下几个方面。
第一,沥青路面相对光滑,可降低对车辆轮胎造成的磨损,提升轮胎抓地力,保证车辆行驶的安全性。
第二,沥青路面具有良好的物理性质,韧性比较高,拉伸性能、抗压性能等都优于水泥路面。
第三,沥青路面后期维护简单。沥青路面投入使用之后,在车辆碾压和自然环境等因素的影响下,经常发生各种各样的病害,这是客观存在的,无法从根本上得到有效规避。但在出现问题之后可仅对问题路面进行修复,无需大规模处理,可降低维护成本。
第四,充分利用率高。沥青路面损坏和老化之后,可利用再生剂和其他设备,实现再生利用,充分利用率可达到100%。这样有利于缓解资源紧张的局面,且不会形成大量的建筑垃圾。
在公路沥青路面施工中,影响施工质量和进度的因素比较多,如施工技术、材料、设计、人工、环境等,任何一个环节发生问题,都会影响公路路面的施工质量。就目前我国公路沥青路面施工技术发展现状而言,经常出现雍包、裂缝、车辙、泛油、松散等质量问题。虽然沥青路面具有良好的性能,但也会出现一系列问题,如果沥青路面材料配比不科学、沥青摊铺、压实等环节的施工不规范,都可能导致路面质量缺陷,增加了裂缝、松散、车辙等缺陷的发生率。这就需要在公路沥青路面施工中,综合考虑多个方面,并对每道工序进行严格把控,如此才能更好地保证施工质量。
沥青路面施工技术具有很强的综合性和技术性,施工难度比较大,为保证施工质量,国家相关部门出台了很多技术规范。在具体施工中,为创造出高质量的公路,必须对这些技术规范有一定的了解和掌握[1]。比如:对普通公路而言,沥青路面施工中压实度不能低于95%;对特级公路而言,沥青路面的压实度更是不能低于98%。沥青路面施工的平整度必须达到规范要求,通常情况下,最大误差不能超过0.5cm。沥青路面宽度要准确,最大误差不能超过2cm。中线高程也要准确,误差不能超过2cm。在沥青混凝土摊铺前,要保证运输到施工现场的沥青混合料温度不能低于110oC 等。
在公路沥青路面施工中,需要用到很多材料,如碎石、粗集料、细集料、填料、煤沥青、改性沥青等,不同材料的选择及配比对沥青路面施工质量的影响很大,为最大程度地保证沥青路面施工质量,在正式施工前,需要对施工现场进行全面勘察,了解沥青路面的结构特点、道路等级、现场施工条件等。再结合勘察的结果,选择合适的施工材料、技术、工艺、机械设备。比如:碎石需要有良好的级配,且含泥量不应超过1%。在设计沥青路面配比时,不同工程的设计存在差异,需要在施工前结合设计要求、工程的实际情况进行反复试验,确定最佳的配比参数。施工单位需要结合沥青路面施工的技术规范和要求,根据石料酸碱度的相关试验,选择合适的沥青材料。在选择施工材料时,如果加入集料或是粗细骨料,不仅需要满足沥青级配的要求,还要选择无杂质、质地坚硬、含泥量少的材料,这点需要特别注意。在沥青路面抗滑层施工中要尽量采取无风化碎石,避免选择矿渣碎石或是耐磨性比较差的砾石。
总之,在施工之前务必要对施工材料的选择及配制加以重视,通过现场勘查以及工程试验,设计出符合工程需求的最佳材料配置方案,为沥青路面工程施工打好基础。
在沥青混合料拌和前,需要结合公路工程沥青路面的设计要求、技术规范、现场水文地质条件等,进行多次试拌和,以确定最佳的配合比、出厂温度、加热温度、沥青材料用量、拌和时间等,以提升沥青混合料拌和的质量和均匀性[2]。在沥青混合料内部,不能出现粗集料和细集料分离、结块等问题。并要有专业的技术人员,对沥青混合料的拌和质量进行抽检试验,发现问题及时向拌和单位反馈,调整拌和方法和配合比。在沥青混合料具体拌和过程中,需要结合公路的特点和等级,加强配合比设计。为保证沥青混合料配比的合理性,需要明确以下两点标定条件。
第一,骨料的最大粒径不能超过2cm,沥青含量要控制在5%左右,矿粉的添加量要严格控制在4%~5%之间。并且沥青混合料拌和中,一旦出现了冷料和热料相互冲突的情况,需要及时调整,以保证二者能够保持在相对平衡的状态,且还要保证二者的流量、转速、筛网孔径等都相互一致。
第二,对供给集料的温度也要严格控制,控制集料的温度在16~20oC 之间,并且各种集料的平均含水率不能超过5%,热集料的出料温度要严格控制在160oC 左右。
公路工程施工里程通常比较长,不宜采取现场拌和的方法,多采取集中站拌和的方法,拌和好的沥青混合料再通过自卸式汽车运输到施工现场进行摊铺和碾压。在沥青混合料运输中最关键是要控制离析问题,避免粗细集料分离。在实际运输中需要高度重视以下几点。
第一,保证自卸汽车卸料的彻底,要将运料车全部清理干净,尤其是改性沥青混合料和SMA 混合料,每次装料前,都需要对运料车进行全面清理,以免影响下一车混合料的质量,发现残余料,应及时清理干净,以免出现沥青混合料黏结问题。
第二,运料车达到施工现场后,需要控制好摊铺机之间的距离,最好控制在20~30cm 之间,以免发生相互碰撞。如果施工现场具有良好的施工条件,运料车可直接将沥青混合料卸入转运车上,经过二次搅拌之后再摊铺,以保证沥青混合料摊铺的连续性。
第三,为提升施工速度,在沥青路面施工现场,至少同时需要2~4 辆卸料车等候卸料,以免因为供料不及时,发生摊铺中断问题。
第四,装料完成后,及时用篷布覆盖,以控制热量散失的速度,且避免沥青混合料被污染。同时还要对运输车辆的密封性进行定期检验,以免在运输和等候卸料中发生沥青泄漏情况。
摊铺也是公路沥青路面施工的关键环节,摊铺质量对沥青路面的总体质量有很大影响。在具体摊铺中,需要结合集中拌和站的产量、设备性能、摊铺宽度、摊铺厚度等指标,选择合适的摊铺速度[3]。一旦摊铺速度确定好之后,不能随意改动,要保证摊铺机能够均匀、缓慢、连续地摊铺。一般而言,在沥青混合料摊铺中不需要人工整修,但需要高度重视摊铺的方向,保证沥青混合料摊铺的横断面能够符合设计要求。如果出现缺料、不平、局部离析、拖痕等问题要及时跟进人工处理;如果情况严重,要立即停止摊铺,调整摊铺的工艺或者更换新的混合料。
为最大程度保证摊铺效果,在正式摊铺之前,需要提前准备好足够的沥青混合料,并由专人负责,既要保证沥青混合料的质量,也要保证沥青混合料供应的及时性,做好保温工作。如果沥青混合料运输到现场之后,温度降低到110oC 以下,会影响最终的摊铺质量。因此,在摊铺前需要对熨平板进行全面清理,并做好预热处理,预热到合适温度,一般不低于100oC,熨平板的温度要尽量接近沥青的温度,二者之间温差不宜过大。沥青混合料入斗摊铺之前,需要对摊铺机进行一次全方位检查,保证摊铺的高度、宽度都能达到设计要求,同时还要调整好自动找平装置。运料车和摊铺机之间的距离控制在10~20cm 之间,运料车要挂上空挡,随着摊铺机缓慢前进,控制好前进的速度,避免相互碰撞。此外,为避免沥青混合料发生离析问题,影响摊铺质量,要保证供料系统能够稳定供料,在整个摊铺过程中,要保证螺旋布料器始终被沥青混合料所覆盖。控制好摊铺机的行驶速度,以免发生摊铺中断问题。如果是普通沥青摊铺,速度控制在3~6m/min 之间即可,如果采取了改性沥青混合料,摊铺的速度要进一步降低,控制在1~3m/min 之间,如果摊铺的速度过快,沥青混合料中的大颗粒骨料就会随着熨平板向前滑动,从而出现小坑或者小洞,难以保证平直度和压实度。
在碾压中需要控制的因素比较多,包括压路机的行驶速度、碾压厚度、碾压温度等。大量研究和施工实例表明,在沥青混合料碾压中,碾压的速度和碾压次数之间具有非常紧密的联系。如果碾压速度过快,就需要增加碾压次数,来保证压实效果。但因为多次碾压,不但会增加碾压的成本,而且不利于碾压效率的提升。通常情况下,碾压速度控制在2~4km/h 之间时,碾压的综合效果最好。但如果采取了轮胎式压路机,碾压速度可适当提升,但也不应超过5km/h。
此外,沥青混合料的温度也要严格控制。如果沥青混合料的温度太高,就需要减少碾压次数,减少碾压次数可以得到良好的压实效果。如果沥青混合料的温度太低,则会增大碾压的难度,压路机碾压之后,形成的轮迹也不易消除,影响沥青路面的平整度,压实度不易提升。而且容易在沥青路面上留下较大的空隙,形成渗水通道,这也是很多沥青路面投入使用不久后就出现水损坏的主要原因。为解决这些问题,在沥青混合料碾压中就必须选择最佳的碾压温度,通常情况下,沥青混合料碾压温度控制在120~150oC 之间时,取得的碾压效果最好,最高的碾压温度不宜超过160oC。此温度在沥青混合料的承受范围之内,沥青路面能够在完全支撑压路机的条件下,压路机在碾压中所受到的阻力也就越小。此外,碾压的厚度也需要严格控制,和路基碾压相比,在沥青路面厚度比较大的情况下,更加容易被压实。主要原因是碾压厚度越小,则温度下降的速度就越快。因此,为保证沥青路面的碾压效果,需要合理控制路面的最小厚度,一般来说碾压厚度应当至少为沥青混合料最大粒径的3倍,这样碾压效果最好。
为最大程度上保证各阶段的碾压作业始终在沥青混合料中处于相对稳定的状态,提升碾压效果,需要严格按照以下规则进行碾压:
首先,按照从下到上的顺序进行碾压,先静压,再振动碾压。
其次,在初压和终压时要采取双轮压路机,而在复压时,则要采取振动压路机和轮胎压力机联合碾压。
再次,在碾压全过程中要保证驱动轮在前,从动轮在后,后退是沿着前进碾压的轮迹进行碾压,以免形成新的轮迹。
最后,碾压要保证连贯性,不能中途中断,压路机按照2~6km/h 速度运输向前逐步推进,压路机在折回时也要在相同的轨迹上返回,提升碾压效果。
接缝处理也是公路沥青路面施工的主要环节,接缝处理效果直接关系路面的质量以及行车的舒适性和安全性。因此,必须切实做好接缝处理工作,比如:在进行纵向接缝施工中可采取两台摊铺机联合摊铺的方法,对摊铺的混合料留下10cm 的宽度范围,先不进行碾压,再采取重叠摊铺的方法,通过热接缝来消除接缝痕迹[4]。对横向接缝而言,可采取平接缝的处理方法,具体的处理方法为:首先用双轮钢桶式压路机对接缝进行碾压,并在碾压带外侧放上垫木,垫木的主要作用是为压路机的行驶提供良好的通道。纵向碾压完成后,横向行进15~20cm,对未碾压的部分进行碾压处理,如此反复操作,直到全部碾压完成为止。
结合理论实践,探讨了公路施工中沥青路面的施工技术,探讨结果表明,沥青路面施工工序比较多,涉及的技术种类多,施工难度大。再就施工中需要结合公路的特点和现场实际情况,对每个工序进行严格控制,并对施工技术的应用过程严格把控,才能降低各种因素对施工质量造成的影响,更好地保证施工质量,促使我国公路事业持续健康的发展,从而为社会贡献更多高质量的精品公路工程。