沥青路面施工技术与质量控制分析

2023-04-29 22:51张雪
中国科技投资 2023年34期
关键词:温度控制平整度质量控制

摘要:沥青混凝土路面是由沥青混合料作为基层,采用机械摊铺、机械碾压的方式进行施工,因其具有行车舒适、行车噪音低、寿命长等特点,已成为高等级公路的主要结构形式。基于此,本文首先讨论沥青路面施工存在的问题,接着探讨技术要点,最后提出质量控制措施,以供参考。

关键词:质量控制;温度控制;平整度

DOI:10.12433/zgkjtz.20233447

沥青路面在我国已有一百多年的历史,是较广为常见的一种路面结构。由于沥青路面具有较好的耐磨、耐老化、抗滑等性能,在我国公路建设中得到了广泛应用。随着公路建设事业的飞速发展,沥青路面也随之得到了较快发展,加强对沥青路面施工技术要点的分析与研究,对提高公路质量、延长公路使用寿命以及降低工程造价具有重要意义。

一、沥青路面施工存在的问题

(一)基层平整度差

基层平整度差的原因有:第一,基层平整度较差。基层标高及厚度控制不准确,造成面层厚度不一致。第二,基层表面松散。施工过程中采用了不符合规范要求的摊铺机械和工艺。基层表面存在浮土、杂物等,在摊铺沥青混合料时,基层表面的浮土及杂物等与沥青混合料起化学反应而降低了沥青与集料的粘附性,从而导致沥青面层被破坏。

基层平整度差的防治措施有:第一,施工时严格控制基层标高及厚度,保证摊铺平整、压实均匀。第二,采用摊铺机进行分层摊铺,严格控制松铺厚度,使路面压实度满足要求。第三,及时清理已完成的路面,确保清洁。第四,养护基层时,选择合适的方法和材料。第五,采取相应的技术措施,满足路面的平整度需求。

(二)裂缝问题

沥青路面在施工过程中,裂缝是最常见的问题,会直接影响路面的强度和刚度,因此,在施工过程中要对其进行及时处理。一般情况下,沥青路面出现裂缝的原因有:第一,沥青面层的温度变化太快,没有及时采取有效的保温措施,使沥青混合料出现干缩现象。第二,路面基层强度太小,在车辆荷载作用下会引起局部破坏。第三,基层材料不符合要求,导致面层强度不够,产生裂缝。

二、沥青路面施工技术要点

(一)沥青混合料的生产

在沥青混合料生产过程中,应严格控制拌合楼中沥青、矿粉、碎石、添加剂及温度等生产要素的配比,确保生产出合格的沥青混合料。在拌和设备选择方面,应选用具有高产量、高精度特点的大型沥青搅拌设备。为保证生产符合质量要求的沥青混合料,应根据原材料供应情况、工期要求等确定生产配合比,在配料时根据所用原材料的规格及供应情况,对其进行严格控制。在沥青混合料生产过程中,第一,合理确定拌和时间及拌和温度,并严格控制原材料温度。第二,根据天气情况、交通状况等确定沥青混合料的拌合温度以及运输时间等。第三,通过严格控制热料仓进料温度以及热料仓出料温度等,确保沥青混合料的质量。同时,根据环境温度、交通流量以及施工机械配置情况等适当调整热料仓出料温度。第四,加强对各种材料质量的检验,保证混合料生产过程的质量稳定。第五,根据施工要求与现场实际情况制定沥青混合料出料温度及拌合温度等控制标准,并按要求结合实际施工条件进行热料仓布料。第六,根据生产配合比以及实际施工条件等因素对沥青混合料进行生产配合比验证。在验证合格后,用于工程项目建设。

(二)混合料运输和摊铺

沥青混合料运输车辆必须按规定的时间、路线、速度行驶,避免因温度下降或中途停车影响温度。运输车辆不得中途加水,严格密封车厢,确保运输途中不受污染。如果运输过程中沥青混合料温度下降,应及时采取措施加以改善。在摊铺之前,第一,清理下承层,保证下承层表面干净、干燥和无浮土等杂物。第二,检查摊铺机的轮胎压力是否正常,确保轮胎的气压符合要求。第三,检查承层基层和底基层。如果基层表面有浮土或其他杂物,应先进行清除或铲平,再进行摊铺工作。

为了保证摊铺的均匀性,一般情况下都会采用两台摊铺机进行同步摊铺,可以采用同一种摊铺技术进行施工,但两台摊铺机的行走速度应保持一致。在混合料摊铺过程中,确保摊铺机前后的距离始终保持在2m以上。当有混合料被堵塞或撒了沥青时,立即采取措施清除干净或更换混合料。如果需要增加摊铺沥青混合料的厚度,应由铺装层施工队伍负责。可以使用小型自动找平仪进行找平,也可以使用钢轮压路机进行压实工作。如果需要采用人工找平的方式,应在基层表面喷洒少量水或撒一些细料,以保证沥青混合料不会粘结在基层上。为了确保沥青混合料摊铺的连续性和稳定性,应在沥青混合料摊铺过程中及时调整摊铺机的速度和布料器振捣频率,及时清除掉已被污染或松散的沥青混合料。

(三)碾压施工

沥青混凝土混合料的碾压是保障质量的关键环节。因此,在施工过程中,应严格按照规范要求进行碾压施工,确保碾压施工质量。沥青混凝土的碾压是指使用压路机将已铺筑的路面压实成型。压路机的类型和数量是影响路面压实质量的重要因素。压路机可以分为轻型、中型和重型三种类型,在进行沥青混凝土路面施工时,应根据实际情况选择合适的压路机类型,提高沥青混凝土路面施工质量。如果用振动压路机,应将振动频率控制在60~80Hz之间,而如果使用静力式压路机,应将振动频率控制在40~50Hz之间。如果碾压速度过快,会造成压实效果不明显,而如果碾压速度过慢,会造成路面开裂。沥青混凝土的碾压应从边缘向中心进行顺序碾压,碾压过程中,要特别注意控制混合料中心处的压实度。压路机应严格按照规定进行横向、纵向移动,确保压实度符合标准要求。混合料在初压时必须确保表面干燥、清洁、密实,而且温度必须满足规范要求。混合料应采用双钢轮压路机进行压实,双钢轮压路机应从两边向中间进行碾压作业。在碾压过程中,要尽量避免出现波浪现象,及时处理出现的轮迹和弹簧等问题,严禁用重型轮胎压路机进行压实处理。对于沥青混合料的压实厚度应根据具体情况确定。一般情况下,当沥青混合料的厚度小于10cm时,应采用轻型钢筒式压路机进行压实;当沥青混合料的厚度大于10cm时,应采用重型钢筒式压路机进行压实;当沥青混合料的厚度大于20cm时,应采用重型轮胎压路机;当沥青混合料的厚度大于25cm时,应同时使用重型轮胎压路机和中型轮胎压路机。

(四)接缝和养护

接缝的处理是沥青路面施工中的重要环节,沥青路面的接缝方式一般有垂直接缝、斜面接缝和垂直斜面接缝三种。垂直接缝是在施工时先用切割机将路面切割成一个直角形,再将混合料人工铺在直角形上,然后进行碾压。在斜面上接缝一般采用垂直斜面的方法。斜面接缝是先用切割机将路面切割成一定形状后再铺筑沥青混合料,施工方便,但需要用到较大的切割机和较多的沥青材料,成本较高。在施工中,可以根据具体情况选用接缝处理方法。

在沥青路面施工结束后,应及时做好养护工作。具体来说,养护工作主要包括路面养护和排水养护两个方面。路面养护包括路面裂缝的填补、路面修补以及路肩清理等;排水养护包括防积水以及防滑措施等。对于路面裂缝的填补,可采用热缝或冷缝进行施工,在填补时,应确保密实度符合相关要求。对于路肩清理,可采用人工清扫等方式清理路肩,清除松散、压碎以及压实不足的土石混合物,确保路肩处于良好的状态。

三、沥青路面施工质量控制措施

(一)原材料质量控制

沥青材料是构成沥青路面的主要材料,其质量会直接影响沥青路面的质量和使用寿命。因此,必须严格控制沥青材料的质量,确保符合规范要求。

第一,沥青控制。沥青出厂前应经试验人员取样进行马歇尔试验、针入度、软化点和延度等各项指标试验,合格后方可使用。进场后,应对每批原材料进行出厂前取样检测,不合格的材料严禁用于沥青路面施工中。各配合比设计单位应在施工前确定各施工配合比,在试验人员配合下应经试拌确定,不能随意改变。在确定生产配合比时,应根据矿料的性能和气候条件、原材料供应情况等因素综合考虑。对于进场的沥青材料,应按要求进行抽检,并综合分析检测结果,如果不符合规范要求,严禁用于沥青路面施工。在对沥青混合料进行取样时,应做马歇尔试验和抽提试验,确定沥青混合料的各项技术指标是否满足规范要求。用于铺筑试验路的沥青材料必须符合设计要求和技术规范中有关规定,进场后进行抽样复检,严禁使用不合格材料。

第二,集料质量控制。集料必须有足够的强度、耐磨性、抗滑性、抗剥落性。集料的表面应洁净,不得含有影响沥青粘附性的物质。集料粒径必须符合规范要求,集料的粒径应与所铺筑路面宽度相匹配,避免使用大粒径集料,防止集料离析。为了使混合料均匀一致,可采用二次筛分法,一次筛分不宜大于5%;有条件时应尽量采用连续级配,为了使沥青混合料具有较好的黏结性能和透水性,宜采用粗集料含量较高的集料。对于针片状含量高、级配不良、软化点和延度不符合规范要求的集料要坚决废弃。沥青材料应采用针入度高、软化点高、延度大和黏度大的优质沥青材料。此外,沥青混合料还应含有足量的纤维稳定剂。

(二)铺筑施工工艺控制

沥青混合料的摊铺控制是一项重要的技术措施,会直接影响路面质量和使用寿命。沥青混合料的摊铺工艺主要有以下方面:

第一,摊铺机的选择。选择性能良好、操作稳定、可靠的摊铺机,同时要保证有足够的机械设备。

第二,摊铺机熨平板的检查。沥青混合料在摊铺时,熨平板必须始终保持平整、均匀,否则会破坏路面平整度。摊铺机熨平板应在摊铺前进行预热,温度不低于180℃,加热时间不少于2h。沥青混合料的加热温度一般为170~190℃。当采用电加热时,加热时间不超过40min,如果采用燃油加热,温度不得低于180℃。在预热过程中,应使用电热管或其他加温设备。如果需要在现场进行沥青混合料加热时,必须设置专人进行看护,防止沥青混合料被损坏。

第三,摊铺温度控制。当摊铺机进行摊铺作业时,温度控制应以不低于165℃为宜。同时,严格控制摊铺机熨平板的温度及沥青混合料的摊铺温度。

第四,摊铺机前后的距离控制。根据路面宽度及平整度确定摊铺机前后距离,一般为3~5m,并在摊铺过程中随时调整两台摊铺机之间的距离,每台摊铺机的摊铺速度一般为2~3m/min。根据试验段施工数据显示,在路面平整度及压实度不变的情况下,摊铺速度应控制在2m/min左右。

第五,碾压工艺。沥青混合料在摊铺后应立即进行碾压,从低处开始向高处碾压。在碾压过程中,应严格控制压路机的前进速度和碾压遍数,同时还要注意压路机必须要紧跟摊铺机后,行驶速度不宜超过4km/h。在碾压过程中,还要始终保持较高的压实度及平整度。压路机应先轻压1~2遍,然后逐渐向重型压路机过渡,振动碾压时应先轻振1~2遍,然后逐渐向重型压路机过渡,禁止使用轮胎式压路机进行碾压。当基层表面出现明显轮迹时,应立即停止碾压,并在已碾压成型的基层表面撒少许细砂进行找平。当基层表面出现明显轮迹但尚未压实成型时,应立即停止碾压并撒少许细砂进行找平。当基层表面出现较大轮迹时,应在已铺完的沥青混凝土面层上重新找平。

(三)压实过程控制

碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。初压宜采用轻型压路机碾压,温度不低于100℃,速度不超过5km/h,碾压遍数不少于3遍;复压宜采用重型压路机碾压,速度控制在2~3km/h,碾压遍数不少于4~6遍;终压应采用重型压路机碾压,速度控制在2~3km/h,碾压遍数不少于4~6遍。在碾压过程中,始终保持混合料的温度不低于100℃。高温季节应避免在上午10时至下午4时进行压实作业,防止沥青面层表面温度过高而影响耐久性。在低温季节施工时,应尽可能避免在清晨和晚上气温较低时进行压实作业。需要注意的是,施工中严禁碾压机中途停顿,严禁在已压实成型的路面上掉头、转弯、倒车或变速。碾压过程中如发现局部有松散、掉粒、网裂等现象,应立即停止碾压,并及时进行处理。发现沥青面层局部出现轮迹时,应立即停止压实并处理,待稳定后再继续压实,对于局部出现松散、掉粒或网裂的原因尚不明确时,应将该区域清除干净后才能继续施工。

四、结语

当前,保证沥青路面施工有效进行有着重要的意义,需要结合当前实际情况,了解沥青路面施工存在的问题,并掌握混合料运输、混合料生产等技术要点,通过原材料质量控制、压实过程控制等一系列措施,确保沥青路面施工有效进行,推动行业可持续发展。

参考文献:

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作者简介:张雪(1979),女,山东省济南市人,本科,助理工程师,主要研究方向为交通工程。

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