庄新敬
(莒县通达路桥工程有限公司,山东 日照 276500)
沥青混凝土路面因自身良好的路用性能,在道路工程建设中得到广泛应用。然而,在长期使用过程中路面会出现破损,影响交通安全和使用寿命。因此,加强对沥青混凝土路面施工技术的研究,提高施工技术水平,对提高公路路面施工质量、效率,降低施工及养护成本有重要作用。
沥青混凝土路面施工需求特征主要包括路面承载力、防滑性、稳定性等。路面承载力指的是路面具有足够的结构强度和适宜的刚度,能够承载一定的外力负荷。承载力应符合公路等级标准相对应的承载力标准,以保证路面的完整性并满足一定时间的使用需求。防滑性指的是路面要具有良好的防滑性,保持足够的粗糙度,以保证轮胎与路面的摩擦力满足车辆的安全行驶需求。稳定性指的是路面应具有抗疲劳性、耐拉伸性和高低温抗性等性能,沥青混凝土材料在使用寿命期间性能要保持稳定,不易被破坏,应具有一定的耐拉伸能力,以防止温度变化导致的路面裂缝或隆起。路面应在高温或低温环境中能够保持结构及性能不产生严重变化,以保障沥青混凝土路面的使用安全。
长期的使用会导致沥青混凝土路面出现病害问题,主要病害类型包括路面不平、裂缝、坑洼、车辙、鼓包和松散等,这些问题不仅会影响公路的使用安全性,还会增加养护成本。
路面不平的主要原因是沥青混凝土材料质量不合格、摊铺不均匀、碾压操作不实等;裂缝的出现主要是由于沥青混凝土配比不合理、不同路段的黏结不紧密、摊铺碾压操作不合格等;坑洼、车辙、鼓包和松散主要是沥青混凝土材料配比不合理、拌和不均匀、摊铺不均匀、压实度不足等原因造成的。对沥青混凝土路面病害类型及产生原因进行分析,并针对性地分析施工要点,可以进一步提高沥青混凝土路面的施工质量[1]。
沥青混凝土集料可以分为砂粒式、细粒式、中粒式、粗粒式和特粗粒式等五种类型,不同类型的沥青混凝土集料在价格、施工标准、施工工艺等方面存在差异。
在施工时,需要根据当地的气温气候、施工需求、造价等因素合理选择,以保证路面施工质量。然而,一些施工方出于成本考虑,将不同类型和价格的沥青混凝土材料混合使用,导致路面沉降不均、防水性能差、承载能力不足等,降低了沥青混凝土路面的使用寿命和质量。此外,一些施工方的沥青混凝土材料配比、拌和、运输和检测等施工工艺使用不合理,材料处理不规范,难以保障沥青混凝土路面的施工质量。
路基的施工质量直接影响路面的施工质量,路基处理工作不严格、不规范会导致路面后期出现滑坡、坑洼、突起或裂缝等问题。因此,想要提高路面质量,必须保证路基的建设和处理质量符合标准。一些施工方在路基处理上不严格,导致路面在短期内或高负载情况下出现形变、滑坡等问题,威胁交通安全。此外,一些施工方对路基的表面清杂工作处理不严格,未能彻底清理路基表面的碎石、生物腐殖质等杂物,直接在上面进行路面摊铺和压实操作,导致路面和路基黏结不紧密,这样容易引起坑洼、突起等问题,影响路面的使用性能。
沥青混凝土的铺设主要分为摊铺和压实两个主要操作流程。摊铺操作需要分层进行,但一些施工方的摊铺技术不规范,分层处理质量不高,导致各层之间的黏结不紧密,影响整体结构的强度;部分路面用料过多或过少,会影响路面的平整度,导致摊铺厚度不符合公路路面建设标准,影响路面的使用质量和寿命。
完成摊铺后,需要对沥青混凝土进行压实处理。压实操作旨在提升材料的密度、路面结构强度和平整度。但一些施工方的压实设备选择不合理或规格不足,导致压实效果不佳,影响路面的强度;压实操作不完整,没有严格进行初压、复压、终压,这种情况也会影响路面的强度;压实检测不规范,也会导致路面平整度不足,影响使用质量[2]。
3.1.1 质量
沥青混凝土材料的质量是保证路面施工质量的基础,材料质量不符合国家标准会降低路面施工质量。因此,在沥青混凝土路面施工中,要加强对施工材料的质量检验控制,原材料符合标准方可使用。
第一,要从具备合法资质的厂家处采购沥青和混凝土材料。
第二,入场前要对材料的合格证、出厂检验报告、性能资料等文件进行检查,确保材料符合施工标准。
第三,施工前要对沥青混凝土材料的各方面性能进行检验,确保其符合施工标准。在质量检验过程中,检验人员要严格遵守检验流程,保证采样遵循代表性和随机性原则,确保采样检验工作能真实、准确地反映材料质量,保证沥青混凝土材料符合建设标准。
3.1.2 配比
沥青混凝土的配比也是影响施工质量的因素之一,施工方要根据具体的施工需求设计沥青混凝土的配比,做好沥青混凝土的张力控制,确保沥青混凝土的性能符合施工标准。施工方要严格规范沥青混凝土配比检验流程,利用马歇尔试验法,对沥青混凝土材料进行定期检测和临时抽检,保证材料质量符合施工需求。
3.1.3 拌和
完成沥青混凝土的材料配比后,需要使用合理的拌和方法。沥青混凝土材料容易在高温下产生氧化反应,导致材料性质变化,因此施工方必须控制拌和时间和温度,尽可能减少沥青混凝土的氧化反应,保证沥青混凝土的摊铺质量。通常要求采用集中厂拌的方式进行拌和操作,设置具有密封和除尘功能的沥青混凝土拌和站,同时禁止露天作业,禁止沥青混凝土材料与泥土直接接触,保证拌和质量。出厂的混合料要均匀,无花白、无离析和结块现象,不符合要求的混合料应废弃。
3.1.4 运输
在沥青混凝土材料运输过程中,要用篷布覆盖,做到保温、防雨、防污染,防止材料产生性质变化。要提前在运输车辆的底板和侧板上涂抹柴油和水的混合物(但不得有余液积聚在车厢底部),防止混凝土与厢板黏连。出厂时材料温度要控制在150~170℃。装好沥青混凝土材料后,要在材料表面铺设专用保湿布,保持沥青混凝土的含水量,防止其快速凝结。运输时间要控制在两小时之内,尽可能保证材料性质不产生变化。由于沥青混凝土材料的温度过高容易氧化,影响沥青混凝土的柔性、稳定性和使用寿命,温度过低会导致材料凝结、结块,影响摊铺压实的施工质量,因此要将摊铺温度控制在120~150℃。运输和使用前后,要有专人对沥青混凝土材料进行质量检测,确保材料温度符合国家标准,保证材料没有出现离析、凝结问题,保证材料没有被其他物质污染,进而全面保障沥青混凝土路面的施工质量[3]。
沥青混凝土作为一种柔性材料,承重主要靠下面的基层,基层质量直接反映到路面结构层。为保证整体施工质量,进行沥青混凝土路面施工前,必须对公路基层的表面进行质量检验和清杂操作,以保证路基符合施工标准。
第一,需要对路基表面的平整度和压实度进行检验,确定基层标高。如果基层高度超过设计标高,需要使用刮平机进行刮平操作;如果基层低于设计标高,则要在摊铺时使用沥青混凝土进行补平操作,以保证路面的平整度。施工方应采用灌砂法对路基的压实度进行检验,如果压实度不符合设计标准,需要进行再次压实,以确保路基的压实度符合设计标准。
第二,需要进行严格的清杂操作,清理路基表面的杂物垃圾,保证路基表面清洁、干燥、平整、无杂物。
第三,需要在路基表面浇洒透层沥青或喷洒黏层沥青,以提高路基表面和路面的黏结度和公路的整体稳定性。
3.3.1 设备选择
在沥青混凝土路面施工中,选用合适的机械设备能够提高现场施工质量和效率。不同公路等级的路面施工需要不同规格、类型的机械设备配合。
第一,施工方要根据沥青混凝土拌和站与施工现场之间的距离,确定运料车数量和规格。
第二,在摊铺过程中,需要保持施工现场同时存有3~4 辆运料车等待卸料,以保证摊铺的连续性和沥青混凝土材料的质量。施工方应根据路面宽度选择摊铺机的规格,构成梯队作业模式,这样既可以有效减少纵向施工缝的出现,也能够极大地提升施工效率,缩短施工工期。
第三,施工方还应根据试验段确定初压、复压和终压的压路机规格和数量,合理配置相关设备,以提高压实质量,保证沥青混凝土路面的压实度符合国家标准。
3.3.2 摊铺
摊铺操作主要使用摊铺机进行。施工时,需要根据路面宽度合理配备摊铺机,通常采用双机或三机进行梯队式摊铺施工,以提高施工效率。在摊铺过程中,需要控制好相邻摊铺机之间的距离,一般为10~20m,两幅应有5~10cm 宽度重叠。表面层使用平衡梁法,底、中面层使用走线法,以保证摊铺的均匀度和平整度。摊铺前,需要将摊铺机的熨平板加热,温度不得低于100℃,以防止沥青混凝土与熨平板黏结,影响平整度。在摊铺过程中,施工人员需要随时检查摊铺质量,如果出现材料离析、缺料、花白料和结块等问题,需要及时进行人工补撒料。驾驶员需要控制好摊铺机的行驶速度和方向,保持匀速、缓速、直行,不能随意停止、变速或变道。在摊铺施工中,还需要对摊铺厚度进行实时检测,以保证摊铺厚度符合施工标准[4]。
3.3.3 压实
沥青混凝土路面的压实操作是保证路面整体结构强度和材料密度,提高路面施工质量的重要环节。因此,施工方除了要根据实际施工需求明确压路机规格、数量和压实方式,还要保证初压、复压和终压施工环节符合规范要求,保证压实质量。
第一,初压需要在摊铺完成后进行,材料温度要高于110℃,使用双轮双振压路机静压1~2 遍,压路机每次由两端折回的位置呈阶梯形随摊铺机向前推进,使折回处不在同一横断面上,同时施工人员要使用小型压路机对压实不到的位置进行碾压,一般要静压1~2 遍,以提高路面结构层的稳定性。
第二,在复压阶段,一般选用胶轮压路机和双轮双振压路机综合碾压4~6 遍,碾压温度控制在80~100℃。如果施工材料粒径较大,施工方要选择振动压路机进行3~4 遍压实操作,再使用胶轮压路机进行4~6 遍的压实操作。如果施工材料属于密级沥青混凝土类型,施工方要先使用重型轮胎机械进行压实操作,增强路面材料的密水性,再使用胶轮压路机进行后续的压实操作,从而提高沥青混凝土路面的材料密度和结构强度。
第三,在终压阶段,路面已基本符合使用标准,进行终压操作是为了压除之前的压实痕迹,进一步提高路面平整度。通常使用双轮双振压路机静压1~2遍,从低到高沿纵向对路面进行压实,碾压温度不得低于65℃。
终压完成后,施工方要及时进行路面标准检测,如果没有达到国家标准,需要及时进行返工处理,保证路面施工符合标准。检验工作完成后,施工方要及时进行路面养护,在路面温度低于50℃之前,不能放车辆通行,防止出现车辙。
综上所述,公路建设中,路面施工是非常关键的环节,确保其施工质量是保证工程交付后使用效果的决定性因素。沥青混凝土道路施工技术是公路路面施工最广泛的工艺选择,这一方面与公路建设需求有直接关系,另一方面与道路自身质量关系密切。就上述分析可知,科学运用沥青路面公路施工技术工艺,可进一步提升沥青公路路面的质量,为交通安全提供保障。