谢家琪
(张家口市宣化区地方道路管理站,河北张家口 075100)
某公路工程全长997.287 m,路基宽度60 m,按双向六车道标准设计,采用沥青混凝土路面。本文结合该公路工程实际情况,对其沥青混凝土路面施工技术进行分析。
路面施工前应做好原路面检查,经检查确认满足要求后才能开始面层修筑。开工前检查所有施工机具,确保其工作状态良好,且数量应充足,与施工进度要求匹配。对于改性沥青,其加热温度与混合料现场施工温度都要满足相关要求。如果面层厚度较小或气温相对较低,则施工温度要取高限[1]。
以各档集料实际筛分结果为依据,通过计算或采用图解法明确不同规格集料用量占比,进而确定合成级配,其曲线要满足设计级配要求。如果在反复调整后依然有至少2 个筛孔超过设计级配范围,则要调整或更换原材料并重新进行设计。一般情况下,合成级配曲线要尽可能与设计级配中限接近,特别是要使0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm 等不同筛孔的实际通过量与设计级配范围中限相接近。若道路交通量相对较大或轴载较重,则合成级配要考虑偏向级配范围下限;若道路交通量相对较小,则合成级配要尽量偏向级配范围上限。
马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法之一,其目的在于确定沥青的最佳用量。可采用公式计算的方法得出沥青用量,然后采用试验的方法加以修正。混合料马歇尔试验结果如表1 所示。
表1 混合料马歇尔试验结果
混合料拌和厂要设在空旷、干燥,同时有良好运输条件的位置,做好临时供电。所有施工单位都要加强原材料控制,在原材料堆放处做好硬化处理并进行分别堆放。不同材料之间设置隔离设施,避免集料混杂对正常使用造成不利影响[2]。
拌和机和其他相关设备需符合如下要求:①生产率应达到240 t/h 及以上,冷料仓数量不能少于5 个;②系统配置完备,且性能良好,运行可靠;③计量装置使用前做好标定,并及时对动态计量误差进行检查和修正,以保证混合料配合比准确无误;④标定好温度计量装置,并对动态控制误差进行检查;⑤标定好冷料供给系统,出具相应的标定报告;⑥为干燥筒配备自动温控装置,使控制误差不超过±5 ℃;⑦集料加热借助燃烧油进行,在热料仓中配备全程料位计,也可使用高低料位计;⑧振动筛应有不低于90%的筛分效率,且规格和混合料类型完全匹配;⑨粉料仓数量应有2 个或更多,将矿粉单独存放于相应的料仓当中,工程中不能使用回收的旧矿粉;⑩除尘系统需要有两级,第二级系统宜采用布袋式除尘器,并设好粉尘排放装置;⑪控制系统要配有计算机系统,混合料拌和时对材料具体用量数据进行逐盘采集、打印和存储,同时记录包含配合比、温度和拌和持续时间等参数;⑫沥青罐容量应达到500 t 以上,建议采用10 个50 t 卧罐的形式。此外,对于改性沥青罐,还要配备数量充足的搅拌器[3]。
混合料摊铺由高密实摊铺机进行,要求发动机功率达到133 kW 或以上,具备全自动控制功能,且自带调平系统。摊铺机械的分料螺旋直径应达到420 mm及以上,且高度应能实现自动调整,开工前做好调试,使其处在良好工况。混合料铺筑开始前应先对下承层质量进行检查,如果检查结果显示下承层质量不满足要求或没有按照相关要求洒布好透层油与粘层油,则不可进行面层混合料铺筑。本文中工程面层借助2 台摊铺机械以梯队的形式实施作业,相邻两幅之间要有5~10 cm 宽的重叠,找平层与具备一定找平能力的结构层通过拉设钢丝线实现高程控制。此时使用的钢丝直径应控制在2.5~3.0 mm,拉力应达到1000 N 或以上。在直线段按照10 m 的间隔距离设置钢筋支架,而在弯道则按照5 m 的间隔距离设置钢筋支架。
面层施工需要在气温不低于10 ℃时进行,摊铺过程中的温度必须符合相关规范提出的要求[4]。摊铺时采用的松铺系数需要以混合料种类、现有施工机械与施工工艺方法为依据,采用试验段施工的方法确定。摊铺时随时对摊铺层厚度、路拱与横坡进行检查,并严格按照相关要求做好校验。如果不满足要求,应立即结合现场铺筑情况适当调整。当没有特殊要求时,可将松铺系数控制在1.15~1.25。
摊铺机械要在做好熨平板预热之后才能开始作业,同时预热使熨平板温度达到120 ℃或以上,但注意不能超过150 ℃。摊铺过程应保持连续、缓慢、均匀。在摊铺过程中注意不能随意变换速度,更不能中途停顿。实际的摊铺速度需要综合考虑拌和机生产数量、现场机具设备配套情况与面层厚度及宽度。摊铺时,螺旋布料器必须连续转动,使料位不低于螺旋布料器自身高度的2/3,以避免在全宽度断面之内产生离析。在确定熨平板需要达到的厚度后,施工中不可随意更改。分料器高度要和混合料类型及现场摊铺层厚度完全适应,根据混合料特性及厚度对工作装置自身频率与幅度进行适当调整[5]。
当借助机械设备进行混合料摊铺施工时,注意不能使用人工多次修整。出现以下情况中任意一种时,可借助人工进行必要的局部找补或对混合料进行更换:①横断面不满足要求时;②构造物的接头处缺料时;③摊铺带的边缘处缺料时;④表面平整度较差时;⑤部分位置的混合料发生离析时;⑥摊铺机械后方出现明显痕迹时。人工找补与混合料的更换都要在主管人员正确指导下开展。当缺陷较为严重时,需将其铲除干净,并对摊铺机械技术参数进行适当调整。若采用人工进行找补,现场施工人员不能站在刚摊铺完成的面层进行操作。
混合料碾压应使用适当的压路机组合方式,确定正确碾压步骤,以保证最终的碾压效果。混合料压实机具为轮胎压路机与振动压路机,详细工艺要求需通过试验段施工来确定,总体上要严格遵循高温、低幅、紧跟和缓慢的基本原则。混合料碾压机具以双钢轮振动压路机与轮胎压路机最为常见,压路机配置必须满足相关文件提出的要求,具体要求包括:振幅在0.3~0.8 mm可调,频率保持在40~60 Hz。
将摊铺完成的混合料刮平后应先进行全面检查,发现有不合格的部位时应立即处理,然后开始均匀且充分的碾压。碾压必须严格按照试验段施工得出的程序实施。混合料碾压共分3 个阶段完成,即初压、复压与终压。对于碾压速度,可按照以下要求控制:当初压使用轮胎压路机时,速度控制在2~3 km/h;当初压使用钢轮压路机时,需在关闭振动的情况下将速度控制在1.5~2.0 km/h;当复压使用轮胎压路机时,速度按3.5~4.5 km/h 控制;当复压使用钢轮压路机时,需在开启振动的同时将速度控制在4~5 km/h;当终压使用轮胎压路机时,速度按照4~6 km/h 的范围控制;当终压使用钢轮压路机时,需在关闭振动的情况下将速度控制在2.0~3.0 km/h。
在确定碾压段长度的过程中要充分考虑混合料摊铺速度,以确保大体稳定。压路机每次从两端折回的部位建议呈阶梯状持续向前推进,并注意折回部位不能处于同一断面。采用摊铺机械进行连续摊铺作业时,压路机不可随意停顿。在压路机无法达到的一些特殊部位,比如构造物接头处、弯道四角处、加宽处与路边缘等,可由人工借助振动夯板将其压实。采用振动压路机施工时,要对碾压速度予以严格控制。在初压过程中要注意,采用双钢轮压路机时,其线压力应达到350 N/cm 以上;用轮胎压路机时,其胎压需达到0.5 MPa 以上,同时确保所有轮胎的压力尽量保持均衡一致。碾压结束后,面层压实度与平整度应达到相关规定。
施工缝与构造物两端相连位置的操作必须认真仔细,使接缝保持平顺,在摊铺施工安排过程中要尽量减少横纵向接缝数量。混合料摊铺过程中,成梯队形式作业产生的纵向接缝以热接缝形式为宜,形成连续且保持平行的直线。施工过程中将已经完成摊铺的部分预留10~20 cm 的宽度暂时不予压实,将其作为后续摊铺施工部分的高程基准面,预留的部分在最后实施跨缝碾压。上、下两层纵向接缝要有15 cm 以上的错位,对纵向接缝进行合理安排,尽量使表面纵向接缝处在行车道和超车道之间的标线处。
因施工发生中断或在当天施工完成后,混合料末端可能已经冷却,此时需将其做成横缝。横缝要和摊铺方向尽量成90°,不得留斜接缝。与纵缝相同,上、下两层的横缝也应错开一段距离。在下次摊铺开始前需要在末端沿垂直方向均匀涂刷一层粘层沥青,同时还要对平板高度进行适当调整,为之后的碾压施工预留足够的余量。横向接缝混合料的碾压施工先借助双钢轮压路机沿横向实施,在碾压带外侧要预先放好供压路机平稳行驶的垫,现场碾压过程中压路机要处在已经碾压密实的结构层表面,并伸入新摊铺完成的部分15 cm 宽,每碾压完成一遍即向新摊铺的方向移动15~20 cm,直到整个压路机都处在新摊铺完成的面层表面,之后开始沿纵向进行碾压。
沥青混凝土路面是当前公路工程建设常用的路面类型,本文结合公路工程实例,对其沥青混凝土路面施工技术进行了初步分析与总结,提出具体的施工工艺方法和要点,为类似公路工程的沥青混凝土路面施工提供技术参考。