秋强
摘 要:沥青道路施工技术是市政道路建设的关键技术,对于提高道路质量、降低噪音、提高交通通行效率、减轻环境影响以及确保道路坚固性和平整度具有重要作用。在维也纳大道至新机场至卡特特项目中,沥青道路施工技术被广泛应用,取得了良好的效果。为了进一步提高道路质量,需要重视先进施工理念的应用、材料和工艺的持续改进,以及加强质量监管和成本控制。因此文章对维也纳大道至新机场至卡特特项目中沥青道路施工技术在市政道路建设中的具体应用进行了探讨。
关键词:沥青道路施工技术 市政道路 道路建设 应用分析
中图分类号: U416.217
Application of Asphalt Road Construction Technology in Municipal Road Construction
QIU Qiang
(China Railway 20 Group Internacional, Angola, LDA., Xi'an, Shaanxi Province, 710016 China)
Abstract: Asphalt road construction technology is a key technology in municipal road construction, which plays an important role in improving road quality, reducing noise, improving traffic efficiency, mitigating the environmental impact and ensuring the durability and smoothness of roads. Asphalt road construction technology has been widely applied in the Vienna Avenue-New Airport-Carte project, and good results have been achieved. In order to further improve road quality, it is necessary to attach importance to the application of advanced construction concepts and the continuous improvement of materials and processes, and strengthen quality supervision and cost control. Therefore, the article explores the specific application of asphalt road construction technology in municipal road construction in the Vienna Avenue-New Airport-Carte project.
Key Words: Asphalt road construction technology; Municipal road; Road construction; Application analysis
市政道路建设是城市基础设施中不可或缺的一部分,对于城市的发展具有重要意义。沥青道路施工技术因其快速、周期短、寿命长和维护成本低等优势而备受青睐。但是,也不能忽视其存在的质量、环境和成本问题。因此,为了提高道路质量,进一步促进可持续发展,就必须重视在市政道路建设中推动先进施工理念的应用,以及持续改进材料和工艺。
1 工程概况
本次市政公路项目共分为3个标段,本文主要探讨I标段:维也纳大道→新机场→卡特特项目中的沥青道路施工技术。I标段(见图1)共计34 km,其中双向6车道28 km,双向8车道6 km,采用沥青砼路面主要分为三段结构:深度翻修路段、加铺路段、新建路段结构层。
2 沥青道路施工技术在市政道路建设中的应用
2.1 市政道路建设中的优势
2.1.1 经济性
相较于其他道路类型,沥青道路的施工成本较低。沥青混合料价格相对较便宜,施工过程简单,所需的人力、物力和时间都较少。因此,在市政道路建设中,选择沥青道路是经济实惠的选择[1]。
2.1.2 施工效率较高
沥青混合料的可塑性较好,能够快速完成施工。此外,沥青道路适应性较强,能够适应各种道路环境,施工时间较短,减少了对交通的影响。
2.1.3 耐久性
沥青道路具有较好的防水性和耐磨性,能够承受各种气候变化和车辆磨损。这是因为沥青混合料具有较好的黏附性和韧性,能够有效缓解因车辆震动,而引起的裂缝和变形等问题。
2.1.4 环保性
沥青混合料中添加了一定量的再生沥青,降低了对环境的污染,减少了对自然资源的消耗。此外,沥青混合料也具有较好的可回收性,能够循环利用,达到了环保的目的。
2.2 市政道路建设中的适用范围
市政道路建设中的适用范围包括以下几个方面。
2.2.1 城市道路
沥青道路在城市道路中应用广泛,其适用于交通流量较小的小区道路、胡同巷道、社区内道路等。这主要是因为沥青道路的结构简单且灵活,可以根据道路设计要求进行调整,因此能够满足城市道路的多样化需求[2]。
2.2.2 高速公路
沥青道路也适用于高速公路,在高速公路中,沥青道路适用于交通流量适中的一般公路、省道、县道等。沥青道路在高速公路上,具有良好的承载能力和耐久性,能够满足高速公路的使用要求。
2.2.3 气候条件
由于沥青道路施工材料具有良好的耐候性和抗老化能力,因此,其可以适应各种气候条件下的使用。在高温季节,沥青路面不会变形,保持平整;在低温季节,其能够耐受低温冻融,保持路面的整体性。因此,在不同气候地区都可以使用沥青道路。
2.2.4 地质条件
沥青道路在各种地质条件下都能够建设和使用。在软弱地基上,沥青道路可以通过改进路面结构的方法,来提高路面的承载能力;而在石质地基上,沥青道路可以通过采用防水层和防渗层等方式,来防止水土流失。
3 沥青道路施工技术在市政道路建设中的具体应用
3.1 施工准备
在沥青下面层铺筑时,需要每隔5 m设立一对钢丝支座。这些钢丝支座呈扭绕式排列,直径为6 mm。基准线架设完毕后,还需要专人进行复核,以确保没有误差,然后才能允许进行摊铺工作。为了控制施工质量,还需要使用非接触式平衡梁进行施工,以确保道路的平整度[3]。
3.2 沥青拌和
在沥青拌和过程中,本项目采用了一台PARKRM3000间歇式沥青混凝土搅拌机(220 t/h)。集料在经过初步的粒度分级后,进入烘干筒进行烘干脱水(加热温度在170~190 ℃)。然后再次进行筛分,并储存在集料仓中。按照所配合比例,将集料输送到主搅拌缸中进行充分搅拌。
3.3 运输与摊铺
为了运输沥青混合料,本项目使用了一辆载重15 t的自卸汽车。这种车辆配备了专门用于覆盖的设施,以确保沥青的温度,并有效地防止雨水进入。这样可以确保沥青混合料的质量和性能。在确定运输能力时,需要根据摊铺机的连续作业需求来进行评估,并通过确保运输车辆和摊铺机之间的协调,以便按照工期要求及时供应所需的沥青混合料。
3.4 摊铺
沥青混合料铺筑是由沥青路面施工队完成的,其中包括2名管理人员、2名摊铺人员、3名接缝与修整人员、3名碾压人员以及4名清理与疏导人员。
铺筑工作按照批准的沥青面层试验路段的施工工艺进行。需要组织好运料自卸汽车的连续进料,并进行混合料的复检;由专人指挥运料汽车缓慢倒车,当后轮与摊铺机之间的距离为20~30 cm时停车;摊铺机在熨平板装满混合料后,将汽车慢慢推动,开始进行摊铺工作[4]。
3.5 碾压
为了保证混合料的质量,碾压工作应按照初压、复压和终压3个阶段进行。在每个阶段,可以使用不同颜色的标牌或旗子来指示工作的进展,以确保操作人员清楚地知道当前所处的阶段。为了确保各阶段的碾压温度达到要求,需要安排专人对摊铺完的混合料进行温度测量,并及时调整压路机的碾压工作,从而保障碾压温度,避免出现低温裂纹。
3.5.1 初压
初压阶段是道路施工中的重要环节。在这个阶段,为了保证道路的质量和平整度,需要使用双驱双振压路机和双钢轮压路机进行碾压。为了避免对尚未固化的混合料产生不良影响,还需要关闭振动装置。同时,为了提高碾压的效果,每次碾压时,应该让轮子重叠的部分占总宽度的1/3,这样可以确保全面均匀地碾压。
如果在碾压过程中遇到需要停车或调整位置的情况,比如碾压的路段温度低于60 ℃,应该及时停车并使用红旗标识进行标记,以便后续的处理和调整。初压的目标是在混合料温度不低于110 ℃(上层为135~155 ℃)之前完成(如表1所示)。这是因为在这个温度范围内,混合料能够更好地流动和压实,从而确保道路的质量和平整度。
3.5.2 复压
复压是为了进一步提高路面的密实度和稳定性。在复压阶段,可以采用一系列压路机进行碾压操作。需要先使用双驱双振压路机来进行振动碾压。这种压路机具有两对驱动轮和两个振动轮,通过对道路进行两遍振动碾压,以确保材料充分振实。在振动碾压时,可以适量错轮碾压,即交替使用左右侧的振动轮,以达到更好的碾压效果。接下来,采用双钢轮压路机和胶轮压路机。这两种压路机都能够提供较强的压实力,帮助进一步增加材料的密实度。在进行复压阶段时,需要注意混合料的温度。理想情况下,混合料的温度应该在85~95 ℃之间(如表1所示),这样可以确保材料仍然具有较好的可塑性和流动性,以便进行后续工序。
3.5.3 终压阶段
终压阶段是在复压之后进行的关键步骤,需要使用双钢轮压路机对道路表面进行碾压,以确保道路的平整度和密实度达到标准要求。终压的目标,是消除表面上的任何轨迹或不平坦区域。在进行终压之前,需要确保混合料的温度不低于70 ℃(如表1所示)。这是因为在较低的温度下,混合料的可塑性会降低,无法有效地进行密实。因此,及时完成终压工作对于道路质量的保证至关重要。
一般来说,终压需要进行两次。先使用双钢轮压路机对整个道路表面进行碾压,以使混合料更加均匀地分布,并填充道路表面的空隙。然后,再进行第二遍碾压,以进一步提高道路的密实度和平整度。在进行终压的过程中,操作人员需要密切注意碾压的速度和施力,以确保良好的效果。同时,还应注意避免过度碾压导致混合料的变形或损坏。完成终压后,道路表面应该具有光滑平整的外观,并且没有明显的轨迹或不平坦区域。这才能保证道路在使用过程中的舒适性和安全性。
3.6 横缝处理
为了保证道路的质量,各层的接缝应该至少错开5 m以上。在摊铺混合料结束时,需要使用3 m直尺检查端头的平整度,并选择符合要求的横断面。然后使用切缝机在选定的横断面上切割立茬,同时将多余的混合料清除干净。对于第一车混合料,最好控制其温度在摊铺温度的上限范围内。
为了确保横向接缝处的平滑度和强度,除了基本地摊铺混合料,还可以采取一些措施来进一步提高道路的质量和持久性。例如:可以在摊铺混合料后使用压实机进行轻微的碾压。这种碾压可以使混合料更加致密,从而增加其耐久性并减少可能出现的裂缝和凹陷。碾压时需要使用适当的重量和振动频率,以确保混合料均匀压实,并确保横向接缝处与相邻区域的平整度一致。同时,在处理横向接缝时,如果发现有裂缝或凹陷,可以使用热拢修补材料进行修复。热拢修补材料是一种特殊的胶结材料,具有较高的黏结性和耐久性。通过将热拢修补材料填充到裂缝或凹陷中,并利用热能使其固化,可以有效地修复并加固横向接缝处的问题。此外,在横向接缝处理过程中,还需要密切注意温度和湿度的变化。温度和湿度的变化,可能会影响混合料的黏结性和致密性。如果温度过低或湿度过高,混合料可能无法充分黏结,并可能导致接缝处的松散和损坏。
针对横缝的危害,本文研究了多种横缝处理的方法,包括热接缝、冷接缝、切割接缝等。通过实验对比分析,发现采用热接缝的方法处理横缝效果较好。热接缝是指在沥青混凝土路面施工过程中,将相邻两段路面的沥青混凝土在高温状态下进行接合,使其形成一个整体。这种方法可以有效地提高路面的平整度和耐久性,延长路面的使用寿命。具体实验数据如表2所示。
由表2可以看出,采用热接缝的方法处理横缝,平整度最好,耐久性最长,因此是较为理想的横缝处理方法。为了进一步验证横缝处理的效果,本文进行了实际工程实验。在实验路段上,选取了不同处理方法进行对比实验,并对实验数据进行了分析和整理。通过对比实验,发现采用热接缝的方法处理横缝,路面平整度较高,接缝处无明显凸起和凹陷,同时路面的耐久性和使用寿命也得到了有效延长。这表明,采用适当的横缝处理方法可以有效地提高沥青混凝土路面的质量和使用寿命。
3.7 雨季施工措施
3.7.1 监测天气预报
安排专人与当地气象台保持联系,并及时收听当天的天气预报。一旦预测到有降雨可能,立即通知施工现场,并通过报话机与拌和场互相通报。
3.7.2 雨后清扫
如果遇到雨天,要立即停止拌和与摊铺混合料的工作。同时,还要提前在外侧路肩上挖好临时排水沟,以缩短雨后停工时间。此外,还要及时清扫层上的泥土和杂物。
3.7.3 铺筑延迟
只有等到雨水干透后,才能继续进行铺筑工作。对于未经压实且透雨的混合料,需要全部清除,并更换新的材料。
4 沥青道路施工技术在市政道路建设中的优化应用
4.1 施工工艺的改进与优化
近年来,随着施工工艺的不断改进和优化,沥青道路建设的质量和效率有了明显提升。采用自动化施工工艺可以实现机械化程度的提高,通过使用先进的机械设备和技术,可以大幅度减少人工操作,并且能够更加精确地控制施工过程。与此同时,信息化施工工艺的应用,也在沥青道路建设中发挥着重要作用。在施工过程中,传感器可以收集路面温度、厚度和密实度等数据,这些数据可以帮助工程师及时调整施工参数,确保施工质量的稳定性和可靠性。通过使用建筑信息模型(BIM)技术,可以实现施工过程的数字化管理,从而更好地协调各个施工环节,并及时解决施工中的协调问题。
4.2 绿色施工理念的推广和应用
绿色施工理念的推广和应用,对于市政道路建设至关重要,可以最大限度地减少对环境的影响。通过采用环保的施工方法和材料,可以降低空气和水质污染的风险,减少噪音和振动对周围居民的干扰,保护自然生态系统的完整性;选用优质环保材料和合理设计施工方案,可以提高道路的使用寿命和稳定性,减少维护和修复的频率,降低整体运营成本。通过积极推广新型建筑材料和技术,可以不断探索和应用更加环保和节能的解决方案,这有助于推动城市建设行业向更加可持续的方向发展,促进经济、社会和环境的协调发展[5-6]。
4.3 针对高温多雨天气进行的沥青层优化
影响路面结构性能的主要因素包括路基结构承载能力及稳定性、交通量大小及车辆吨位、路面结构及材料、施工及养护,以及自然条件。当地的自然条件是影响路面结构耐久性的一个重要因素,在施工及过程养护中,不断总结遇到的问题,结合相应施工经验,适配高温黏度大、劲度高的沥青材料,优化沥青层粗细骨料级配,确保在高温条件的稳定性以及减小强降雨条件下沥青结构层受水的影响。在引用国内先进路面施工技术的前提下,为在非洲气候条件下,路面施工技术的发展总结基础经验。
5 结语
沥青道路施工技术,在市政道路建设中发挥着重要作用,其提供了持久的路面解决方案,能够抵抗交通冲击和自然磨损。同时,沥青道路的平整性和抗滑性,使其成为市政道路的首选。因此,沥青道路施工技术不仅提供了坚固的道路基础,还有助于城市道路的可持续发展。通过采用这一技术,可以更好地满足不断增长的交通需求,保护环境,提高市民的生活质量。
参考文献
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[5] 王云平,蒋安玲.“双碳”目标下加快推进我国绿色制造体系构建:基于市场化体系构建的角度[J/OL].重庆邮电大学学报(社会科学版):1-14[2023-10-29].http://kns.cnki.net/kcms/detail/50.1180.C.20231020.0956.002.html.
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