摘 要:沥青混凝土路面作为高等级公路工程的主要结构形式,混凝土的性质得到了很大的提高。本文就对于沥青路面施工中沥青混合料的配合比设计、拌制、运输、碾压及检测等关键技术做了简要分析。
关键词:沥青施工
沥青路面是在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力。沥青路面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、震动小、养护维修简便、适宜分期修建等优点。在我国道路建设中使用广泛,为我国经济发展做出了重要贡献。由此,对于沥青路面施工的关键技术的研究很有必要。
1 沥青混合料的配合比设计1
1.1 确定矿料的最大粒径
沥青混合料的最大粒径(D)同路面结构层最小厚度(H)存在如下关系:H/D越大,耐疲劳性能提高,车辙量增大;H/D越小,耐久性降低,车辙量减小。最大粒径选与最小厚度之间择应遵循D≤H/2.5的规定,才能确保拌合均匀,达到设计的密实度和平整度。
1.2 确定矿质混合料的级配范围
1)在现场采集粗、细集料和矿粉后进行筛析试验。根据筛析结果绘出组成材料的筛分曲线,算出材料的相对密度。用电算法计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。
2)根据施工路面要求在计算中对合成级配作适当的调整,使合成级配曲线尽量接近设计级配中限,对于0.075mm、2.36 mm和4.75mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限,并偏向级配范围的下(粗)限。
3)一般情况下合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,对一级公路、高速公路、城市快速路等,宜偏向级配范围的下(粗)限,而对中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上(细)限。另外,合成的级配曲线要尽量接近连续,不得有过多的犬牙交错。当有两个以上的筛孔超过级配范围时,必须对原材料进行调整或更换原材料,重新设计。
1.3 确定最佳沥青用量
矿料级配确定后,采用马歇尔标准分别按4.05%,4.35%,4.65%,4.95%,5.25%5个油石比测定各组试件稳定度和流值,击实仪成型试件,同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率。由于实际材料性质及其他因素干扰,按理论公式计算得到的最佳沥青用量仍然要通过试验方法进行修正。最后的用量仍是采用试验方法来确定的。
2 沥青混合料的拌制
1)沥青混合料从拌和厂到工地现场距离不宜太远,还要考虑交通堵塞,道路要平整,避免因颠簸造成混合料离析,运输时间要短,以确保混合料的温度不要
2)间歇式拌和机的振动筛规格要与沥青混合料一致,最大筛孔略大于混合料的最大粒径最宜,其余筛的设置应由混合料的级配决定,不同级配混合料要配置不同的筛孔组合。
3)间歇式拌和机的成品储料仓保温性能要好,确保贮存过程中混合料温降在100度以上。普通沥青混合料的最长贮存时间为72h;改性沥青混合料的贮存时间要控制在24h内;SMA混合料必须在当天使用。
5)沥青混合料拌和时间根据试拌情况确定,以沥青均匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每锅的生产周期不宜少于45s。改性沥青和SMA混合料的拌和时间应稍长。
6)烘干集料的残余含水量必须小于1%。每次开始几锅集料的温度应高,并废弃干拌几锅集料,再正式加沥青拌和混合料。
7)拌制的混合料应均匀一致,不能出现结块成团或严重离析现象,对于异常应及时调整。不合格混合料都应废弃。
3 沥青混合料的运输
3.1 混合料的检测
沥青混合料在摊铺地点要凭运料单接收,进入现场后的沥青混合料的温度和外观都要检查,对于己经离析的、出现花白料的、结成不能压碎硬壳团块的、被雨水淋湿的混合料都要废弃;运至铺筑现场的混合料,应在当天全部压实,多余的混合料要废弃处理。
3.2 对运输车辆的要求
运输的车辆吨位要大,运输时间一般不得大于0.5h,不能超载运输或急刹车、急弯掉头致使透层、封层造成损伤;车辆的运输能力要大于拌和能力和摊铺能力,一般在现场等候的卸料车大于5辆,确保摊铺机连续均匀铺筑;运输车辆底部及两侧要清理干净,并涂油水混合液(柴油:水=1:3);轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物不得过多的带入摊铺现场;运料车在装料时要多次挪动车的位置,平衡均匀装料,以避免离析。
3.3 运输过程中注意保温防雨
在运输时要做好保温措施,遇到低温、大风或下雨等不利天气均应将混合料覆盖,避免温度降低过快;运输车到达现场后,保温布要等到摊铺时再掀开,以免温度损失。
4 沥青混凝土路面的碾压
4.1 熨平板宽度的调整
对分路幅要多次摊铺,摊铺机呈梯队作业,两台摊铺机同时摊铺,机器距离控制在20-40米为宜,两幅一次碾压成型。熨平板组合宽度应与两侧路缘石存在10-15厘米的间距,所留空间由人工及时补填并适当拍压。
4.2 摊铺机的作业速度
摊铺机的作业速度要根据工期要求、拌合机生产能力、气候特点、压路机生产能力、摊铺层次和混合料的类型决定。摊铺机作业速度太快会出现拉沟、裂口,摊铺层混合料不均匀等现象。施工中所选择的摊铺机作业速度,应在适宜的速度范围内,按沥青混合料的供应能力来确定摊铺机的作业速度,保证摊铺机在整个工作时间内连续匀速地摊铺。
4.3 熨平板拱度的调整
单幅一次摊铺路面时,路拱为直线型,路幅较宽熨平板的自重较大,因此,要对熨平板底面严格控制并校核。校核可通过在未碾压前用测绳放于两侧的基准线上,垂直于线路拉紧测绳,若各量测点的量测测绳与已摊铺面之间的距离相同,则表明路拱为直线;不同则需要调整。由于熨平板在摊铺过程中由于温度过高使得结构热涨,熨平板两端会产生4～6mm向上的反拱。因此,在调整熨平板拱度时应增加5�左右的拱度值。
4.4 摊铺厚度及熨平板工作仰角的调整
摊铺厚度工程质量及经济效益影响极大。摊铺开始前应事先计算的松铺厚度。松铺厚度根据设计厚度和松铺系数来算。摊铺机熨平板是通过改变工作仰角来改变熨平板的受力来调节铺层厚度的。
5 沥青混凝土路面检测
5.1 路面压实度检测
沥青混合料面层的压实度是混合料试样的毛体积密度与标准密度之比。压实度的测定是通过核子密度仪。核子密度仪法的放射性物质对人体有害,还需借助需要打洞的仪器,会影响测定的准确性。一般国内外均以取样测定作为标准试验方法。新的检测方法规定了马歇尔击实试件密度、试验路段钻孔取样密度和按空隙率折算的标准密度。
5.2 路面回弹弯沉测试
路面的承载能力普遍采用回弹弯沉值来表示。回弹弯沉值是指在标准轴载作用下,路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹总变形值。一般的,回弹弯沉值越大,承载能力越小,反之则越大。
5.3 路面平整度检测
平整度的测试设备分为断面类与反应类两大类。断面类是测定路面表面凹凸情况的,由3米直尺及连续式平整度仪测定;反应类测定是司机与乘客直接感受到的平整度指标,即舒适性能指标。
6 结 语
沥青混凝土路面是道路的重要组成部分,其工程造价占到了公路工程总造价的近30%。它直接影响道路的经济性、舒适性、美观性。
参考文献
[1] 袁建.沥青混合料路用性能评价指标研究.长安大学硕士论文,2005.2.
[2] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[3] 邵鸣建.沥青路面机械化施工技术与质量控制.北京:人民交通出版社,2001.
摘 要:沥青混凝土路面作为高等级公路工程的主要结构形式,混凝土的性质得到了很大的提高。本文就对于沥青路面施工中沥青混合料的配合比设计、拌制、运输、碾压及检测等关键技术做了简要分析。
关键词:沥青施工
沥青路面是在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力。沥青路面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、震动小、养护维修简便、适宜分期修建等优点。在我国道路建设中使用广泛,为我国经济发展做出了重要贡献。由此,对于沥青路面施工的关键技术的研究很有必要。
1 沥青混合料的配合比设计1
1.1 确定矿料的最大粒径
沥青混合料的最大粒径(D)同路面结构层最小厚度(H)存在如下关系:H/D越大,耐疲劳性能提高,车辙量增大;H/D越小,耐久性降低,车辙量减小。最大粒径选与最小厚度之间择应遵循D≤H/2.5的规定,才能确保拌合均匀,达到设计的密实度和平整度。
1.2 确定矿质混合料的级配范围
1)在现场采集粗、细集料和矿粉后进行筛析试验。根据筛析结果绘出组成材料的筛分曲线,算出材料的相对密度。用电算法计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。
2)根据施工路面要求在计算中对合成级配作适当的调整,使合成级配曲线尽量接近设计级配中限,对于0.075mm、2.36 mm和4.75mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限,并偏向级配范围的下(粗)限。
3)一般情况下合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,对一级公路、高速公路、城市快速路等,宜偏向级配范围的下(粗)限,而对中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上(细)限。另外,合成的级配曲线要尽量接近连续,不得有过多的犬牙交错。当有两个以上的筛孔超过级配范围时,必须对原材料进行调整或更换原材料,重新设计。
1.3 确定最佳沥青用量
矿料级配确定后,采用马歇尔标准分别按4.05%,4.35%,4.65%,4.95%,5.25%5个油石比测定各组试件稳定度和流值,击实仪成型试件,同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率。由于实际材料性质及其他因素干扰,按理论公式计算得到的最佳沥青用量仍然要通过试验方法进行修正。最后的用量仍是采用试验方法来确定的。
2 沥青混合料的拌制
1)沥青混合料从拌和厂到工地现场距离不宜太远,还要考虑交通堵塞,道路要平整,避免因颠簸造成混合料离析,运输时间要短,以确保混合料的温度不要
2)间歇式拌和机的振动筛规格要与沥青混合料一致,最大筛孔略大于混合料的最大粒径最宜,其余筛的设置应由混合料的级配决定,不同级配混合料要配置不同的筛孔组合。
3)间歇式拌和机的成品储料仓保温性能要好,确保贮存过程中混合料温降在100度以上。普通沥青混合料的最长贮存时间为72h;改性沥青混合料的贮存时间要控制在24h内;SMA混合料必须在当天使用。
5)沥青混合料拌和时间根据试拌情况确定,以沥青均匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每锅的生产周期不宜少于45s。改性沥青和SMA混合料的拌和时间应稍长。
6)烘干集料的残余含水量必须小于1%。每次开始几锅集料的温度应高,并废弃干拌几锅集料,再正式加沥青拌和混合料。
7)拌制的混合料应均匀一致,不能出现结块成团或严重离析现象,对于异常应及时调整。不合格混合料都应废弃。
3 沥青混合料的运输
3.1 混合料的检测
沥青混合料在摊铺地点要凭运料单接收,进入现场后的沥青混合料的温度和外观都要检查,对于己经离析的、出现花白料的、结成不能压碎硬壳团块的、被雨水淋湿的混合料都要废弃;运至铺筑现场的混合料,应在当天全部压实,多余的混合料要废弃处理。
3.2 对运输车辆的要求
运输的车辆吨位要大,运输时间一般不得大于0.5h,不能超载运输或急刹车、急弯掉头致使透层、封层造成损伤;车辆的运输能力要大于拌和能力和摊铺能力,一般在现场等候的卸料车大于5辆,确保摊铺机连续均匀铺筑;运输车辆底部及两侧要清理干净,并涂油水混合液(柴油:水=1:3);轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物不得过多的带入摊铺现场;运料车在装料时要多次挪动车的位置,平衡均匀装料,以避免离析。
3.3 运输过程中注意保温防雨
在运输时要做好保温措施,遇到低温、大风或下雨等不利天气均应将混合料覆盖,避免温度降低过快;运输车到达现场后,保温布要等到摊铺时再掀开,以免温度损失。
4 沥青混凝土路面的碾压
4.1 熨平板宽度的调整
对分路幅要多次摊铺,摊铺机呈梯队作业,两台摊铺机同时摊铺,机器距离控制在20-40米为宜,两幅一次碾压成型。熨平板组合宽度应与两侧路缘石存在10-15厘米的间距,所留空间由人工及时补填并适当拍压。
4.2 摊铺机的作业速度
摊铺机的作业速度要根据工期要求、拌合机生产能力、气候特点、压路机生产能力、摊铺层次和混合料的类型决定。摊铺机作业速度太快会出现拉沟、裂口,摊铺层混合料不均匀等现象。施工中所选择的摊铺机作业速度,应在适宜的速度范围内,按沥青混合料的供应能力来确定摊铺机的作业速度,保证摊铺机在整个工作时间内连续匀速地摊铺。
4.3 熨平板拱度的调整
单幅一次摊铺路面时,路拱为直线型,路幅较宽熨平板的自重较大,因此,要对熨平板底面严格控制并校核。校核可通过在未碾压前用测绳放于两侧的基准线上,垂直于线路拉紧测绳,若各量测点的量测测绳与已摊铺面之间的距离相同,则表明路拱为直线;不同则需要调整。由于熨平板在摊铺过程中由于温度过高使得结构热涨,熨平板两端会产生4～6mm向上的反拱。因此,在调整熨平板拱度时应增加5�左右的拱度值。
4.4 摊铺厚度及熨平板工作仰角的调整
摊铺厚度工程质量及经济效益影响极大。摊铺开始前应事先计算的松铺厚度。松铺厚度根据设计厚度和松铺系数来算。摊铺机熨平板是通过改变工作仰角来改变熨平板的受力来调节铺层厚度的。
5 沥青混凝土路面检测
5.1 路面压实度检测
沥青混合料面层的压实度是混合料试样的毛体积密度与标准密度之比。压实度的测定是通过核子密度仪。核子密度仪法的放射性物质对人体有害,还需借助需要打洞的仪器,会影响测定的准确性。一般国内外均以取样测定作为标准试验方法。新的检测方法规定了马歇尔击实试件密度、试验路段钻孔取样密度和按空隙率折算的标准密度。
5.2 路面回弹弯沉测试
路面的承载能力普遍采用回弹弯沉值来表示。回弹弯沉值是指在标准轴载作用下,路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹总变形值。一般的,回弹弯沉值越大,承载能力越小,反之则越大。
5.3 路面平整度检测
平整度的测试设备分为断面类与反应类两大类。断面类是测定路面表面凹凸情况的,由3米直尺及连续式平整度仪测定;反应类测定是司机与乘客直接感受到的平整度指标,即舒适性能指标。
6 结 语
沥青混凝土路面是道路的重要组成部分,其工程造价占到了公路工程总造价的近30%。它直接影响道路的经济性、舒适性、美观性。
参考文献
[1] 袁建.沥青混合料路用性能评价指标研究.长安大学硕士论文,2005.2.
[2] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[3] 邵鸣建.沥青路面机械化施工技术与质量控制.北京:人民交通出版社,2001.