浅析高速公路沥青路面施工

彭延洋

摘要:由于近年来我国高速公路建设的飞速发展和不断大幅增加的车载数量,高速公路沥青路面出现较多的是早期破坏现象,因此,加强沥青路面施工过程工艺质量控制迫在眉睫。文章针对我国高速公路沥青路面施工中出现的质量问题,从沥青路面的原材料选用、沥青混合料的拌合运输、沥青混合料的摊铺及碾压几个方面,提出沥青路面施工过程中各工艺流程的质量控制要点。

关键词:高速公路;沥青路面;沥青混合料;路面施工;摊铺;碾压

中图分类号:U412文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0134-02

一、沥青混合料技术要求

(一)沥青混合料特点

沥青混合料是经人工合理选择级配组成的矿物混合料,并与适量的沥青材料,在一定温度下经拌和而成的高级路面材料。它作为高等级公路主要的路面材料,具有其他许多建筑材料无法比拟的优越性。具体表现如下:

1.沥青混合料是一种弹塑性粘性材料,因而它具有一定的高温稳定性和低温抗裂性。它不需要设置伸缩缝,路面平整且有弹性,行车比较舒适。

2.沥青混合料路面有一定的粗糙度,雨天具有良好的抗滑性。路面又能保证一定的平整度,如高速公路路面,其平整度可达1.0mm以下,而且沥青混合料路面为黑色,无强烈反光,行车比较安全。

3.沥青混合料路面施工方便,速度快,养护期短,能及时开放交通。

4.沥青混合料路面可分期改造和再生利用。随着道路交通量的增大,可以对原有的路面拓宽和加厚。对旧有的沥青混合料,可以运用现代技术,再生利用,以节约材料。当然,沥青混合料路面也存在一些问题,如因老化会使路面表层产生松散,引起路面破坏;另外,温度稳定性差,夏季高温容易软化,路面易产生车辙、波浪等现象。冬季低温时易脆裂,在车辆重复荷载作用下易产生裂缝。

(二)热拌沥青混合料的组成和强度

热拌沥青混合料是经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成,用保温运输工具运送至施工现场,并在热态下进行摊铺和压实的混合料,它是沥青混合料中最典型的品种。沥青混合料抗剪强度的影响因素,主要是材料的组成、材料的技术性质以及外界因素,如车辆荷载、温度、环境等条件。

二、沥青混合料配合比控制

(一)材料质量控制要求

在沥青混凝土路面施工中无论是成本还是质量方面,材料因素都有着绝对的重要性。材料质量的控制从很大意义上讲也就是路面结构层质量的控制。奎赛项目路面工程所用材料大多为业主指定,材料因素处于劣势,通过取料监督与加强检测相结合的方式来减小该不利因素的影响。

物资部门将进料检验由拌合场前移至甲方指定的材料场地,在进料的第一步就开始了相对的选料,从材料相对均匀、含水量小等指标进行控制。试验部门也加大对材料的标准检测,杜绝不合格材料参与施工中,并尽可能挑选质量较好材料用于本合同段。

(二)沥青混合料配合比设计

沥青混合料配合比设计的目的是确定沥青混合料各种原材料的品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证等三阶段。我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)明确规定,热拌沥青混合料配合比设计采用马歇尔稳定度法。首先,要选择混合料类型、原材料基本性能和初选配合比范围及沥青用量,按马歇尔实验方法成型试件,试件经12小时测定其物理指标(包括毛体积密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等),然后测定马歇尔稳定度和流值。本项目沥青混凝土配合比设计在保证技术指标的前提下,突出体现了成本概念,一方面合理采用较低油石比,另一方面在达到同等技术标准的条件下,适当降低较昂贵集料在级配中比例(如3～5mm碎石180元/m3,0～5mm水洗砂39元/m3)。

三、摊铺及压实工艺质量控制

(一)沥青混合料摊铺

沥青路面摊铺前应先做好下承层的准备。对下承层应彻底清扫,采用人工与空压机(9m3)相结合为宜。对下承层的平整度等技术指标进行复测,平整度代表值控制在规范允许范围内,否则应采取补救措施,凸出基层用铣削机械铣刨处理,对凹陷基层挖坑回填。透(粘)层洒布主要是使各结构层紧密联结形成整体承受行车荷载,但洒布量不宜过多否则易导致泛油。沥青混凝土摊铺机是将生产合格的沥青混合料按一定的技术要求均匀地摊铺在基层或下面层,并给以初步捣实的专用设备。摊铺机主要构造包括传动系,供料设备(受料斗,刮板输送器,螺旋分料器),工作装置(振捣梁,熨平装置,自动找平装置)。

(二)沥青路面压实工艺及接缝处理

沥青混凝土路面要具有优良的耐久性能,混合料的配合比设计与压实是十分重要的两个工序。最优配合比设计的混合料若不充分压实,将会严重降低路面的使用性能。压实过程是减少沥青混合料中孔隙的过程,此过程为固体颗粒在一种粘弹性介质中的填实和定位,以形成一种更密实和有效的颗粒排列形式。

(三)沥青路面弯道摊铺技术

弯道摊铺是沥青路面施工技术的重要组成部分,也是沥青路面施工中的一个技术难点。国内目前尚无一种建立在严格科学基础上的施工技术和方法。现代立体交叉的高速公路在其上下层之间通常需要通过匝道来连接,这些匝道转弯半径小、内外侧超高大,而超高缓和段又短,这导致横坡的变化十分剧烈。

影响弯道摊铺横坡准确性与平整度的的根本原因是浮动熨平板的工作特性决定了在给出的厚度调节信号与沥青混合料松铺层达到相应的厚度之间不可避免地存在着时间上的滞后。

提高变坡摊铺的横坡准确性和路面平整度的基本措施主要有:设置摊铺基准时,采用一侧挂线(或平衡梁基准)和手动控制横坡输入信号的方法,将变坡段沿着超高侧曲线按等弧长分成若干份,然后根据所需变化的总横坡值计算第份弧长所应改变的横坡值。在每一弧度范围内,手动旋转横坡调节器旋扭使摊铺机每走过一份弧长时,正好完成一份横坡值的调节;由于厚度调节误信号而引起铺层厚度变薄,采取事先适当加厚非超高侧的铺层厚度,并在变坡摊铺的过程时时检查非超高侧的铺层厚度,必要时可用连续地微调纵向传感器以控制必要的厚度;铺机转向时,应平衡渐变地没事先画好的方向线进行,避免一次大幅度地转向。避免施工中的混乱和失误,在摊铺试验路段前应制订出详细的施工技术方案,从施工前的各项准备工作到横坡控制器的具体操作都应做出详细的规定,以确保弯道摊铺的质量。

(四)沥青路面宽幅施工技术

随着高速公路的发展,道路交通量日益增加,车辆轴载不断提高,对道路交通的安全性、舒适性、快捷性、稳定性的要求也不断严格,为保证通车的畅通快捷,大量宽路幅、超宽路幅的高标准道路列入规划。目前国内使用的大多数摊铺机最大宽度仅12米,而一些宽路幅道路的宽度都大于16米,无法一次成型地进行全幅摊铺,拼缝及横坡控制则成为摊铺的重点。

四、结语

随着沥青道路在我国的进一步推广,必将在我国的道路建设中发挥重要作用,路面平整度要达到行车舒适这一要求,要从路基施工准备阶段就开始重视。所有参加公路建设工程的施工单位,都有义不容辞的责任,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,使社会效益和社会质量得到保证。

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