贯入式沥青路面施工工艺控制

郑 辉 郑永青

摘要:随着我国经济的迅速发展,高速公路的里程不断增加,沥青混凝土路面由于其平整性好,行车平稳舒适,噪音低,许多国家在建设高速公路时都优先采用。沥青路面施工是公路工程施工中一道关键工序,文章根据从事施工的工作体验出发,重点分析贯入式沥青路面施工工艺的控制,对临场施工具有一定的指导作用。

关键词:沥青路面;贯入式;施工工艺;集料

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0159-02

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。这种路面与砂石路面相比,其和强度稳定性都大大提高。与水泥混凝土路面相比,沥青路面表面平整无接缝,行车振动小,噪音低,开放交通快,养护简便,适宜于路面分期修建,是我国路面的重要结构形式。沥青路面的缺点是温度敏感性较高。夏季强度下降,若控制不好会使路面发软泛油或推移剪裂破坏。低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂。

贯入式路面的强度与稳定性主要由石料相互嵌挤作用构成。贯入式路面需要2～3周的成型期,在行车碾压与重力作用下,沥青逐渐下渗包裹石料,填充空隙,形成整体的稳定结构层,温度稳定性好,热天不宜出现推移、拥包,冷天不宜出现低温裂缝,贯入式路面的最上层应撒布封层料或加铺拌和层。 沥青贯入式适用于二、三级公路,也可作为沥青混凝土面层的联结层。

一、原材料选择

沥青结合料将矿质粒料粘结成整体,增加强度和增强路面抵抗行车破坏的能力,并使路面具有抗水性。适合修筑路面的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青,此外,还有天然沥青。沥青的性质和标号要求,随沥青路面种类、地区的气候和路段的交通情况不同而异;热拌或热法浇洒以及在炎热地区和重交通道路上宜选用较稠的沥青;冷拌或冷法浇洒以及在寒冷地区和轻交通道路上宜选用较稀的沥青。

(一)集料

贯入式沥青路面的主层集料应选择有棱角、嵌挤性好的坚硬石料,若使用破碎砾石时,应有一定的破碎面。主层集料的最大粒径宜为结构层厚的0.8～0.85倍。主集料中大于粒径范围中值的数量不得少于50%。

当主层集料中细集料含量偏多时,嵌缝料用量宜采用低限值。表面不再加铺拌和层的贯入式路面,在施工结束后每1000m2应另备2～3m3石屑或粗砂等供初期养护使用。

(二)结合料

贯入式沥青路面中的结合料可采用石油沥青、煤沥青或乳化沥青。在施工季节气温较低的寒冷地区,或沥青针入度较小时,沥青用量宜采用表中的高限值。在低温潮湿气候下用乳化沥青时,应按乳化沥青总量不变的原则进行调整,上层应比正常情况适当增加,下层应比正常情况适当减少。

二、贯入式沥青路面的施工工艺

(一)施工机械

贯入式沥青路面的主层集料可采用碎石摊铺机或人工摊铺。嵌缝料宜采用集料撒布机撤布。沥青洒布机在洒布时要保持稳定的速度和喷洒量,并应在整个宽度内均匀喷洒。压路机宜采用6～8t及10～12t进行跟压,主层集料宜用钢筒式压路机碾压。

(二)施工淮备

贯入式沥青路面施工前,基层应清洁干净。当需要安装路缘石时,应在路缘石安装完毕后施工。乳化沥青贯入式路面必须浇洒透层或粘层沥青。当贯入式路面厚度小于或等于5cm时,也应浇洒透层或粘层沥青。

(三)施工方法

1.撤布主层集料与碾压。在准备好的基层上,用摊铺机、平地机或人工撒布主层集料,应避免主层集料的离析,在撤布集料的同时注意检查路拱和平整度。主层集料的松铺厚度压实系数约为1.25～1.30,可经试铺确定。主层集料撤布后,严禁车辆通行。

主层集料撤布后,采用6～8t的钢筒式压路机进行初压,速度宜为2km/h。碾压时应从路边缘逐渐移至路中心,每次轮迹应重叠约30cm,接着应从另一侧以同样方法移至路中心,以此为碾压一遍。检查路拱和横向坡度,当不符合要求时,应进行调正和找平,再行碾压直至集料无显著推移为止。然后改用10～12t压路机进行碾压,每次轮迹重迭1/2左右,宜碾压4～6遍,直至主层石料嵌挤稳定,无显著轮迹为止。

2.洒布第一遍沥青和嵌缝料。主层集料碾压完毕后,应立即洒布第一遍沥青,洒布方法及要求同沥青表面处治,洒布温度取决于沥青标号;然后立即用集料撒布机均匀撤布第一遍嵌缝料,嵌缝料的撤布应均匀,不足处应找平;嵌缝料扫匀后立即用8～12t钢筒式压路机进行碾压,轮迹应重叠1/2左右,碾压4～6遍,直至稳定为止。碾压时应随压随扫,并应使嵌缝料均匀嵌入。若施工气温较高,碾压过程中可能会发生较大的推移,此时应立即停止碾压,待气温稍低时再继续碾压。当采用乳化沥青作为结合料时,应防止乳化沥青下漏过多。当主层集料碾压稳定后,应先撤布一部分嵌缝料,再洒布乳化沥青。当施工气温较低时,为加快乳化沥青的破乳速度、可将乳化沥青加温后再洒布,但乳化沥青温度不得超过60℃。

3.洒布其余层次的沥青和嵌缝料。洒布第二遍沥青,撒布第二遍嵌缝料并进行碾压,依次重复洒布沥青和撤布嵌缝料,并碾压,直至撤布封层料。最后宜用6～8t压路机碾压2～4遍,然后开放交通。当沥青贯入式层表面上直接加铺拌和沥青混合料层时,应紧跟着贯入层施工,使上下成为整体。若贯入层用乳化沥青时,应待其破乳,水分蒸发且成型后方可铺筑拌和层。

4.初期养护。沥青贯入式路面开放交通后的初期养护、交通控制等,与沥青表面处治相同。

三、贯入式沥青路面使用效果及存在问题

(一)裂缝出现的原因

沥青混凝土路面裂缝问题一直是学术界研究讨论的课题,对裂缝原因也已经形成了比较统一的认识。通常原因有四个方面:施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良;沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变);半刚性基层收缩裂缝的反射缝;桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。

(二)裂缝处理需注意的方面

通过对裂缝出现原因的分析,我们可分别从沥青混凝土路面沥青选择及基层施工控制两个方面采取措施适当地减少裂缝的出现。按地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝和提高材料抵抗反射裂缝产生的能力。采用优质沥青、改性沥青更为有效。其次,在基层施工中,应控制基层混合料在接近最佳含水量的状态下碾压,防止碾压时含水量过小,压实度和强度不足,造成强度裂缝或含水量较大容易出现干缩裂缝;对分段施工的基层,做好接头处理,分层碾压的基层,上下基层的接头应错开3～5米,以减少出现裂缝的机会;合理选择混合料的配比,控制细料数量;重视结构层的养护,并及早铺筑上层或进封层以利于减少干缩裂缝。

四、结语

贯入式沥青路面施工难度大,与常规沥青路面施工工艺虽存在较大差异。但施工实践表明,只要严格控制混合料的材料、配合比、拌和、摊铺和碾压等关键工序的质量,改性沥青路面的路用性能可以得到充分的保障。

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作者简介:郑辉(1981-),浙江省衢州市衢江区公路管理段助理工程师,研究方向:公路与桥梁;郑永青(1973-),浙江衢州人,浙江省衢州市衢江区公路管理段助理,研究方向:公路与桥梁。