论施工工艺及机械组合对改性沥青路面的重要性
2011-08-15贾大波
贾大波
(山西省公路工程监理技术咨询公司,山西 太原 030006)
改性沥青路面是山西省使用较多的沥青路面,通过对沥青的改性,其产品的高温稳定性、低温抗裂性、耐久性都有明显提高,但由于改性沥青的特殊性,在施工中与普通沥青有很大不同。随着改性沥青路面的大量使用,经工程实践证明,部分路面在建成通车1~2年后就相继出现不同程度的裂缝等质量病害。初期产生的裂缝对路面的使用性能无明显影响,但随着表面雨水或雪水的浸入,导致裂缝两侧的路面结构层含水量增大,甚至饱和,导致路面强度降低。在大量行车荷载反复作用下,使裂缝加宽并碎裂,加速路面的破坏,影响沥青面层的使用性能。合理的改性沥青路面施工工艺和机械组合能够很大程度地提高工程质量,有效避免裂缝的产生,提高路面的平整度、使用寿命、使用性能。
1 合理的机械配置与组合
路面施工机械的配置首先应根据施工任务的大小和工期要求而定,同时路面机械配置必须考虑拌和能力、摊铺能力、压实设备、运输设备的相互匹配,在考虑机械配置时还必须注意混合料拌和机设计拌和能力与实际拌和能力差异,保证有足够的拌和能力是至关重要的。
1.1 水稳基层机械配置
水稳基层机械配置根据各合同段承担的施工任务大小,再确定拌和站及摊铺作业面的数量,一般1个拌和站配备1台实际拌和能力大于500 t/h拌和机,压路机3~4台,其中YZ18或YZ20 2台,18 t以上三轮压路机1台,25 t以上胶轮压路机1台,足够数量的大型运料车和水车。
1.2 改性沥青路面施工机械配置
沥青路面施工机械配置根据各合同段承担的施工任务大小,再确定拌和机及摊铺作业面的数量,一般至少保证沥青混合料拌和机采用3 000型或4 000型拌和机;两台性能良好的摊铺机;4~5台压路机;两台大于25 t胶轮压路机;两台DD130;1台DD110。
2 水泥稳定碎石基层施工
山西省高速公路水泥稳定基层施工均采用场拌混合料,用摊铺机摊铺,按省内现有的设备情况,一般一层摊铺厚度宜小于20 cm,摊铺时下承层必须保证平整度和压实度并清扫干净,同时摊铺前洒水始终保持湿润状态,防止产生强度不均匀,导致水泥稳定碎石基层形成无限连续简支板受力体系,在行车荷载作用下发生断裂。
对拌和机的加水设备、矿料和水泥的加料设备必须严格控制,防止因材料的差异性大、生产配合比不稳定等原因,造成压实度和强度不均匀,从而导致基层产生裂缝。
摊铺时根据混合料产量及匀速、连续不间断摊铺的原则,确定摊铺机摊铺速度。宜采用两台摊铺机一前一后阶梯同步摊铺,其前后间距控制在15~20 m,两幅之间搭接宽度20 cm左右,最后跨缝碾压,以防止产生纵向裂缝;当基层分两层摊铺时,上、下层搭接位置一般错开50 cm,派专人对两幅搭接处粗料集中情况进行处理,消除质量隐患。
摊铺完成后压路机紧跟摊铺机进行碾压、采用不少于4~5台压路机梯队作业,发现弹簧、浮浆要及时处理。初压、复压、终压必须合理衔接,重视施工缝的处理,以达到最佳压实效果。碾压完成后覆盖土工布洒水养护7天以上,期间严禁车辆通行;当受工期影响在保湿养生4~5 d后只要能钻出完整芯样亦可施工上层水稳。上下层分层施工时,如有条件,可在下层碾压完成并压实度检验合格后铺上层水稳,基层施工完毕后应立即进行压实度、标高、横坡、厚度检查。养生结束后,应尽快清扫基层表面并洒水湿润后立即喷洒透层油,做好撒布记录,同时在其上撒布3~8 mm的石宵并严禁车辆通行。
在铺筑沥青面层前,半刚性基层强度达到设计强度的70%左右,且在2.5 MPa以上,可采用在半刚性基层表面预切缝,之后采用热沥青灌缝且在缝上加铺一层土工格栅的办法,能够很好的解决和防治沥青路面半刚性基层的反射裂缝。每10~15 m设一道贯通路面宽度、深1/3~2/3层厚、宽10~12 mm的切缝为宜,切缝间距越短越好,以路面宽度为间距最好,铺设的土工格栅宽度为1.5~2 m。
3 改性沥青路面施工
我省近几年施工的高速公路改性沥青面层,一般都采用上、中、下3层,摊铺时,中、下面层采用两台摊铺机前后错开20 m左右呈阶梯作业进行摊铺,上面层一般采用1台摊铺机摊铺,以便较好控制路拱横坡、平整度。摊铺机行走速度不宜大于3 m/min,夯锤夯击频率采用20 Hz,夯板振动频率选用55 Hz。为了提高初摊铺密度,尽量提高夯锤和夯板频率,但必须保证传感器不发生抖动,使初摊密实度达到80%左右。此外由于改性沥青粘度高,螺旋分料器不像熨平板可以加热,它的熨热全靠热料升温,所以早上起步前为了保证螺旋分料器的正常运行,减小摩擦阻力,必须使用第三或第四车料进行摊铺。改性沥青混凝土待料30 min后,摊铺厚度的1/3层厚会形成构造沥青混凝土,孔隙框架已经基本形成,再进行碾压,它的密度已提高不大。过度的振动碾压,只会破坏沥青结构,出现分散现象,所以摊铺时必须保证拌和机的拌和能力、运输能力同摊铺能力相匹配,达到匀速不间断连续摊铺,尽量减少摊铺过程中的停顿,以达到较好的摊铺效果,故应按混合料产量定摊铺机行走速度,摊铺时一定要料等机,不要机等料;下面层采用钢丝绳引导高程控制,上、中面层采用自动找平方式进行摊铺。
碾压时尽量适当提高初压、复压温度,初摊温度≥170℃,初压温度≥165℃,终压温度≥120℃。同时做到压路机紧跟摊铺机进行碾压,碾压机械宜采用以DD-130及25 t以上胶轮压路机为主的较重型压实机械。桥面铺沥青路面时宜以胶轮压路机为主进行压实。此外黏层油对加强沥青层间结合十分重要,故必须确保黏层油质量,沥青层不被污染,洒黏层油后不被污染。
改性沥青路面接缝处理最主要的就是“快”。因为改性沥青混凝土内部基本形成了蜘蛛网状结构,温度低时混合料中的细料很难将其从沥青混合料中分离出来,所以只有在高温状态下进行接缝,才能使接缝处麻面处理好。
4 结束语
总之,任何科学的工艺和先进的设备都离不开人员操作,因此人的技术水平应当与先进的机械技术性能相适应。整个沥青路面施工的过程是一个人、材、机组成的大系统,合理配置,充分发挥人的主观能动性和积极性,增强责任心、强化质量意识并贯穿于整个施工过程中,对提高沥青路面的质量和使用性能有巨大的作用。