公路沥青路面施工中GTM施工法的应用研究

2016-10-27王晨

黑龙江交通科技 2016年9期

关键词：胶轮压路机摊铺

王晨

（贵州省凯里公路管理局，贵州凯里 556000）

公路沥青路面施工中GTM施工法的应用研究

王晨

（贵州省凯里公路管理局，贵州凯里 556000）

GTM法进行设计时，主要依据应力应变的原理进行，最终目标是为了避免混合料的最终塑性出现过大的问题。本文就GTM施工法的概述以及其在公路沥青路面施工中的具体应用进行了简要的分析，提出了有关混合料在生产、运输、摊铺以及碾压的具体要求以及需要注意的事项。

公路沥青路面；施工；GTM施工法；应用

1 工程案例

某高速公路施工中，路面全长26.962 km，起点桩号K48+222.737，终点桩号K75+166，6 cm厚AC-20中粒式沥青混合料下面层883 865 m2，4 cm厚AC-13细粒式沥青混合料上面层639 934 m2。施工过程中沥青混合料采用的都是GTM法，按照GTM法的施工原理，对工程的实际情况进行了分析，提出GTM法沥青混合料施工的具体工艺流程以及质量的控制要点。

2 GTM施工法在公路沥青路面施工具体施工步骤

（1）选择公路沥青路面GTM施工法的原材料

GTM路面一般都是介于悬浮密实与嵌锁结构之间的，对路面进行压实而使用的机械设备的吨位比较高，所以在利用GTM施工法时，对于原材料的质量要求较高。为了能够有效的控制好沥青材料的质量，则需要选用不同生产厂家生产的材料，或者加强对材料的检测。据以往的施工经验来看，做好矿料质量的控制工作很有必要。基于此，有关部门特地下发了有关管理路面工程原材料质量的相关办法，即《路面工程原材料质量管理办法》，选择合适的材料源地，选择生产合格的供应商，并对生产出来的材料进行质量检验，确保违规生产方面的责任追究有制度可依，为了防止有些施工单位不够理性的采购材料，供货单位在供货时以次充好的问题泛滥，有关部门更是创造性的提出了“集中生产原材料，并单独存放生产好的材料，待检验合格后方能发货“的要求，经实践证明，这些规定要求的提出，收获的效果是明显的。

（2）设计配合比

①设计主要的参数

a进行GTM施工试验时，其实就是模拟汽车轮胎的气压，一般设定垂直方向上的压强为0.8 MPa。

b GSF即是所谓的旋转剪切系数，混合料剪切强度以及理论剪应力的比值要大于1.03，通常都是通过GTM试验机直接测定而来。

c旋转稳定值又称之为GSI，在混合料试验成型时，最大角与最小角的比值要小于等于1.05，还可以充分利用GTM试验机对表征材料潜在的塑性指标进行测定。

d进行平衡状态下GTM施工的试验时，通常当完成了100次的旋转压实时，密度会发生变化，一般变化率为每立方厘米0.016克，一旦出现这样的数值，就可以看作混合料已经得到了压实。

②设计GTM配合的具体过程

a在全面检测试验用的原材料时，确保材料的合格性。

b对矿料进行筛选，确定矿料的比例时要根据设计的级配要求进行。

c可以设定4种油石比，表面层设计间隔比为0.3％，也可以缩小至0.2％。

d在室内进行沥青混合料拌合试验时，室内温度的取值要依照粘度为0.17±0.02 Pa·s时的温度为准，对石油沥青100℃、135℃、175℃进行粘度试验；而在室内进行沥青混合料的压实试验时，内压实成型温度范围取值要依照粘度为0.28± 0.03 Pa·s时的温度为准。拌和改性沥青、成型温度要高于基质沥青10℃左右。

e拌制沥青混合料时要按照一定的石油比，并在钢模内装入沥青，利用GTM试验机进行旋转压实，通常建议制件的量为2～3个，并测定好每个试件的密度，取这些密度值的平均值，完成每个试件的压实施工后，剪应力会通过传感器自动传给电脑，而系统会对剪切系数GSF以及旋转稳定值GSI进行计算。

f跟马歇尔配合比的设计相似，GSF的值要大于1.03，而GSI要小于等于1.05，同时最佳石油比可以取石油比密度较大当作目标配合比。

g进行马歇尔稳定度、车辙、冻融劈裂、低温弯曲以及渗水混合料的试验时，需要根据最佳石油比作为参照，一旦试验的结果跟石油比相一致，就算是完成了目标配合比设计。

h设计生产配合比，配合比原料来源于拌合楼热仓中，最佳沥青用量上下浮动为0.3％左右，根据目标配合比设计进行确定最佳沥青用量，根据上述的步骤完成GTM试验，做各种混合料的验证试验，最终确定最为合适的配合比。

i验证生产配合比，对路面试验段进行施工时，要根据所确定好的生产配合比对沥青混合料进行拌制。

（3）控制GTM法施工

拌和、运输以及摊铺施工工艺都是GTM法在施工时需要控制的主要因素，其在本质上与沥青混凝土相似，但是，在拌合和摊铺的温度方面，跟普通沥青混凝土施工相比，进行GTM施工法的要求更高，由先前的使用钢轮压路机完成初压试验变成使用胶轮压路机进行碾压施工，试验表明，使用胶轮压路机施工效果更好。

①碾压

利用设计沥青混凝土面层时，为了能够确保足够密实，需要通过揉压进行压实，因此，在高温条件下，摊铺后要立刻进行慢速碾压施工，施工时使用的是XP260胶轮压路机。要将碾压的长度控制在30 m以内，而沥青混合料碾压的参数具体如表1所示。

表1　沥青混合料碾压参数

a初压至复压

一般都是利用3台XP260胶轮压路机进行初压施工，初压时，要始终保持前轮与摊铺机之间的距离为0.5～1 m，碾压时要随着摊铺机的前进而前进。完成初压施工后，要紧接着进行复压施工，完成此步骤的施工，可以利用胶轮机压路机完成此步骤的施工，胶轮机的型号XP260，数量为两台，碾压带重叠时重叠的长度至少有10～20 cm，初压以及复压的长度要不能超出30 m。

b终压

完成复压施工后，要完成终压施工，施工时要用到的压路机型号为双驱双振，数量为两台。此外，碾压过程中可以高频低振的方式消除压路机的轮迹，碾压的次数要高于两次。碾压轮迹与轮迹重叠的宽度要≤0.2 m，确保碾压时驱动轮面的前进方向与摊铺机前进的方向一致，不能够突然的改变碾压的路线以及方向，避免混合料出现推移的问题。无论是启动还是停止运行压路机，都要减慢速度。要先停止振动施工才能进行停车，往另一个方向上进行运行后才能够继续后续的振动，避免混合料出现鼓包的现象。压路机碾压速度一定不能够太快，具体的速度数值见表2。

表2　压路机碾压速度km·h-1

②处理施工缝

通常使用垂直接缝方式来进行施工缝的连接，当混合料未完全冷却以及发生硬节时，要将接缝切割，以便形成的接缝面跟水平摊铺呈现九十度角。确保切缝处末端的厚度以及平整度符合相应的规定要求，在已铺筑的路面的末端面上使用喷灯进行喷热施工，及时的调整熨平板的高度，此步骤一定要在摊铺施工前进行。

③碾压时需要注意的事项

a设计沥青混合料的最佳沥青量时，利用利用GTM法跟马歇尔试验所得的沥青用量相比要小很多，但标准的密度和压实度GTM施工法更好些。实际施工中，要协调好各部门的工作，确保平摊铺、碾压足够的连续且均匀。碾压时要遵循“高温、强振、低频、紧跟、慢压、成型时间短”的原则。进行碾压时需要使用的压路机的数量至少有4台，切忌出现为了提高密实度，使用重型的振动压路机进行重复的强振，以免破坏混合料的颗粒的性质，使其发生破碎或者出现裂纹。因此为了提高压实度，可以在高温的状态下利用重型胶轮压路机进行碾压。

b碾压时尽可能少的推移混合料，避免混合料有裂纹出现。切忌使用急刹车，以免压路机能够平稳的过渡过错轮期。利用卡车装混合料时，要向前移动卡车，第一批混合料放置在车厢前部，而车厢的后部则放置第二批混合料，最后一批则均匀的分装在车厢的中部，至少要错动3次，但不能够超过4次。在实际的摊铺施工现场，如果出现了离析的粗料窝，务必对其进行修补；而对于那些裂纹较小的混合料，则可以在完成终压施工后，路面温度依然较高时，可以使用压力为0.35～0.42 MPa轮胎压路机进行碾压，而裂纹较大且数量较多时，则需要对混合料的质量进行检测，查找原因，质量不合格的混合料要及时的剔除。