关键筛孔及施工温度下的沥青路面施工控制分析

2017-04-06刘雁

山西建筑 2017年36期

刘雁

(山西省公路局大同分局，山西大同 037006)

在我国的北方地区，冬季时间比较长，而夏季持续时间比较短，所以每年的平均最低气温只有0 ℃左右，在这些北方地区的沥青路面施工中，最佳施工日期主要在6月份～9月份，但是在这一阶段施工中，经常发生降雨，这也给沥青路面施工造成了极大的影响，不利于控制施工质量。而北方地区具有非常独特的自然气候特征，温度条件比较显著，所以导致热拌沥青混合料路面施工面临较大的问题和挑战。在施工过程中，难以管控施工质量，而且无法保障混合料的出厂温度，在摊铺碾压沥青路面的过程中无法有效控制各大程序，无法制定合理的施工组织方案，在选择沥青混合料片石料中存在极大的问题，对于沥青混合料的配合比例设计无法进行有效控制，从而给沥青混合料的拌和以及摊铺过程造成了极大的影响。因此，必须加强对关键筛孔和施工温度下的沥青路面施工控制进行深入研究，才能有效解决施工质量控制问题。

1 原材料以及试验方案分析

1.1 关键筛孔的影响试验

以省道马走线马市口至瓦窑口改建工程为例，通过收集大量的研究资料发现，在施工过程中，通过对施工现场进行检测发现，当地的施工环境普遍存在低温现象，这也对小梁造成了极大的破坏，破坏了应变以及动稳定度，很容易导致冻融劈裂问题产生，关键筛孔对沥青混合料的性能产生极大的影响。

1.2 老化温度和运送时间的影响试验

在我国北方地区，沥青路面施工中受到自然气候和天气特征的影响，施工周期非常短，在施工过程中为了避免受到自然气候以及天气的影响，一般在6月份～9月份进行施工，所以受到雨热同期的影响，而且沥青集料的运输距离比较远。许多施工单位在沥青路面施工过程中，大多把沥青混合料的出场温度进行提高，这样才能保障沥青混合料运输到施工现场之后仍然保留着较高的温度。通过对省道马走线马市口至瓦窑口改建工程集料级配以及沥青材料进行综合分析，并且深入探索了沥青混合料的老化温度以及运送时间对于沥青路面施工质量的影响。

2 关键筛孔和施工温度产生的影响

2.1 关键筛孔对沥青路面施工质量造成的影响

通过进行一系列试验分析发现，在省道马走线马市口至瓦窑口改建工程施工过程中，沥青混合料的配级范围主要呈现出S形分布的趋势，而且在设计关键筛孔时，与级配的下限非常接近。在研究中关键筛孔的通过率一般保持在中值的范围之下，其中0.075 mm筛孔能够保持稳定的通过率，一般通过率在6%。而沥青混合料的各种性能指标能够基本达到规定标准。但是不同标段的原材料特征存在一定的差异，所以造成混合料的整体性能也产生一定的差异。不同标段的沥青混合料配合比能够达到统一的水平，其中关键筛孔的孔隙率以及油石比大致相同。通过采用归一化处理的方法对不同标段的混合料性能指标以及关键筛孔通过率进行有效处理，最终得出相关的性能指标变化曲线。

通过对曲线指标进行研究分析发现，混合料主要性能以及关键筛孔趋势在性能上存在一定的影响性。其中0.075 mm以及4.75 mm通过率和低温小梁数值的变化非常接近，由此可以发现控制这两个筛孔将对沥青路面的施工质量产生非常大的影响。同时，9.5 mm和4.75 mm的筛孔也会给冻融劈裂以及浸水马歇尔指数造成非常大的影响。其中2.36 mm以及0.075 mm的筛孔将在一定程度上影响稳定度。所以在沥青路面施工过程中，必须合理设计混合料配合比，严格控制关键筛孔的孔径，才能有效控制施工质量。由于我国的偏远北方地区，地理环境温度普遍非常低，所以在设计沥青路面混合料的过程中，需要重点考虑低温性能的影响因素，其中重点要控制9.5 mm,0.075 mm以及4.75 mm的关键筛孔通过率，这样才能保障沥青混合料的整体性能。

2.2 热老化时间以及温度造成的影响

通过试验结果发现，在热老化时间不断增长之后，155 ℃的沥青混合料将会逐渐降低稳定度，然后不断升高稳定度，最终使混合料的空隙率不断降低，在2 h～3 h之间，各项流值并不会呈现出较大的变化，但是在4 h之后，混合料的热老化时间将逐渐增长，并且在整体性能上呈现较大的波动变化。其中混合料的稳定度以及流值在不断扩大，由此发现沥青混合料的刚性将逐渐增强，但是混合料的柔性将逐渐变差，这也说明沥青混合料的低温性能无法满足施工要求。当沥青混合料的流值逐渐增大之后，将发现沥青的粘性会不断变差，其变形系数也将逐渐扩大，在沥青路面施工中运用混合料，容易产生松散的问题，而且在混合料的空隙率减小之后，会造成沥青路面出现超密的问题。

随着沥青混合料的温度不断增高，老化时间逐渐增长之后，将会导致沥青混合料的空隙率不断降低，而且会逐渐提升混合料的稳定度。当老化时间达到2 h之后，混合料的流值将持续升高，直到温度上升到160 ℃左右，才会逐渐降低流值，但是在3 h左右，混合料的流值会出现较大的波动幅度，由此可以说明，当老化时间达到3 h，将会导致沥青混合料出现最大的变形波动，因此，在沥青路面施工中，必须严格控制沥青混合料的老化时间，最好把沥青混合料的老化时间控制在3 h以内，才能达到良好的施工效果。此外，在老化温度处于140 ℃～160 ℃之间，沥青混合料的变化指标将达到最大的状态，所以说这一时间内沥青混合料对于老化具有比较强的敏感度，因此，需要把沥青混合料的老化温度严格控制在160 ℃以内。

3 沥青路面施工控制措施

当前，在许多北方地区沥青路面施工过程中，没有进行科学、合理的施工组织设计，而且对于沥青路面的总运输能力没有进行充分考虑，所以造成沥青路面铺筑现场中经常发生等料的问题。而且在运料车装料的过程中，没有排列出合适的顺序，容易使放料工作中出现混合料离析的问题。此外，在拼接两幅路面的过程中，没有制定有效的处理方案，很容易导致污染以及松散的问题出现，必须通过人工补料解决问题，很容易影响整体施工质量。因此，在进行沥青混合料路面工程施工中，作为施工人员，必须严格避免各个环节可能出现的粗放式施工问题，必须小心谨慎地完成各个环节的施工操作，避免在运输集料以及摊铺集料中出现问题，而且要控制各项施工技术的应用，确保施工规范。

此外，在沥青混合料摊铺施工中，需要严格控制和应用各项施工工艺，才能使沥青路面的压实度以及整体质量得到有效提升，具体需要从这几个方面入手：第一，需要严格控制沥青混合料的摊铺温度，充分考虑到施工现场的气温，摊铺路面的温度，自然天气变化以及混合料的运输距离、方式，只有控制这些条件，才能达到良好的施工效果。第二，在施工开始之前，必须进行基础性实验，才能获得最佳的施工参数，以此来保障施工更好地开展。第三，需要不断改进和优化摊铺碾压工艺，加强采用双钢轮压路机以及胶轮压路机的组合碾压施工工艺技术，才能使沥青路面的压实率更高，沥青路面的整体质量更稳定。