沥青路面热带雨季施工方法研究

2017-11-15毕林昌张英超

黑龙江交通科技 2017年9期

关键词：铺筑摊铺碾压

毕林昌，张英超

(中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100064)

沥青路面热带雨季施工方法研究

毕林昌，张英超

(中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100064)

大量的降雨会增加沥青混凝土道路施工难度，降低施工质量，提高实施成本。有些时候为了赶工期而不得在雨季铺筑沥青路面，施工方法及采取的措施会极大地影响沥青路面的质量。结合尼日利亚项目雨季实践经验，介绍在实施过程中采取的措施，为热带雨季施工提供一定的参考和借鉴。

公路工程；沥青混凝土；热带雨季；技术措施

1 引言

尼日利亚河流州体育场路项目为河流州体育场到A231公路的连接路，项目资金来源河流州财政局。因项目工期紧张，承包商需要在雨季赶工，以满足工期要求。

2 工程概况

该公路项目长3.6 km，从尼日利亚A231公路到体育场，双向四车道，项目所在地为沙土地，地势平坦。路面结构形式为30 cm砂砾料垫层、级配碎石底基层15 cm、水泥稳定碎石基层15 cm、沥青下面层(AC-20)10 cm、沥青上面层(AC-10)5 cm，路基平均填筑高度为地面上0.5 m。

项目业主为河流州哈科特市城市发展局，监理工程师为南非 ARCUS GIBB公司，采用的技术标准是美国标准，项目为施工合同，工期18个月。

3 当地气候条件

河流州位于尼日利亚的东南部，地处几内亚湾沿岸，属于热带季风气候，空气湿热，3～11月是当地的雨季，12月到第二年的2月为旱季，年降雨量高达4 000 mm以上，年平均气温28.6 ℃，年最低温度为23 ℃。

雨季降雨多集中在早上5～9时和下午6～10时两个时段，雨季最高降雨量可达50 mm/h以上。

4 施工重难点

大量的降雨会冲刷铺筑好的水稳碎石基层，影响到水稳碎石基层的强度和平整度，增加基层的含水量，不利于面层的铺筑，增加面层铺筑准备措施成本。

大量的雨水会冲刷施工道路，并使施工道路加速破坏，增加材料的运输和设备进出场的难度，降低施工速度。

集料与雨水接触后，会增加混凝土拌制的难度，造成拌制后的混凝土粘结力不足，降低路面的整体强度。

雨水与拌制好的沥青混合料接触后会发生气化，同时带走大量的热量，并降低沥青混合料的温度，不利于沥青混合料的摊铺和碾压。摊铺时，基层(底面层)表面遗留的水与摊铺的混合料接触后会降低混合料的摊铺温度，同时在摊铺层与下层之间形成水蒸气并滞留在两层之间，影响了层间的粘结，降低道路的耐久性。

5 雨季施工采取的措施

5.1 天气预报

购买河流州气象局天气预报服务，在施工时段气象局每一个小时报送一次施工区域的气象变化，保持现场与沥青拌和厂的密切联系，根据气象局报告，及时调整沥青拌合站的混凝土拌制工作。在预报有雨时，要加快运输、摊铺和碾压进度，在降雨来临之前完成整个沥青混凝土工序，并留好接头，以便下次铺筑时处理接头。

5.2 排水措施

加强纵坡和横坡控制，保证雨水不在路面积攒。业主合同文件中要求普通路段横坡为2%，超高路段横坡为3%，纵坡根据地势而定，保证最小纵坡0.5%。施工过程中，严格控制路基、垫层、基层的横/纵坡放坡施工，横/纵坡坡度达不到图纸要求的进行整改。

提高排水沟设计标准，保证雨水顺利外流。本项目排水沟设计断面为梯形断面，上口宽度2 m，底部宽度1 m，高1 m，排水沟纵坡最小坡度为2%。采用预制混凝土板进行起吊安装。

5.3 材料防水措施

在辅助工程施工中，选择地势高的地方作为堆放场，对石料的堆放场地进行了防水处理，并对地面进行硬化和设置排水设施，同时搭设厂棚，使得粗细集料的含水量控制在一个比较合理的水平。

5.4 透层油撒布

适当增加透层油的洒布量，防止雨水渗入基层。通过现场试验并得到工程师认可，透层油采用乳化沥青，乳化沥青用量为1.4 L/m2，在水稳碎石摊铺碾压后2 h内洒布，对于有花白的地方进行人工补撒，洒布过量的地方补撒石屑。

5.5 配合比

合同文件中的对配合比设计主要参数要求见表1所示。

表1 配合比参数表

通过对比发现，业主的配合比设计要求和我国的《公路沥青路面施工规范》要求范围基本一致。

同时业主在技术文件中要求AC-20的4.75 mm筛孔通过率为28%～44%，AC-10的2.36 mm筛孔通过率为35%～47%。通过对比我国规范的级配范围，发现业主要求的范围都在我国规范的范围之内，但范围更小。

通过现场配合比试验并经过业主工程师认可，最终确定了目标最佳油石比，AC-20为5.1%，AC-13为5.4%，本项目采用间歇式沥青混凝土拌合站，要求生产配合比的最佳沥青用量与目标配合比设计的最佳沥青用量的差值不宜大于±0.2% 。

通过优化配合比，提高了沥青混凝土的密实度，降低了沥青混凝土的渗水率，降低雨水对路面的危害，提高沥青路面的耐久性。

5.6 沥青混凝土拌合与运输

选用LQB1500型间歇式沥青拌合站，生产能力90 t/h。沥青混凝土拌和时，考虑雨季石料的含水量较高，对石料的加热时间和混凝土拌制适当延长，经过试验和现场工程师认可，每锅的拌制时间为60 s。为了防止下雨时沥青混凝土拌制后无法摊铺而造成的浪费，拌合机配置了一个约50 m3的混凝土储料仓，保证24 h沥青混凝土温降不超过10 ℃。在预测到将要降雨时，停止拌合料，已拌制好的混凝土在储粮仓中存放，待第二天摊铺时使用。

拌合站位于项目终点附近，紧邻承包商营地，因项目线路只有3.6 km长，运输车辆采用20 t自卸汽车，运输时间可以控制在20 min之内。较短的运输时间可以保证及时将拌制好的混凝土运送到现场进行摊铺，减少沥青混凝土等待摊铺的数量，减少因大雨无法摊铺而造成的浪费。

5.7 沥青混凝土摊铺碾压

合同文件中要求沥青混凝土的压实度达到96%以上。根据试验段确定了AC-20和AC-10的松铺系数分别是1.21和1.19，摊铺速度为4 m/min，AC-20下面层摊铺宽度为7.5 m(不含路肩部分)，面层由两台摊铺机前后错开15 m同步摊铺，下面层采用钢丝绳引导的控制高程方式找平，上面层采用平衡梁摊铺厚度控制方式找平。为了降低雨水对基层的冲刷，整体铺筑完下面层后铺筑上面层。摊铺下面层前对基层顶面进行清扫处理，有积水的部位提前用吹风机吹干，防止层间积水，导致层间粘结力下降，影响路面的整体强度。

碾压分初压、复压和终压三个阶段，初压采用钢轮压路机，碾压2遍，第一遍关闭振动，第二遍振动碾压；复压采用轮胎压路机，相邻碾压带重叠1/2轮胎宽度；终压采用钢轮压路机关闭振动碾压2遍。

遇到降雨时，及时停止摊铺并加快碾压速度，保证沥青混凝土满足终压温度的情况下完成碾压并留好接缝，现场备好毡布等防雨设备，碾压后及时覆盖新摊铺路面。如果是大暴雨，则及时停止施工，待雨停后铲除未满足要求的已摊铺混凝土，并及时向业主提交索赔报告，减小承包商损失。

5.8 温控

沥青混凝土施工质量的关键控制因素是温度，业主对各阶段沥青混凝土的温度要求如表2所示。在实施过程中严格按照业主要求对各施工工序的温度进行控制。