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沥青路面精细化施工与质量分析控制研究

2019-03-26卓潘斌

福建交通科技 2019年1期
关键词:离析摊铺机平整度

■卓潘斌

(福州市公路局福清分局,福清 350305)

1 引言

沥青路面因其平整舒适性备受推崇,在高等级公路得到广泛引用并逐步向普通公路延伸。但较之水泥路面,沥青路面的施工质量影响因素较多,施工过程各环节细节的把控尤为关键,控制不当易出现各种质量问题甚至病害。

某一级公路为单向双车道路面,沥青路面完工后出现一些常见的问题和病害,通过对其质量问题的分析,在此基础上提出提升沥青路面施工质量的精细化施工和质量控制技术。

该一级公路沥青路面的现状问题如下。

2 现状分析

2.1 平整度

平整度检测结果表明,沥青上面层平整度σ超过1.2mm,超出JTG F80/1-2017《公路工程质量检验评定标准》的要求。其中内侧行车道平整度较好,外侧行车道平整度最差。主要原因有以下几个方面:

⑴未控制好沥青下面层及基层的平整度;

⑵摊铺过程中随意变换速度或中途停顿,压路机未能及时进行碾压;

⑶施工横接缝处理不当,造成接缝处平整度变差。

施工过程中平整度的控制现状不容乐观,迫切需要通过强化管理、落实班组、责任到人的措施,强化摊铺前准备工作,加强现场摊铺和压实工艺控制,切实提高沥青路面的平整度。

2.2 局部离析

沥青路面施工过程中局部出现离析现象,表现为表面状况不均匀,如局部过粗,而其他部分表面过细甚至泛油。局部离析的主要原因分为以下几个方面:

⑴由于原材料的搬运、输送方式不当或热集料筛分控制不好,导致材料计量产生偏差,而使集料的级配发生变化;

⑵摊铺机摊铺过程中由于机械自身原因造成混合料离析;

⑶混合料在运输及摊铺过程中温度不均匀离析,从而使施工性能发生改变。

施工过程中局部离析易造成水损坏,迫切需要通过强化管理、落实班组、责任到人的措施,加强运输、摊铺和压实工艺控制,切实减少局部离析。

2.3 局部压实度不足

经钻芯取样结果分析,存在个别点压实度不足的情况。局部压实度不足的主要原因分为以下几个方面:

⑴处于离析部位,粗集料偏多,细集料偏少;

⑵摊铺过程中停机等料、停机就餐等现象造成沥青混合料碾压温度偏低,进而影响到路面的压实度。

施工过程中避免局部压实度不足需强化施工的精细化管理,加强碾压工艺控制及对离析部位的处理。

2.4 局部渗水系数较大

经现场检测结果分析,存在局部渗水系数较大的情况。局部渗水系数较大的主要原因分为以下几个方面:

⑴多集中于两台摊铺机接缝左右各约1m的部位,此部位位于螺旋布料器的最外侧,粗集料容易集中,离析导致渗水偏大;

⑵碾压不密实,压实度较差,渗水严重;

⑶由于构造深度较大,路面出现侧渗引起,经钻芯取样和压实度的检测,芯样密实、压实度符合要求,不影响路面的耐久性。

施工过程中保证路面渗水指标需强化施工的精细化管理,加强碾压工艺控制及对离析部位的处理。

2.5 上面层摊铺机搭接处出现油斑

已完工的沥青上面层路面,部分路段摊铺机搭接处出现明显的油斑。摊铺机搭接处油斑出现的主要原因分为以下几个方面:

⑴0~3mm细集料的0.075mm的通过率过高,易造成细集料结团;

⑵摊铺机的仰角等参数设置不合理,使摊铺机搭接部位的细集料粘附增加,出现油斑现象;

⑶两台摊铺机搭接宽度不合理,无法遮挡搭接处的油斑效果。

施工过程中应避免上面层纵向拼接缝油斑,加强对0~3mm细集料0.075mm通过率的检测,强化摊铺工艺控制。

2.6 混合料色泽不均匀

经现场检测,沥青混合料出现色泽不均匀现象。施工过程中加强原材料的控制,尤其是控制细集料粉尘含量和粗集料表面粘附的粉尘;避免配合比波动,减少施工过程的污染。

3 控制要点

3.1 原材料控制

⑴安排专人负责粗细集料加工每道工序工艺的管理与监督,主要从五个方面进行监控:

①宕口岩体爆破后,装载块石时应减少或避免装入土块(粒);

②第一道破碎机喂料口前的场地应及时清理干净且整洁,并利用筛网过掉块石中的土块(粒);

③应开启三级整形设备对粗细集料进行整形,并保持该设备正常运转,检查整形后碎石的粒形,是否针片状颗粒含量较多;

④保证已安装的除尘设备正常运转,达到粗细集料0.075mm以下粉尘含量不超标;

⑤加工的粗细集料成品堆放场地应清理干净且整洁,做好不同规格料仓的隔离措施,设置细集料防雨覆盖措施。

⑵安排专人负责矿粉加工每道工序工艺的管理与监督,主要从三个方面进行监控:

①制造矿粉的原材必须是石灰岩,且清洁干净,不可含有土块;

②观察磨细后的矿粉,应为灰白色,且摸起来应足够细;

③监督整个矿粉生产流程,禁止将回收粉用于生产矿粉。

⑶安排试验专人负责每天矿粉和沥青的取样并检测,矿粉检测频率应为1车1检;基质沥青检测频率应为1船1检;改性沥青应为1车1检。工地试验室将每天的检测结果及时上报。

⑷安排试验专人定期对粗细集料进行检测,检测频率宜为1天1检,进料多时应加大检测频率,遇到原材料规格突发变化时,应将检测结果及时上报,并提出相应的整改措施。

3.2 生产配合比设计与验证

⑴安排专人对拌和站生产配合比进行日常巡查,热料仓集料检测频率宜为3天1检,严格按规范要求进行材料取样和四分法分料,以保证取样的代表性和试验的稳定性,发现热料仓集料较大变化时及时微调生产配合比,避免大范围质量缺陷导致重大经济损失。

⑵做好工地实验室设备的维修保养,要求各项指标试验人员相对固定,并严格按照规范步骤要求(尤其试验温度控制)进行试验操作。

3.3 拌和工艺控制

⑴拌和站负责人及操作手尽快熟悉设备性能并掌握燃烧器、热料仓与拌和锅三点温度相互关系,合理控制燃烧器温度与拌和时间流程,工地试验室应安排1人加强拌和楼每天拌料时矿料加热温度控制,避免出现每天开盘拌和的几盘沥青混合料超过规定的废弃温度 (195℃)。若出现热料仓温度超高或不稳定,则先放几盘温度超高或不稳定的白料,直至热料仓温度稳定后开始正式拌料。

⑵安排试验专人加强每天拌和楼产量和时间控制,为保证SBS改性沥青面层混合料拌和的均匀性,拌和产量宜控制不超过额定生产能力的80%,对于沥青上面层,先加粗细集料、后加SBS改性沥青、再加纤维与矿粉,总拌和时间不宜少于60s;对于沥青中下面层,先加粗细集料、后加SBS改性沥青、再加矿粉,总拌和时间不宜少于45s。

⑶拌和站负责人及操作手必须每天打印沥青拌和楼记录,并要求每天每锅输入计算机EXCEL表格,及时上报总包工程部,保存原始打印记录。同时,安排试验专人对当天生产矿料级配和油石比进行总量检验,定期(一般3天)做热料仓筛分,根据筛分结果与生产配合比设计级配,决定第二天生产是否对矿料级配组成比例进行适当微调,由工地试验室主任提出并经后场拌和站监理确认。

⑷安排试验专人对拌和站原材料使用进行监控,拌和楼回收粉不得当矿粉使用,应废弃并建立经监理签认的台帐。拌和楼上冷料不得出现混料,热料仓溢出料和空置的热料仓各档料不得用作冷料。

3.4 运输环节控制

⑴拌和站安排专人对运输车辆的车厢清扫干净,严禁有泥沙或其它杂物残留车厢。为防止混合料与车厢板粘结导致卸料困难,可在车厢侧板和底部涂1∶3的少量植物油水混合液。

⑵拌和站安排专人对沥青拌和机向运料车放料顺序进行监控,汽车应前后移动,分几堆装料,装料不宜太多、太满,以减少粗、细集料的分离现象。

⑶应配备与拌和能力相匹配的自卸式运输车队,并安排磅房负责人要求运输车对车厢内的沥青混合料进行覆盖,防止温度过快损失,若不覆盖或覆盖不完全可以采取相应惩罚措施。

⑷管理员对进入摊铺现场的运料车进行检查,轮胎上不得粘有泥土等可能污染路面的脏物,必要时应用水洗或潮湿土工布清洁轮胎后方可进入施工现场,并按指定的位置调头,保证不搓坏封层。对未按照指定位置调头的车辆,应采取相应的惩罚措施。

⑸管理员对运输车辆卸尾料过程中进行管理,严禁在封层面上揉搓,并按要求卸在指定应急车道处。

3.5 摊铺前准备工作

⑴特异点的处理方法 (沥青摊铺现场施工班组长负责)

①沥青摊铺现场领班组织工人做好桥涵过渡段摊铺控制。在桥涵端头过渡段应严格按照设计要求进行施工,提前做好工作面准备,处理好欠压实、松散、不平整等问题,尤其过渡段下凹处应提前补平压实,并扫除松散材料和所有杂物。配备小型振动压路机,紧靠桥头或搭板进行充分压实。个别平整度较差的断面或桥涵搭板连接不平顺的部位,可适当放慢摊铺速度,加大夯锤提高初始压实度。并辅以人工跟踪加强检测,在高温下压路机强压消除平整度不理想的路段,也是提高平整度的有效措施;

②沥青摊铺现场领班组织工人做好特异点前后路段摊铺控制。在路面狭窄和加宽部分、平曲线半径过小的匝道、斜交桥头等摊铺机不能摊铺的部位,可辅用人工摊铺混合料。人工摊铺应严格控制操作时间、松铺厚度、平整度等。

⑵沥青面层摊铺前准备工作 (沥青摊铺现场施工班组长负责)

①改性乳化沥青粘层洒布前,沥青中面层表面必须清扫干净,即手指触摸无尘,在沥青上面层铺筑当天或提前一天洒布;

②粘层改性乳化沥青技术指标应符合设计要求,沥青洒布量应控制在0.2~0.3kg/m2(以纯沥青质量计),且洒布均匀、无漏洒,粘层洒布后严禁无关车辆在上行驶;

③为避免粘封改性乳化沥青喷洒污染到路缘石上,先覆盖路缘石,再进行喷洒,洒布后对靠路面的路缘石一侧采用人工涂覆改性乳化沥青;

④将现场摊铺设备性能调试至最佳状态,并提前打开加热装置对熨平板进行加热,以确保摊铺时熨平板温度不低于100℃。

3.6 摊铺工艺控制

沥青摊铺现场施工班组长应组织工人从以下五个方面来对沥青路面摊铺工艺进行控制:

⑴摊铺设备控制

①为保证路面横坡、减少沥青混合料温度损失和提高沥青混合料摊铺均匀性,建议各标段采用两台摊铺机梯队摊铺作业,正常摊铺时两台摊铺机间距不宜超过10m,现场摊铺出现等料时两台摊铺机间距不得超过10m;

②沥青面层宜采用非接触式红外平衡梁进行摊铺自动找平,以保障摊铺厚度控制的均衡性。

⑵摊铺速度控制

每台摊铺机前应预留2~3辆运料车等待,摊铺时应缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,摊铺速度宜控制在2~3m/min范围内。摊铺速度根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度予以调整,做到缓慢、均匀、连续摊铺。做到每天仅在收工时停机一次。

⑶螺旋布料器和接料斗操控

旋转时应保持匀速、布料高度不超过2/3以减少离析,摊铺局部离析处应采取必要的撒料或人工清除后用新料填补。控制摊铺机接料斗的操作程序,减少粗细集料的离析,摊铺机的集料斗应在刮板尚未露出,尚有约10cm热料时拢料,并做到尽量缓慢,以减少粗集料的快速滑落,导致离析。

⑷确定松铺系数

通过试验段铺筑压实确定松铺系数,根据现场摊铺机预压实情况,松铺系数一般取1.20~1.25(根据摊铺设备的初压实度不同有所区别)。摊铺过程中,应随时检测松铺厚度,发现异常应立即调整(10m一测)。

⑸接缝处理

①对于隔天铺筑的横向接缝采用立茬毛缝。在铺设当天混合料冷却但尚未结硬时,用6m铝合金沿纵向放置测量不少于3处,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置,(取断面大值)用凿岩机或人工用镐垂直刨除端部层后不足的部分,使接缝能成直角连接,并涂抹改性乳化沥青;继续摊铺时,刨除的断面应保持干燥,摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺;碾压时用钢轮压路机进行横向压实,从先铺面层上跨缝逐渐移向新铺面层。接缝碾压完毕再纵向碾压新铺面层。上、下层横缝应错开1m以上;

②横向接缝施工时严格使用6m铝合金进行切割找平,以确保接缝平整度。建议单独给予对横向接缝施工质量进行奖励或惩罚,以提高现场施工人员的责任心和积极性;

③沥青面层横向施工缝应远离桥梁伸缩缝20m以外,以确保伸缩缝两边铺装层表面的平顺;

④避免沥青上面层纵向拼接缝油斑。合理设置摊铺机的仰角等参数,使摊铺机搭接部位的细集料粘附较少,减轻油斑现象。合理设置摊铺机的摊铺宽度,将摊铺机的搭接部位设置在标线位置,两台摊铺机搭接宽度应为10~15cm,可有效降低搭接处的薄弱环节影响,同时也可有效遮挡搭接处的油斑效果。

3.7 压实工艺控制

⑴压实是保证施工质量的重要环节,至少采用3台双钢轮压路机、2台胶轮压路机或5台双钢轮压路机和1台小型双钢轮压路机组合碾压的方式,其中1台小型压路机主要用于中分带边部碾压以最大限度提高其压实度。

⑵压实应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,并派专人指挥,碾压段长度30~50m。压实工艺为:初压双钢轮压路机静压1遍,复压双钢轮压路机高频低幅振压或胶轮压路机碾压4~5遍,终压双钢轮压路机静压1~2遍。在保证碾压不推移、不提浆的前提下,应尽早压,碾压遵循“高频、低幅、紧跟、慢压”原则,横坡由低往高碾压。

⑶双钢轮压路机初压速度按2~2.5km/h控制(碾压由边缘向中间,并注意错轴宽度且不漏压);双钢轮或胶轮压路机复压速度按3~4km/h控制;双钢轮压路机终压收面至没有轮迹出现为止,速度按3~5km/h控制。

⑷在不产生严重推移和裂缝的前提下,初压、复压、终压都应在尽可能高的温度下进行。同时不得在低温状况下作反复碾压,以免使石料棱角磨损、压碎,破坏集料嵌挤。

⑸在当天碾压完成的沥青面层上,不得停放压路机及其它施工设备;并防止矿料、油料和杂物散落在沥青面层上。

3.8 质量检测与反馈

⑴后场质量检测与反馈

试验室对当天生产矿料级配和油石比进行总量检验,及时监控原材料进场质量指标,矿粉和改性沥青实现车车检,并将试验数据上报,对不合格原材料进行整改,试验室负责跟踪检测反馈结果。

⑵现场质量检测与反馈

试验室将现场路面压实度、厚度、平整度和渗水数据及时上报,对不合格段落提出有效改进措施,试验室负责跟踪检测反馈结果。

4 结语

针对沥青施工班组树立标杆,打造一支专业化施工队伍的需求,在该项目施工现状分析基础上,根据沥青路面施工中原材料、生产配合比设计与验证、拌和工艺、摊铺前准备、摊铺工艺、压实工艺、质量检测与反馈等各环节提出的问题及控制要点,将各项要求落实到每个施工作业人员的身上,让每位员工心里都清楚施工的任务和所管辖的事情,将沥青面层摊铺施工作业程序化,达到标准统一,从而提升沥青路面施工质量。

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