公路工程施工中的沥青混凝土路面施工技术分析
2022-07-20王惠明
王惠明
(山东华远公路勘察设计有限公司,山东 潍坊 261061)
0 引言
随着公路工程施工技术发展,沥青混凝土在公路施工材料中的占比提高。对该方案的充分利用,可提高路面施工作业水平,并增加路面结构稳定性,对延长公路项目使用寿命具有重要影响。同时,沥青混合料也具有环保性,对相关材料的大规模使用,能够践行绿色发展理念,为建筑施工行业的高质量发展奠定基础。
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李昆田[1]以高速公路项目为例,研究了沥青混凝土施工技术应用要点,分析混合料拌和、运输与摊铺技术,提出沥青混凝土施工技术方案优势明显,能够提高路面强度等级。王瑞涛[2]研究SBS 改性沥青的应用效果,观察相关施工方案在高速公路中的应用路径,重点在材料选型、拌和、摊铺与碾压技术等维度对SBS 改性沥青的施工技术进行分析,并对试验段路面进行质量验收,施工后路面平整度与压实度均符合标准。郝广跃[3]以市政路面项目作为观察对象,论述沥青混凝土的应用优势,对路面施工技术要点进行解读,研究结果表明,沥青路面施工技术应用效果可靠,能够提升路面施工质量。
对上述研究成果进行分析可知,沥青混凝土在公路项目施工中具有较高的应用价值,工作人员需要关注沥青混合料的应用优势,重点做好沥青混合料拌和、运输与摊铺,并对碾压技术进行应用,同时,做好路面施工质量检查,使得路面平整度指标符合技术应用标准。
1 沥青混凝土应用优势
1.1 提高铺筑速度
在公路工程施工中,以沥青混凝土作为主要施工技术方案,能够提高路面铺筑速度。沥青混合料的工艺简单,制作周期与钢筋混凝土比较明显缩短,并且无须进行反复养护。因此,在工期较为紧张的公路项目中,可推广沥青混合料应用,以确保按期竣工。
1.2 环保性与经济性
研究表明,以现代化技术手段对沥青路面进行施工,能够对整个工序进行分期,同时也可在原有路面基础上,使用沥青施工方案进行改造,即采取沥青表面处治措施。通过这一技术的应用,能够降低路面施工成本,实现对沥青混合料的高效合理利用,使工程项目具有显著的经济性。
此外,沥青混合料可再生利用,在利用该技术进行路面工程施工时,可利用旧沥青,使得沥青物料的整体使用量减少,并降低对土地环境污染,为环保工作做出有益贡献。
当基础层施工完成后,对表面沥青状况进行评估,若沥青混合料未完全硬化,应及时铺设透层油。在该项目施工中,透层油使用PA-2 型阴离子乳化沥青,使用量严格遵照1.1 L/m2标准。乳化沥青进入到深层的距离应超过5 mm,要求施工人员对透油层质量进行控制。当出现表面灰白样时,立即重新铺设透油层。若喷洒量超过预期值后,要立即使用砂石或石屑进行吸油。上述施工应封闭进行,当透层油完全渗入后,方可对路面进行铺筑。
1.3 性能优良
在对沥青面层材料进行选择时,需要关注设计级配,根据不同面层功能需求,对级配范围进行确认。为确保路面稳定性、耐久度指标达到理想标准,对热拌沥青混凝土施工技术方案与设备材料进行控制,沥青的级配应严格符合施工技术指标,要求4.75 mm 和2.36 mm 沥青的误差幅度不得高于2%。
我国水资源空间分布异质性大,水库的建设与发展在我国社会经济发展中占有极为重要的战略地位,在防洪、灌溉、发电、航运、旅游等方面发挥着巨大的作用[1]。但是,水库在带来巨大经济效应时,其产生的诸多生态环境问题也在日益突显。而目前生态文明被提到了前所未有的高度。在该背景下,评估水库对区域生态环境效应显得十分重要。
表1 沥青混合料各项性能指标明细
2 沥青混凝土路面施工技术
2.1 混合料拌和与运输
沥青材料的标准为道路沥青90 号A 级,粗集料使用硬质、耐磨碎石,并对材料表面整洁度进行严格控制,确保压碎值低于28%;细集料应存在棱角,保持材料无杂质、干燥整洁,材料中颗粒级配与技术标准应符合沥青面层细集料使用要求,其配合比需要严格根据马歇尔实验法进行。沥青混凝土材料的各项技术标准也需要与最新的验收规范一致。
对矿料质量与施工标准进行严格控制,在单层方案中,应采用一次沥青施工技术,使用矿料铺填一次,将矿料厚度保持在1.0~1.5 m 内;在双层施工方案中,采取二次沥青铺设技术,矿料同样为二次铺设,其规格均为2.0~3.0 cm;在三层施工中,采取三次沥青施工技术,铺设三层矿料,厚度控制在4.0 cm 以下。要求矿料的最大粒径不得超过不同面层之间空隙,最大粒径不得超过最小粒径2 倍,同时将筛孔颗粒控制在75%~85%。
与传统混凝土施工技术手段比较,沥青混合料的优势十分明显。混合料的弹性与黏性良好,与沥青物料比较,混合料在耐高温、低温方面具有较强的优势,并且其强度等级符合公路路面施工材料技术标准。而且沥青混凝土的物理性质良好,具有较强的抗裂缝、变形能力。有关沥青混合料的性能见表1。
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为确保沥青混合料质量合格,技术人员对密级配沥青混合料进行弯曲试验,试验步骤:①混合料预制。将样本置于-10 ℃的环境中,调整速率到50 mm/min。②控制混合料强度、破坏应变。根据应变曲线的实际状况,开展沥青混合料的抗裂性能测试。其中,普通沥青混合料的破坏应变≥2 200 με;改性沥青混凝土的破坏应变≥2 700 με。针对密级配沥青混合料而言,其渗水系数<120 mL/min。根据马歇尔试验,沥青混合料残留稳定度>80%,改性沥青的残留稳定度>85%。
路面摊铺施工前,需要对下封层进行施工,目前施工技术方法多为稀浆封层法,即采用BCR 型改性乳化沥青作为结合物料,其中基质沥青成分为90 号石油沥青。乳化沥青的使用量严格根据配合比试验确认。而稀浆层的集料可使用石灰岩矿料,要求矿料混合物的级配标准达到ES-3,并且需要符合以下技术标准:稀浆封层的厚度在8 mm 之上,以沥青洒布机进行喷洒,要求喷洒均匀,无空白问题出现。
表2 沥青混凝土各指标规范值
以沥青表面处治路面为例,要求表面厚度在1.5~3.0 cm,选取层铺法作为施工方案,具体分为三层,分别是单层、双层、三层,该技术在三级、四级公路的面层、磨耗层或旧面增加抗滑层施工中应用广泛。路面施工对环境条件要求高,雨季及日最高温度≤15 ℃时,应完成全部施工作业。
比如,在马家窑文化遗址出土的陶器上有很多都绘有蛙纹(蛙纹是马家窑文化中晚期彩陶的代表性纹饰之一),这些陶器上的蛙纹可以说明什么呢?
根据JTG F40—2004,对沥青混合料的设计标准进行严格控制。当使用热拌沥青进行施工时,要求热拌沥青所用集料的粒径、孔隙率与级配与规范要求一致,要求集料粒径符合以下规律,即自上到下逐渐增大。在热拌沥青混合料的使用中,为确保材料标准满足技术要求,对压实度指标进行严格控制,要求压实度不得超过最大粒径2.5~2.9 倍。在沥青施工中,也应对上述技术指标的规范性进行检查,并做好质量管理,预防混合料在使用中出现离析,提高压实度。
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沥青混合料的运输质量控制十分关键,应采取多种技术方法,对运输距离与时间进行控制,为后期摊铺施工奠定基础。要求运输车辆的金属底板光滑整洁、紧密,并在底板处涂抹薄层油水,其中柴油与水的比例控制在1∶3,同时在卡车上装帆布棚,实现对混合料的有效保护。要求面层施工处配备15~20 辆的自卸车辆,对运输量的要求应达到320 t/h。运输车应在距离摊铺车30 m 的位置停驻,每卸下一斗混合料,需要对车位进行挪动,预防出现粗集料离析[4]。
2.2 路面摊铺技术要点
使用导热油加热沥青,对集料温度进行控制,要求其温度值高于沥青温度10~20 ℃。对拌和时间进行控制,当采取间隙拌和机作为拌和方案时,要求拌和时间为30~50 s。沥青混合料应质量良好,未见白料、无结团成块问题。将沥青混合料的成品仓储温度控制在5 ℃以上,时间不得超过24 h。沥青混合料的指标规范见表2。
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采取人工摊铺方案时,先将混合料卸铺在铁板上,通过人工铲运与扣铲,确保混合料被均匀铺设在面层上。在摊铺施工中,不得出现扬铲的问题,并严格控制混合料发生离析。在摊铺过程中,为避免出现纵向接缝,应在全幅路面上摊铺,并参考车道具体宽度,选择使用两幅摊铺或多幅摊铺方式。以人工摊铺作为主要施工手段时,控制松铺系数,以1.25~1.50 为最佳标准,沥青碎石则为1.2~1.45。
使用机械方案施工时,需要将混合料全部添加到料斗中,并及时做好传送,确保混合料质量良好。随后开动摊铺机,保持匀速向前。最后通过对振捣板的应用,捣实沥青混凝土,并通过摊平板进行找平。为提升路面摊铺施工效果,技术人员对混合料各施工阶段进行控制,重点做好温度调整,有关摊铺路段标号与温度标准见表3。
表3 沥青混凝土施工各阶段温度控制标准
在沥青贯入路面施工中,为确保摊铺效果良好,要求沥青乳化层的厚度在4~8 cm,一般情况下,应对乳化层厚度进行控制,确保厚度在5 cm之内。在具体施工环节,可采取上拌下贯施工方案,将拌和层的厚度控制3~4 cm,要求路面总厚度保持在7~10 cm,上述施工方案常见于二级公路路面施工。
2.3 碾压成型与质量验收
4.2.1 在园林景观设计中要注意色彩主次搭配,遵循统一性原则。每一处园林景观都有自己的风格特色,设计中都有园林自己的主要的整体色彩,其它辅色选什么,以及怎样使主色和辅色统一,都是要认真思考的问题。统一性原则是指在园林景观设计中,园林环境的整体色调要和园林的整体风格、形式联系在一起,园林景观的整体配色,必须要统一,不能给人以突兀的感觉。园林景观设计中优先考虑大面积主色调的存在,围绕该色彩进行辅色变化,明暗对比,冷暖对比,面积大小对比,主色辅色相辅相成,在统一中追求变化,在变化中创造统一。
在沥青混凝土路面碾压施工中,采用了钢筒式双轮压路机,并对压实层厚度进行严格控制,要求厚度在100 mm之内,沥青稳定碎石压实厚度在120 mm 之内[5]。以大功率压路机进行碾压施工时,有关人员应重点关注压实度指标,在压实度符合技术标准的前提下,可将压实层的厚度增加到150 mm。并做好各项指标质量检测,有关沥青混凝土路面质量检测项目与评分值如表4。
表4 沥青混凝土质量检查项目明细与评分
初压施工自外侧开始,逐渐向中心位置偏移,碾压接头位置需要重合1/3,倘若接头位置不存在障碍物,则增加混合料,并延伸压路机外侧轮,延伸长度控制在10 cm,并空出边缘35 cm。当初次碾压结束后,应立即开展复压施工,并对相关技术参数进行控制,确保重叠宽度为1/3。以振动压路机进行初压时,重叠宽度为20 cm,将振动幅度调整到0.8 mm,振动频率保持在50 Hz。在对公路坡道进行碾压施工时,应关闭振动碾压机,并严格控制温度指标,确保压实温度在100 ℃以上。
在实际操作中,使用了双轮压路机,对碾压次数进行确认,次数保持在2~3 次。此外,参考路面施工效果,调整碾压次数,使得路面平整度达标。若使用梯队式碾压施工方案,切勿使用首尾相接方式进行施工。严格遵守“一轮一次,进退有序”施工原则。采取换行碾压作业时,以“V”字形切换碾压区域,严禁出现紧急转弯、刹车或掉头行为。
碾压施工的注意事项如下:要求由专业人员指挥压路机,对于压路机施工不到的地方,使用振动夯板进行平整。压路机使用方法规范、连续、稳定,不得发生中途停车与长期驻留。当以交替碾压方式作业时,将两次停留距离控制在10 m,距离压实线3 m。为取得理想施工效果,不得使用压路机碾压70 ℃或以上混合料。在实际压实操作中,若接缝位置的混合物料温度不满足压实温度时,技术人员应选取加热装置,将物料温度提升到标准值,以确保压实作业完成后路面无缝隙。
3 结论
研究沥青混凝土施工技术在公路项目中的应用思路,对沥青混合料的优势进行说明,并制定可行的施工技术方案,研究结论如下:
(1)沥青混凝土方案能够提升路面铺筑速度、确保施工经济性与环保性、提高路面性能。
(2)通过做好混合料拌和、运输、摊铺、碾压与质量检验,可强化施工技术应用能力,确保路面质量达到设计标准。