公路沥青路面双层连续铺摊施工与质量控制研究
2023-08-07王贤霞
王贤霞
摘要 常规的公路沥青路面铺摊施工技术多数采用一体化铺摊原理设计而成,各个结构层间的黏结性较低,导致路面结构承载能力、密水性、压实性较差,存在裂缝病害隐患。基于此,文章提出了沥青路面双层连续铺摊施工技术,并对其施工质量控制作出研究。首先,设计双层连续铺摊施工机械设备配置,为后续施工奠定基础。其次,分别从路面上基层与下基层两个方面,设计沥青路面双层连续铺摊施工工艺流程。在此基础上,碾压铺摊混合料,使其压实度与平整度符合公路工程施工规范要求。设置沥青路面纵向接缝,使沥青路面上承层与下承层形成错茬,控制铺摊施工产生的接缝,达到质量控制的目的。实例分析结果表明,提出的双层连续铺摊施工技术应用后,沥青路面的密水性能得到了显著提升。
关键词 公路;沥青路面;双层连续铺摊;施工技术;质量控制
中图分类号 U415.6文献标识码 A文章编号 2096-8949(2023)14-0105-03
0 引言
公路对于交通运输行业的发展起到了至关重要的作用。沥青路面的承载能力与平整度对公路使用性能具有直接影响[1]。公路工程建设中,各个沥青路面结构层均采用独立施工的方式。在沥青路面下面的铺摊层充分硬化后,经过质量检验后,才能开展上面铺摊层施工,此种施工方式为双层连续铺摊施工[2]。现阶段,公路沥青路面铺摊施工技术逐步成熟完善,然而,传统的铺摊施工技术在实际应用过程中仍然存在不足之处。主要体现在传统施工技术的施工时间较长,各个结构层间的黏结性较低,黏结层结合能力较差,无法保证公路路面的施工质量[3]。在当前经济社会高速发展的背景下,公路建设的需求量大幅度增大,对沥青铺摊施工技术水平的要求也逐渐升高[4]。基于此,该文在传统沥青路面铺摊施工技术的基础上,作出了优化改进,提出了双层连续铺摊施工技术,为改善沥青路面的使用性能、延长公路路面使用寿命、降低公路建设运营维护成本作出贡献。
1 沥青路面双层连续铺摊施工技术
1.1 双层连续铺摊施工机械设备配置设计
机械设备配置设计的合理性对公路沥青路面连续铺摊施工效率具有直接影响,因此,该文首先对铺摊施工机械设备配置作出了设计,为后续连续铺摊施工奠定基础。连续铺摊施工机械设备主要包括铺摊设备与碾压设备,接下来,对其对应的配置作出具体设计。
(1)铺摊设备。该文选取戴纳派克F300CS型号的铺摊设备,其性能参数设置如表1所示。
按照表1所示的性能参数,根据实际公路工程施工情况,对铺摊设备参数进行设定。
(2)碾压设备。为了避免公路沥青路面双层铺摊混合料压实度较低,特增加了碾压设备[5]。公路沥青路面工程使用碾压设备如表2所示。
选用如表2所示型号规格的压路机,以缓慢均匀的速度碾压,通过初压、复压与终压,压实沥青路面的混合料,避免混合料产生推移。
1.2 沥青路面双层连续铺摊
完成公路沥青双层连续铺摊施工机械设备配置设计后,在此基础上,设计沥青路面双层连续铺摊施工工艺流程。该文设计的工艺流程如图1所示。
如图1所示,首先在铺摊施工前,需要恢复施工中线,根据铺摊系数,在路面两侧的钢钎上挂线,通过水平测量,确定路面基层边缘的设计标高,保证连续铺摊施工放样桩位符合施工要求[6]。清扫路面表面的杂质,利用单钢轮压路机碾压路面底基层,待底基层的弯沉值达到规范要求后方可施工。进行沥青路面下基层放样及施工准备。利用拌和站搅拌沥青混合料,将其运输至指定铺摊施工路段,进行路面下基层连续铺摊施工。按照下基层铺摊步骤,进行上基层放样与铺摊施工,完成沥青路面双层连续铺摊施工。
铺摊施工完毕后,按照公路沥青路面施工技术规范要求,对下承层的质量作出逐项检查,待监理工程师确认无误后,检查上承层,直至沥青路面平整度、压实度、抗拉强度、抗压强度等技术参数均符合技术规范要求。
1.3 沥青路面混合料碾压
公路沥青路面混合料铺摊施工完毕后,对铺摊后的混合料进行多次碾压,进而提高公路沥青路面结构的承载力与使用性能。
该文设计的沥青路面混合料碾压流程由3部分组成,分别为混合料初压、混合料复压与混合料终压,每个碾压施工环节的碾压路段长度均应大于150 m,接下来对各个碾压施工环节进行具体设计。
(1)混合料初压。利用单钢轮压路机通过静压方式提高沥青路面平整度,碾压遍数2~3遍。
(2)混合料复压。利用双驱双振全液压压路机,通过其振动功能,夯实沥青路面结构,碾压次数应当在4遍以上,测量路面压实度,并详细记录所有复压数据,直至满足碾压施工要求为止。
(3)混合料终压。利用胶轮压路机消除路面复压产生的轮迹及路面其他缺陷,碾压遍数为3~4遍,以提高沥青路面的美观性。
完成上述三个碾压施工工序后,采用无损探测法,测定沥青路面上承层与下承层的压实度与平整度,符合公路工程施工要求规范后,完成双层连续铺摊施工,全面提高沥青路面的平整性、压实性与美观性。
2 铺摊施工质量控制研究
基于上述公路沥青路面双层连续铺摊施工完毕后,为了提高铺摊施工质量,需要采用相应的质量控制措施。在铺摊施工过程中,双层连续铺摊的厚度相比于传统的铺摊施工方式更大,其对应的施工接缝高度也越大,会产生铺摊接缝,应当采取质量控制措施,减小铺摊接缝,进而提高沥青路面双层连续铺摊施工质量。
该文认为可以通过设置沥青路面纵向接缝的方式,调节路面上层熨平板的伸缩边,使沥青路面上层铺摊宽度与下层铺摊宽度存在一定的错茬,控制錯茬不超过10 cm。除此之外,在摊铺机械设备运行过程中,避免设备频繁启动与停止,采用一次性连续施工方法,摊铺碾压施工,能够有效地控制沥青路面产生横向接缝。针对构造物较多的公路路段来说,应当保证路面铺装厚度与路面结构层铺装厚度一致,减少后续摊铺厚度处理的麻烦。最后,在公路沥青路面铺摊施工完毕后,路面需要冷却36 h以上,避免沥青路面变形。
3 实例分析
为了检验上述该文提出的公路沥青路面双层连续铺摊施工技术的可行性,选取某地区S公路工程项目为研究目标,进行了如下所示的实例应用分析。
3.1 工程概况
S公路工程是所在地区的重要交通运输通道,对提高地区路网质量、道路通行能力以及周边县市的经济具有重要影响。S公路工程等级为四级公路,设计行车时速为20 km/h,公路路面采用压纹施工工艺,水泥路面灌缝均采用专用的灌缝料。S公路工程沥青路面概况说明如表3所示。
如表3所示,为S公路工程建设的相关概况信息。此次试验路路面结构如图2所示。
通过路面结构示意图可知,S公路试验路段路面两端没有力学响应。在了解工程相关概况的基础上,按照上述该文设计的双层连续铺摊施工工序步骤,开展施工与质量控制,检验提出施工技术的效果。
3.2 结果分析
选取S公路沥青路面密水性能作为此次试验的路面施工质量评测指标。将上述该文设计的双层连续铺摊施工技术设置为实验组,将文献[2]、文献[3]提出的沥青路面施工技术分别设置为对照组1与对照组2,对三种施工技术应用后路面的渗水性能进行对比分析。随机在S公路工程施工路段选取6个沥青路面结构,其路段桩号分别为K45+235、K45+255、K45+315、K45+375、K45+455、K45+525,利用MATLAB模拟软件,模拟三种施工技术应用后,6个路段的渗水系数,经统计后绘制成如表4的沥青路面渗水性能测试结果。
依据公路沥青路面施工技术规范JTG F40—2004可知,在公路工程施工中,沥青路面的渗水系数应当小于300 mL/min,渗水系数越小,路面密水性能越高。若超出渗水系数范围,则沥青路面的密水性能较低,可能出现路面渗水病害问题。根据表4的沥青路面渗水系数对比结果可知,三种沥青路面铺摊施工技术应用后,各个路段的渗水系数均符合沥青路面施工技术规范要求,且该文提出的施工技术应用后,沥青路面渗水系数远远小于另外两种施工技术,其密水性能具有显著优势,不会出现路面渗水的病害问题,可行性较高。
4 结语
沥青作为公路工程建设中的重要组成部分,对路面的使用性能与承载能力具有直接影响。为了提高沥青路面的施工质量、缩短施工周期、使公路工程建设经济效益达到最佳,该文设计了沥青路面双层连续铺摊施工技术与相应的质量控制措施。通过该文的研究,全面提高了沥青路面各个结构层间的黏结性与抗变形能力,降低了路面破损病害发生的概率,实现了公路路面沥青混凝土层有效压实的目标,具有良好的发展前景。
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