熊 翊
(廣西路橋工程集團有限公司,廣西 南寧 530011)
在我國社會經濟快速發(fā)展過程中,高速公路事業(yè)得到了長足發(fā)展,人們對于高速公路平整度要求不斷提升。瀝青混凝土路面平整度不僅影響高速公路通車安全,也影響路面行車舒適度。加強對高速公路瀝青路面施工攤鋪質量的控制,能夠有效保證高速公路路面質量,為通行安全提供保障。
某段高速公路為雙向四車道,采用瀝青路面,全長50 km,樁號為K0+000~K50+000。通過對以往經驗的總結,項目負責人發(fā)現(xiàn)鄰近的A段高速公路出現(xiàn)不少質量問題,以車轍為主,大大影響到行車的舒適性和公路的美觀。技術人員分析原因,級配失控、設計不合理、攤鋪質量缺陷等對公路的使用壽命影響極大。有此案例在前,該工程初期階段就考慮比較周到,為防止各類病害的出現(xiàn),對瀝青混合料的配合比、攤鋪碾壓施工等環(huán)節(jié)尤為重視,針對可能出現(xiàn)的問題,采取了有效的防范措施。
使用優(yōu)良的稠油資源,運用稠油所煉制的瀝青具有質量穩(wěn)定、產量高、路用性能好等優(yōu)點。瀝青產品的性能隨原油品種或產地的變化而發(fā)生變化,因此必須固定原油的品種,保證瀝青質量的穩(wěn)定性及統(tǒng)一性。運輸貯備過程中注意防止瀝青老化,因此瀝青需用具有預熱功能的專用貯備罐貯備?,F(xiàn)場加工時,應首先進行質量抽樣檢驗,確認是否變質,滿足質量標準后再按規(guī)定的工藝生產改性瀝青。按照國家規(guī)范規(guī)程進行質量檢查。
瀝青路面是由瀝青混合料構成的,所謂混合料,指的是各種原材料經過特定比例配制而成的混合物,其級配、用量和質量直接影響到施工質量。按照行業(yè)標準,一般會分為目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證三個步驟。該工程地處亞熱帶,氣溫高、輻射強,為防止瀝青路面出現(xiàn)車轍、裂縫等病害,需遵循相關原則,合理設計目標配合比。設計人員熟悉當?shù)氐淖匀画h(huán)境,包括施工區(qū)域的氣候、降雨量、地質水文等條件,依據相對應的標準進行設計,礦料級配、最佳瀝青用量是設計的兩個關鍵點。原路面的瀝青混合料級配為:下面層設計為AC-25級配,中面層為AC-250級配,上面層為AC-13級配。
先確定混合料的級配范圍,規(guī)定最大粒徑為26.5 mm,然后現(xiàn)場取樣開展試驗,測出其密度等性能指標。按照馬歇爾試驗配合比設計方法,在此基礎上予以優(yōu)化,確定瀝青的最佳用量,結合工程規(guī)模等因素,先制備5個馬歇爾試件,分別對其穩(wěn)定性、孔隙率、飽和度等加以測試,然后進行試配并優(yōu)選級配。選定后開展水穩(wěn)定檢驗、抗車轍能力檢驗等,最終優(yōu)化設計的方案為:
(1)下面層。適當增加9.5~19 mm中間均勻顆粒的粗集料,減少4.75~9.5 mm易占體積粗集料的含量,并采用優(yōu)質細集料填充,以便形成更強的整體粗骨架,提高抗車轍能力。原來路面的密實度、耐久性都很好,但粗集料不能互相靠攏形成穩(wěn)定的骨架,高溫穩(wěn)定性較差,使用一段時間后容易出現(xiàn)車轍。所以為減少混合料的離析,對26.5 mm、19 mm的下限加以控制,并控制19.0 mm、16 mm、13.2 mm、9.5 mm、4.75 mm的上限,以形成良好的粗骨架。同時,控制2.36 mm通過率上限,以防止細集料過多最終形成懸浮型結構。
(2)中面層。優(yōu)化后的設計明顯增粗,適當增加22~28 mm,中面層級配組成中10 mm以上的碎石總量與下面層中的10 mm以上的碎石總量基本一致,抗車轍性能比之前更強。除了9.5 mm、4.75 mm篩孔,其余篩孔的通過率均符合規(guī)范要求。
(3)上面層。路面如果滲進太多水分,極易引起裂紋等病害,所以為提升表面層的防水性,該工程規(guī)定2.36 mm篩孔通過率應≥26%,同時考慮到碾壓施工時可能會起漿,其通過率也得控制在30%以內。
設計過程中需注意,控制拌合溫度非常重要,溫度過高容易導致瀝青老化,溫度過低則必然影響后續(xù)施工質量,所以要根據粘溫曲線來確定。取樣工作或者馬歇爾試件的制備都應在混合料拌合均勻后開展,以保證其均勻性,而且要盡量從不同位置進行取樣。另外,嚴格控制生產配合比的結果與目標配合比之間的誤差,如最佳瀝青用量應≤0.2%。
攤鋪環(huán)節(jié)非常重要,影響因素很多,如攤鋪工藝、混合料的溫度等。為保證質量,正式攤鋪之前,先在試驗段進行試鋪,觀察整體效果,然后決定是否需要調整相關標準。根據試驗階段的結果,了解其中的關鍵因素,如平整度、攤鋪厚度、壓實度,并與現(xiàn)場實際情況對比,確定無誤后才能開始正式攤鋪。攤鋪工作逐層進行,各結構層的具體要求有所不同,需保證下層的質量達到要求,若發(fā)現(xiàn)漏掉了某些環(huán)節(jié),應立即停止作業(yè)進行彌補。由于施工人員疏忽,該工程下層攤鋪時未清掃就直接封層,還好及時發(fā)現(xiàn),才使得后來的壓實度有保證。
本工程分為兩個標段,所使用的攤鋪機大致相同,包括兩臺VOLVO8820攤鋪機、一臺ABG423攤鋪機和一臺戴維派克攤鋪機。為提高作業(yè)效率,不延誤工期,采取兩臺機械同時攤鋪的方法,相鄰的兩幅之間重疊8 cm左右。平整度控制非常關鍵,施工人員應認真測量計算,確?,F(xiàn)場平整干凈,沒有高低起伏和雜物垃圾。下面層找平時借助懸掛鋼絲繩引導,確保鋼絲繩的拉力、直徑等滿足要求。中面層則依據下面層的具體情況而定,如果下面層沒有問題,中面層采用無接觸式平衡梁輔助攤鋪機主動找平即可,上面層亦是如此。
準確定位基準線。使用全站儀進行中線放樣,偏差應≤3 cm,同時還要控制高程的放樣精度。提前設置好各項參數(shù),檢查設備狀態(tài),比如熨平板等處于打開狀態(tài)且頻率符合要求,注意熨平板的預熱。熨平板根據路面寬度選擇,盡量不需要縱向接縫,安裝寬度的左右偏差應該控制在0.5 m以內,否則會影響到平整度。整個攤鋪過程盡可能保持勻速連續(xù)作業(yè),如果攤鋪速度波動起伏,每一處的攤鋪量不同,很可能會導致路面凹凸不平、密實度下降,尤其是突然加速或者停止時,必然會破壞熨平板的受力平衡。另外,攤鋪時的振動頻率和振幅也不容忽視,一般來說,頻率越高,最終路面的密實度就越好,但也需合理控制,若頻率超過標準范圍,會導致熨平板的調平臂振動,降低路面的平整度。在調節(jié)振動頻率時,常會出現(xiàn)共振現(xiàn)象,需及時消除。
攤鋪完可開始碾壓,注意碾壓機械的選擇和工藝的開展,本工程選擇輪胎壓路機、振動壓路機聯(lián)合的碾壓方式。碾壓通常會經歷三個階段,采用模糊碾壓的方式碾壓兩次為初壓,膠輪壓路機和雙鋼輪壓路機聯(lián)合作業(yè),前后相距2 m,先靜態(tài)碾壓,然后振動碾壓;初壓結束后對路面質量進行檢查,然后繼續(xù)復壓,同樣先靜后振;終壓是最終階段,選擇振動壓路機。碾壓過程中需嚴格控制速度、溫度、遍數(shù)等參數(shù),初壓、復壓和終壓時的溫度不同,呈遞減趨勢,碾壓速度可適當調整。需要注意的是,攤鋪碾壓一般前后相連,壓路機需緊跟攤鋪機,碾壓過程中注意噴水,以免鋼輪粘結瀝青。路面的密實度是碾壓階段的關鍵,對最終質量影響極大,因此要開展專業(yè)的密實度檢測試驗,盡量縮小與當天馬歇爾密度的偏差,包括混合料的孔隙率也要達到要求。
瀝青路面是當前高速公路的主要路面形式,具有耐久、降噪、減震等優(yōu)勢,要充分發(fā)揮其作用,需把握住兩個關鍵性因素,即材料質量和施工質量。攤鋪作業(yè)為瀝青路面施工的一個重要環(huán)節(jié),直接關乎工程質量,但實際作業(yè)時往往會出現(xiàn)問題,進而引起公路病害。今后還需加強此方面的研究,加強攤鋪質量控制,提升工程項目的整體水平。