瀝青砂攔水帶滑模施工技術(shù)在一級(jí)公路上的應(yīng)用

劉成洪，王永麗，厲昌亮，鄧星鶴

(1.中鐵十四局集團(tuán)第一工程發(fā)展有限公司，山東 日照 276800；2.廣東交科檢測(cè)有限公司，廣州 510550)

0 引言

高等級(jí)公路在設(shè)計(jì)中除路塹地段外，一般都考慮設(shè)置攔水帶，將路面表面水匯集在攔水帶內(nèi)，通過(guò)間隔一定距離設(shè)置的泄水口和急流槽集中排放到路堤坡腳外，防止沖刷邊坡。攔水帶功能除了攔截路面水外，還兼有防止路面啃邊，誘導(dǎo)行車(chē)視線的作用和增強(qiáng)路容景觀的效果。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，攔水帶的形式及其作用越來(lái)越被人們所重視。《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T D33-2012)明確規(guī)定路肩攔水帶宜采用水泥混凝土、瀝青砂或當(dāng)?shù)仄渌牧项A(yù)制或現(xiàn)場(chǎng)澆筑。

公路上使用最為普遍的攔水帶為預(yù)制安裝的水泥混凝土攔水帶，但該攔水帶存在外觀效果不佳、易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、線條不順直等缺點(diǎn)；現(xiàn)澆水泥混凝土路緣石也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土表面氣泡多、蜂窩麻面面積大、線條不順、施工工期長(zhǎng)、工序銜接慢等問(wèn)題。而采用滑模攤鋪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)鋪筑的瀝青砂攔水帶則具有顯著優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)速度快、表面平整光滑、線形順直美觀、施工時(shí)間短、施工銜接緊湊等。

本文介紹小大(小沙河至大通)一級(jí)公路克圖至大通段滑模攤鋪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)鋪筑瀝青砂攔水帶施工技術(shù)的應(yīng)用及施工質(zhì)量的控制，以期為相關(guān)工程技術(shù)人員提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1 工程概況

小大(小沙河至大通)一級(jí)公路克圖至大通段全長(zhǎng)34.516km，按雙向四車(chē)道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h。本項(xiàng)目位于公路自然區(qū)劃為Ⅶ1的青藏高寒區(qū)(祁連-昆侖山地區(qū))，海拔高、氣溫低。本項(xiàng)目絕大多數(shù)路段為中濕類(lèi)型，為避免邊坡被路面集中水沖刷，本項(xiàng)目在填方路段設(shè)置瀝青砂路肩攔水帶，以實(shí)現(xiàn)集中排水。

2 施工設(shè)備及工藝

2.1 施工設(shè)備及人員

拌合設(shè)備采用強(qiáng)制間隔式AMP5000瀝青混合料拌合設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)采用某公司生產(chǎn)的LX3型攔水帶成型機(jī)，后八輪運(yùn)輸車(chē)2輛(和1臺(tái)成型機(jī)匹配)，以及鏟車(chē)1輛、切割機(jī)1臺(tái)、柴油、噴壺等其它輔助工具。

整個(gè)流程設(shè)置施工組、拌和組、技術(shù)服務(wù)組，共計(jì)配備20人，具體的分組與分工情況見(jiàn)表1。

表1 施工人員組織及分工

2.2 施工工藝流程

從原材料檢測(cè)、配合比確定、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)鋪筑等全過(guò)程的工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

2.3 原材料

施工瀝青砂攔水帶所用的原材料主要有0～3mm石屑、3～5mm碎石、5～10mm碎石、A-90#道路石油瀝青、0～0.6mm礦粉。各種材料的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2～表4。

表2 A-90#道路石油瀝青試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

表3 碎石試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

表4 礦粉試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

2.4 配合比設(shè)計(jì)

礦料摻配比例為5～10mm碎石:3～5mm碎石:0～3mm石屑:0～0.6mm:礦粉=28:5:62.5:4.5，合成級(jí)配見(jiàn)表5，最佳油石比為6.5%，最佳油石比下混合料的性能見(jiàn)表6。

表5 礦料級(jí)配

表6 最佳油石比下馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

2.5 瀝青混合料攤鋪

攤鋪前準(zhǔn)備階段：(1)下承層處理：施工前要對(duì)所需施工路肩攔水帶的位置進(jìn)行清掃，將制備好的乳化瀝青用噴霧器對(duì)底部進(jìn)行撒鋪，撒鋪量控制在0.7L/m2，以利于結(jié)合密實(shí)；(2)放線定位：用全站儀在路線直線段每隔10m、曲線段每隔5m，精確放出攔水帶內(nèi)邊線，使線型順直。對(duì)滑模機(jī)進(jìn)行預(yù)熱并對(duì)磨具進(jìn)行涂油，防止污染。

攔水帶攤鋪：瀝青砂運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后需分批次將瀝青混合料卸到鏟車(chē)內(nèi)，由鏟車(chē)跟隨滑模機(jī)前行，人工將鏟車(chē)內(nèi)的熱料放入成型機(jī)料斗中，待混合料填至料斗2/3時(shí)，開(kāi)動(dòng)機(jī)器開(kāi)始攤鋪施工，通過(guò)攪拌擠壓自動(dòng)前進(jìn)成型。要注意的是上料時(shí)料斗內(nèi)熱料不宜裝太滿(mǎn)也不能太少，要保證機(jī)器連續(xù)不間斷前行?；Ｋ俣葎偲鸩娇刂圃?.5～1.0m/min，正常行走速度控制在1.0～2.0m/min。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，派專(zhuān)人跟蹤及關(guān)注擠壓成型效果，如出現(xiàn)松散、坍塌及斷裂現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)降低攤鋪機(jī)的速度，使混合料充分地?cái)嚢钄D壓來(lái)保證攔水帶的密實(shí)性。在攔水帶成型前，不得觸碰；成型后，如個(gè)別部位會(huì)產(chǎn)生掉落和坍塌，需配備專(zhuān)人采用熱料進(jìn)行缺陷修復(fù)，保證線形流暢，確保攔水帶的外觀質(zhì)量。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)攤鋪

圖3 成型后的攔水帶

特殊位置處理：攔水帶與路基泄水溝的銜接位置“八字口”的地方應(yīng)派專(zhuān)人進(jìn)行順接，要先進(jìn)行劃線確定線形后人工進(jìn)行堆料，用拍實(shí)工具進(jìn)行拍實(shí)。瀝青砂攔水帶與橋頭順接位置應(yīng)提前20～30m進(jìn)行劃線順接，線型要流暢、美觀，不能出現(xiàn)明顯的折線現(xiàn)象。

圖4 八字口銜接

圖5 與橋頭順接

接縫處理：每天施工結(jié)束的位置最好選擇在“八字口”位置，這樣可以避免施工接縫的出現(xiàn)。當(dāng)施工接縫不可避免時(shí)要做好接縫處理，即在施工前將上次施工的端頭位置用切割機(jī)切除，先將模板與攪龍預(yù)熱、噴油，待瀝青砂與其接頭充分銜接后再起步行走，進(jìn)行下一段落的施工。

3 施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素

3.1 原材料與拌合條件控制

(1)重點(diǎn)控制0～3mm石屑中0.075mm篩孔的通過(guò)率，建議控制在8%～15%。如果過(guò)大會(huì)導(dǎo)致拌合站除塵效果達(dá)不到理想狀態(tài)，拌合得到的混合料會(huì)出現(xiàn)粉膠比過(guò)大，滑模施工出來(lái)的攔水帶效果不佳，如圖6所示。

圖6 粉膠比過(guò)大外觀不佳

(2)嚴(yán)格控制油石比。油石比過(guò)大會(huì)導(dǎo)致施工成型的路緣石出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。油石比過(guò)小會(huì)出現(xiàn)混合料干澀無(wú)光，根據(jù)本項(xiàng)目的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，建議油石比偏差控制在±0.2%以?xún)?nèi)為佳。

(3)混合料出料溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在165℃～180℃之間，對(duì)拌合后每車(chē)瀝青砂進(jìn)行溫度檢測(cè)，溫度高于185℃的瀝青砂須廢棄處理，老化嚴(yán)重的瀝青砂鋪筑的攔水帶低溫抗裂性不佳，后期易發(fā)生開(kāi)裂。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工控制

(1)施工前要嚴(yán)格對(duì)膜具進(jìn)行預(yù)熱，溫度控制在100℃左右；(2)攤鋪速度控制在1.0～2.0m/min，速度過(guò)快會(huì)出現(xiàn)攔水帶不密實(shí)有拉紋；(3)混合料滑模溫度宜控制150℃～170℃，溫度過(guò)低同樣會(huì)出現(xiàn)攔水帶不密實(shí)有拉紋(圖7)。

圖7 攤鋪速度過(guò)快或溫度過(guò)低導(dǎo)致攔水帶出現(xiàn)拉紋

4 質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)施工后的瀝青砂攔水帶抽取芯樣觀察：芯樣密實(shí)、完整、整體粘結(jié)性良好。工后數(shù)次大雨天氣，攔水帶使用性能佳，能有效起到攔截和匯集路表雨水的作用，對(duì)路肩、邊坡起到良好的防雨水沖刷效果。

圖8 攔水帶芯樣

5 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目采用滑模施工法鋪筑路肩攔水帶施工工藝簡(jiǎn)單、速度快，路面污染少；鋪筑的攔水帶線形圓滑美觀、密實(shí)度高，能有效地匯集路表水，防止路表水沖刷路基，可以在其他公路中推廣使用。