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淺談公路工程瀝青路面施工技術與質量控制

2014-09-24 05:42黃鑫
城市建設理論研究 2014年25期
關鍵詞:瀝青路面公路工程質量控制

李英

摘要: 由于瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨性好、振動小、噪音低、施工周期短、養護維修簡便等特點,因此頗受人們歡迎,隨之瀝青路面的施工質量也被提上日程。當前我國公路瀝青路面施工技術水平和發達國家相比較落后,公路瀝青路面施工質量控制是困擾工程技術人員的問題。瀝青路面的施工質量控制措施,國內外已投入大量研究,但仍未形成系統的質量控制,未能有效提高公路瀝青路面的施工質量。

關鍵詞:公路工程;瀝青路面;施工技術;質量控制

中圖分類號:TU74文獻標識碼: A

引言:

改革開放以來,我國的公路建設事業取得了舉世矚目的成就,特別是近年來,高等級公路的發展逐漸占領了主導地位。公路建設的快速發展,對促進國民經濟的健康發展起到了積極重要的作用。

這其中絕大多數都采用了瀝青路面,但是從國內已建成的公路瀝青路面使用情況來看,一些路段在通車后出現了較為明顯的早期破壞現象,如開裂、車轍、水損害等。施工質量控制問題一直以來都是工程技術人員所重點關注的問題之一,任何工程,其最終使用性能的好壞都直接取決于施工質量的高低。大多數工程失敗的原因都是因為質量控制體系不夠完善,導致施工質量控制失去重點或成為形式。這就要求我們在實際工程施工中要嚴把施工工藝,確保工程質量。

一 .確定料源及進場材料的質量檢驗

1.1瀝青材料

瀝青材料的存放應符合下列要求:

①瀝青運至瀝青廠或瀝青加熱站后,應按規定分攤進行檢驗其主要性質指標是否符合要求,不同種類和標號的瀝青材料應分別貯存,并應加以標記。

②臨時性的貯油池必須搭蓋棚頂,并應疏通周圍排水渠道,防止雨水或地表水進入池內。

1.2礦料

礦料的準備應符合下列要求:

①不同規格的礦料應分別堆放,不得混雜,在有條件時宜加蓋防雨頂棚。

②合種規格的礦料到達工地后,對其強度、形狀、尺寸、級配、清潔度、潮濕度進行檢查。如尺寸不符合規定要求時,應重新過篩,若有污染時,應用水沖選干凈,待干燥后方可使用。

二 混合料配比控制及質量控制

2.1混合料配比控制

瀝青混合料在生產之前,要試拌試鋪,對拌和時間、拌和溫度及礦料的加熱溫度進行確定,拌和機操作工藝也要進行確定,計算機的打印裝置可信度進行考察,還應對配合比設計與混合料壓實性進行驗證,從而確定混合料配合比及瀝青用量的最佳點進行確定。在混合料拌和過程里,有待料及溢料就表示冷料倉供料比是不相配的,應依據待料及溢料集料粒徑對冷料倉轉速作出相應調整,經過調整后讓冷料倉的供料比達到平衡,拌和機在調整穩定后,應該取樣進行馬歇爾試驗及抽屜試驗,對生產配合比的試驗結果及取樣實驗結果給予對比,其瀝青含量及混合料配比與馬歇爾的設計及特性是否一致,進行鉆孔取芯,主要是通過壓實度及壓實的孔隙率來檢驗混合料壓實的效果。

2.2混合料質量控制

在生產過程里,要對各進場材料依照相關規定進行項目檢查或者抽樣試驗,保證材料質量與相關技術要求相符,在平常質量檢驗里,其檢驗頻率應依據質量及材料波動情況進行確定,以確保質量穩定性。在混合料的溫度控制里,瀝青路面的施工溫度主要包含瀝青材料出場、到場、攤鋪及輾壓等溫度的具體參數,在這些溫度參數里,起決定作用是瀝青混合料出場溫度,其溫度高低直接影響著接下來的到場、攤鋪與輾壓溫度,造成出場溫度發生變化的原因主要有瀝青混合料的級配穩定性、集料的干濕度及出場溫度設定值等具有很大關系。在瀝青含量的控制方面,其含量變化對瀝青混合料性質造成較大影響,特別是穩定度、孔隙率及流值指標等,瀝青含量比較少的時候,瀝青混合料的水穩性會變差,會對瀝青路面耐久性產生影響,特別是瀝青用量較少的情況下,路面的孔隙率增大,其瀝青膜會變薄,當公路瀝青路面在空氣及陽光影響下,就會發生較快老化,降低瀝青含量的變異性,要保證瀝青拌和的樓計量系統能夠穩定,混合料的取樣均勻,設定溫度也要保持恒定,另外還要對瀝青含量的變化情況進行時刻掌握,發現異常情況時,及時給予解決。

三.鋪筑階段技術

3.1瀝青混凝土的運輸

瀝青混凝土運輸時宜用15t以上的自卸汽車,裝料前在汽車翻斗內抹一層柴油與水的混和物,以防止粘料。另外,裝好料的汽車要用保溫布覆蓋,然后可以出場。運輸時間一般不得大于0.5h。

3.2瀝青混合料的壓實及成型

瀝青混合料壓實以試鋪段確定的碾壓組合和速度,緊接攤鋪后進行,分為初壓、復壓、終壓三個階段進行,一般高速公路瀝青混凝土路面采用鋼輪壓路機和輪胎壓路機聯合作業完成壓實工作。

碾壓分段進行,分段長度控制在30~50m,即一段初壓,一段復壓,一段終壓,段與段之間應設標志,并指定專人負責移動,便于司機辨認。初壓采用2臺雙輪輕型鋼輪壓路機(≤8t)在混合料攤鋪后進行穩壓,每臺壓路機至少碾壓一遍,碾壓速度2~3km/h。復壓采用3臺重型輪胎壓路機碾壓,每臺壓路機至少碾壓二遍,碾壓速度4.5~5.5km/h。終壓采用1臺輕型雙鋼輪壓路機和1臺重型雙鋼輪壓路機靜壓。每臺壓路機至少碾壓一遍,碾壓速度5~7km/h。壓路機起動、停止必須減速緩慢進行,不得急剎車。壓路機加水時,應行駛到已復壓的瀝青混凝土路面邊緣停放,加水后應就地來回碾壓平整后再離開原位,相鄰碾壓應重疊1/3~1/2輪寬,壓路機轉向角度不得大于35°。

初壓后的瀝青混凝土面層不得產生推移、開裂現象;復壓后的瀝青混凝土面層表面要求無明顯輪跡;終壓后要求表面平整,光潔,顏色均勻一致,無明顯輪跡。當天碾壓的瀝青混合料面層應封閉交通。不得停放任何機械設備或車輛,不得散落礦料、油料等雜物。

3.3接縫處理

采用整幅攤鋪時基本上無縱向接縫,有路面加寬的情況時按照半幅攤鋪的施工方法設置縱向接縫。采用半幅攤鋪的施工方法時,其縱向接縫應在前部已攤鋪混合料部分留下10-20口寬暫不碾壓,作為后面攤鋪的高程基準面,并有5~10口左右的攤鋪層重疊,以熱接縫形式在最后做跨接縫碾壓以消除縫跡。有多層路面結構的上下層縱縫應錯開15口以上。

3.4瀝青路面施工質量檢測及評定

在公路工程里,對瀝青路面進行質量檢測的時候,主要針對的是瀝青混合料溫度、原材料及瀝青面層給予檢測的,原材料檢測是為了防止不合格材料混入施工現場,為混合料拌和、輾壓及壓實提供基礎保證,瀝青路面檢測,能夠改善不合格路面施工質量,加強瀝青路面施工過程里的動態管理,并運用多媒體技術進行數據分析及檢驗,對于發現問題及時進行解決處理。

結語:

施工質量控制問題一直以來都是工程技術人員所重點關注的問題之一。任何工程,其最終使用性能的好壞都直接取決于施工質量的高低。大多數工程失敗的原因都是因為質量控制體系不夠完善,導致施工質量控制失去重點或成為形式。傳統的質量控制是一種事后檢驗,要提高瀝青路面建設質量,防止早期破壞,必須將基于可靠度的瀝青路面質量理論落到實處,建立過程控制方法,對過程進行控制,實現及時控制和事先預防。修建高水準、高質量的瀝青混凝土路面,?使我們的高等級公路行駛起來更舒適、更安全,使用更持久。

參考文獻:

[1]江瑋,汪余波.淺談公路瀝青路面施工技術[J].科技資訊,2010,(27).

[2]肖友高,張明偉,李春陽.深度探討瀝青路面公路施工技術與質量控制措施[J].科技資訊,2010,(10).

黃鑫

【摘要】本文主要圍繞著公路工程瀝青路面的施工展開分析,探討了公路工程瀝青路面施工技術,分析了其中的質量控制措施,以期可以提高公路工程瀝青路面施工技術與質量控制的效果。

【關鍵詞】公路工程;瀝青路面;施工技術;質量控制

中圖分類號: U416 文獻標識碼: A

一、前言

隨著我國公路事業的快速發展,在瀝青路面施工技術方面已經處于世界先進水平。然而,通過對現有高速公路的現狀調查可以得知,許多高速公路的瀝青路面在使用年限內就出現大面返修或翻新,路面實際使用壽命普遍低于設計年限。若分析其原因是多方面的,如設計是否合理、地基或下承層的是否穩固、瀝青路面施工過程質量控制是否到位、地質因素或其變化的影響、氣候環境因素的影響、車輛超載影響、實際交通量增速影響等方面。瀝青路面施工的過程中,還有很多技術措施還不夠到位,質量控制不夠嚴謹,整體均勻性偏低,導致施工的問題頻頻出現,所以,在公路工程瀝青路面施工過程中,做好施工技術和質量控制措施非常有必要。

二、瀝青混凝土路面質量的要求

進入新世紀以來,我國高速公路建設得到了大力發展,有力的增強了區域之間的溝通和交流,同時也促進我國區域經濟的快速發展和國家綜合國力的提升。瀝青路面維護相對簡單,施工工藝容易掌握,這些優點促進了瀝青路面在我國的快速發展。但是瀝青路面對于溫度的敏感度以及瀝青砼的離析問題也在一定程度上阻礙了瀝青路面的快速發展。因此應當在瀝青路面公路工程的施工中進行技術管理的優化,對新的工藝和新的技術進行廣泛的應用和實踐,這樣才能夠促進我國瀝青路面的施工能夠得到很好的突破,提升瀝青路面工程施工的質量和使用壽命,為區域經濟的快速發展奠定良好的基礎。

瀝青路面需要滿足現場中路面質量要求項目如表1 所示:

表1 瀝青路面要求項目信息

1、瀝青路面應具有足夠的路面抗力

路面應有足夠的承載力,在路面結構層以平衡車輛荷載反復作用下產生過多的應力,從而導致路面破壞。

2、瀝青混凝土路面應具有較好的溫度穩定性

瀝青混合料是一種典型的流變性材料,隨著溫度的升高它的勁度模量與強度而降低,因此,在夏季高溫時瀝青混凝土路面,在重交通的反復作用下,因為交通的渠化,在輪跡逐漸形成兩側鼓起、變形下凹的就是“車轍”,這是高等級瀝青路面病害中最常見的病害。瀝青路面的高溫穩定性是指瀝青混合料抵抗車輛側向流動與重復壓縮變形的能力。

在最不利季節的反復凍融或常年冰凍地區,瀝青混凝土路面容易出現低溫冷脆、蠕變能力減弱,使其整體強度降低。在荷載作用下加速瀝青面層的破壞,出現坑槽、斷裂等現象。因此,瀝青及其混凝土必須具有一定的低溫穩定性。

3、瀝青路面應具有良好的抗疲勞特性

在瀝青路面設計使用年限內,會大量承受行車荷載的重復作用,為了不會過早地發生疲勞破壞,一定要具有較好的抗疲勞特性。

4、瀝青混凝土路面應具有良好的抗滑性能

行車安全受到瀝青路面的抗滑性的直接影響。為確??够?,尤其在配料時要注意粗集料的耐磨光性,需要選取硬質有棱角的集料。瀝青含蠟量與瀝青用量也對抗滑性有顯著的影響。

5、瀝青混凝土路面應具有良好的低溫抗裂性

瀝青路面的溫縮裂縫主要體現在寒冷季節瀝青混合料的集料之間的瀝青膜拉伸破壞造成集料間拉開,導致裂縫。所以,瀝青混合料的低溫抗裂性能主要由瀝青結合料的低溫拉伸變形性能決定,其次和瀝青混合料的溫度收縮系數、勁度模量、抗拉強度也有一定的關系。

三、瀝青路面施工準備

1.材料來源確定與進場控制

在公路工程施工之前,要做好相關材料檢查工作,尤其是瀝青、砂、礦粉、石屑及石料等有關材料檢查及驗證,要從源頭上就加強質量控制,同時,還應該從質量及經濟方面進行材料合理選擇,通常應該選擇正規及大型瀝青廠商或石料場。當原材料進行施工現場時,要有專門監督人員進行原材料數量、質檢報告、日期及廠商等方面檢查及審核,特別是填料及粗細集料質量要格外注意,防止不合格材料混入施工現場,還應依據有關技術指標進行每批材料的抽樣檢查,當檢驗合格后才能夠放入施工現場進行使用。

2.機械檢查

公路工程施工之前,要對相關機械設備給予全面檢查,確保施工機械及設備能夠穩定運行,尤其是路面施工過程所需要的運輸設備、拌和設備、礦料撒布車、灑油車、壓路機及攤鋪機等有關設備進行全方面的性能檢查,以確定設備配件齊全,并且在使用之前,要做好調試及養護工作,防止施工時候出現故障,耽誤路面施工時間,減少了路面施工的效率。

四、混合料配比控制及質量控制

1、混合料配比控制

瀝青混合料在生產之前,要試拌試鋪,對拌和時間、拌和溫度及礦料的加熱溫度進行確定,拌和機操作工藝也要進行確定,計算機的打印裝置可信度進行考察,還應對配合比設計與混合料壓實性進行驗證,從而確定混合料配合比及瀝青用量的最佳點進行確定。在混合料拌和過程里,有待料及溢料就表示冷料倉供料比是不相配的,應依據待料及溢料集料粒徑對冷料倉轉速作出相應調整,經過調整后讓冷料倉的供料比達到平衡,拌和機在調整穩定后,應該取樣進行馬歇爾試驗及抽屜試驗,對生產配合比的試驗結果及取樣實驗結果給予對比,其瀝青含量及混合料配比與馬歇爾的設計及特性是否一致,進行鉆孔取芯,主要是通過壓實度及壓實的孔隙率來檢驗混合料壓實的效果。

2、混合料質量控制

在生產過程里,要對各進場材料依照相關規定進行項目檢查或者抽樣試驗,保證材料質量與相關技術要求相符,在平常質量檢驗里,其檢驗頻率應依據質量及材料波動情況進行確定,以確保質量穩定性。在混合料的溫度控制里,瀝青路面的施工溫度主要包含瀝青材料的出場、到場、攤鋪及輾壓等溫度的具體參數,在這些溫度參數里,起決定作用的是瀝青混合料的出場溫度,其溫度高低直接影響著接下來的到場、攤鋪與輾壓溫度,造成出場溫度發生變化的原因主要有瀝青混合料的級配穩定性、集料的干濕度及出場溫度的設定值等具有很大關系。在瀝青含量的控制方面,其含量變化對瀝青混合料性質造成較大影響,特別是穩定度、孔隙率及流值指標等,瀝青含量比較少的時候,瀝青混合料的水穩性會變差,會對瀝青路面耐久性產生影響,特別是瀝青用量較少的情況下,路面的孔隙率增大,其瀝青膜會變薄,當公路瀝青路面在空氣及陽光影響下,就會發生較快老化,降低瀝青含量的變異性,要保證瀝青拌和的樓計量系統能夠穩定,混合料的取樣均勻,設定溫度也要保持恒定,另外還要對瀝青含量的變化情況進行時刻掌握,發現異常情況時,及時給予解決。

3、溫度控制

瀝青混合料的攤鋪和碾壓過程都需要控制在一定的溫度范圍內進行;瀝青對溫度的敏感性強,為了保證攪拌和施工的質量,需要對瀝青在拌合、運輸、攤鋪、碾壓的全過程進行溫度把控,才能保證施工的質量要求;瀝青在各階段的溫度控制要求如表 2 所示

表 2瀝青溫度控制標準 ℃

五、瀝青路面施工技術方案的更新

在瀝青路面施工模塊中,進行攤鋪機運行速度的控制是必要的,這需要進行攪拌機產量的控制,做好攤鋪寬度及其厚度的控制,實現施工設備的分析,保證施工整體方案的優化。這需要做好攤鋪的整修工作。保證路面施工過程中的工作協調。在攤鋪過程一般不用人整修,當遇到交叉口及十字路口等特殊情況時,可在專業的人員指揮下,進行混合料更換或者人工找補,當攤鋪缺陷較多時,要鏟除重新攤鋪。

在攤鋪工作模塊中,進行鋼絲的直徑控制是必要的,這需要進行鋼絲支架的設置,保證其拉力的控制,實現攤鋪機的鋼絲設置,保證橫坡儀的積極控制,保證攤鋪機的鋼絲設立,保證攤鋪模塊的優化。輾壓作為瀝青路面施工中的最主要步驟及施工最后步驟,是非常重要的,要積極提高瀝青路面壓實度,這需要增加壓路機壓實功能,并且對壓實機速度給予密切關注及控制,有效保證瀝青路面壓實質量。

為了提升攤鋪機的整體效益,進行壓路機速度的控制是必要的,從而提高壓實度,保證壓實模塊及攤鋪模塊的孔隙避免,從而優化其施工質量。這就需要進行瀝青碾壓質量及壓路機速度的提升,進行合理性的控制。保證瀝青路面的碾壓方案的優化,避免其重復碾壓的狀況,保證其碾壓間隔時間的優化,實現碾壓方式的改善。使用黃紅綠對輾壓區段進行初壓、復壓及終壓等標明,防止重壓及漏壓現象發生,還可以運用排壓方式進行作業,使其成為流水形式,環節緊密,在輾壓的過程里,還應注意輾壓車道變換問題,要在已輾壓路段,及壓路機停止振動情況下進行變道;變道的時候,方向變換要緩慢進行,防止瀝青路面破壞。

在現階段接縫施工模塊及壓實技術模塊中,進行瀝青路面整體施工方案的優化是必要的,這需要進行混合料配合比的優化,提升其壓實性,保證其配合比的積極控制,保證瀝青路面的有效壓實,保證路面使用功能的提升,保證路面壓實體系得到健全,實現其內部各個模塊的協調,保證混合料縫隙的降低,提升整體路面的密實性。這可以涉及到瀝青路面施工模塊的開展,保證整體的壓實性??梢赃\用熱接縫方法進行跨接輾壓,從而消除縫隙;對于橫向的施工縫,應該運用平接縫,在3m直尺的縱向延伸位置,其端部直尺要呈懸臂狀,把直尺脫落及攤鋪層地方當做裂縫處理位置,使用鋸縫機進行切割鏟除,在攤鋪之前,要把接縫部位的粉塵進行清理,再添加一些瀝青進行攤鋪,進行輾壓的時候,要用鋼筒式的壓路機進行橫向壓實,從跨縫向新鋪的層面逐漸進行壓實。

在瀝青路面施工模塊中,進行質量檢測模塊及公路工程的評定優化是必要的,這需要深化瀝青路面的質量檢測工作,保證瀝青混合料溫度的提升,保證瀝青面層的積極檢測,原材料檢測工作的優化,避免不合理的施工方案,也要進行不合格材料的避免,保證施工現場工作模塊的優化,從而提升混合料的攪拌效益,保證碾壓模塊及其壓實模塊的協調。加強瀝青路面施工過程中的動態管理,并運用多媒體技術進行數據分析及檢驗,對于發現問題及時進行解決處理。質量評定作為瀝青路面施工質量重要依據,應該給予仔細認真檢查,同時還應該制定合理科學路面質量評價標準,保證公路建設質量。

六、瀝青路面施工質量控制檢測要點

1、瀝青路面施工質量檢測

為了保證瀝青路面施工質量,確保公路工程施工符合相關技術要求,需要對瀝青路面施工進行質量檢測,這種檢測,在傳統的施工技術中,主要通過對瀝青混合料溫度、原材料及瀝青面層的檢測進行控制。原材料檢測是瀝青路面施工質量把關的第一關,是為了從源頭控制不合格材料混入施工現場,為以后的瀝青面施工提供原料基礎保證;瀝青路面檢測,是對施工過程的監督檢測,能夠隨時發現施工過程中的不足或違反操作規程造成的質量缺陷,同時進行數據分析,以便于及時解決相關問題;瀝青混合料溫主工監控是施工過程中監管的關鍵環節,隨時監控溫度,可以保證施工技術實施在規定的要求內,確保施工過程參數無偏離,降低不合格施工路面的發生。

2、確定瀝青的最佳用量

瀝青是瀝青砼的膠結材料,在最佳用量下和最佳礦料級配組合下,才能形成很好的瀝青砼,經壓實后形成堅固穩定耐久的瀝青砼路面,首先結合地域使用情況選擇瀝青標號,使選擇的標號瀝青要滿足如下幾點要求:2%瀝青材料要有適當粘度和稠度;3%瀝青材料要有一定的塑性;4%瀝青材料應有足夠的溫度穩定性,當瀝青標號確定后,取樣對瀝青進行馬歇爾穩定度試驗,根據試驗求出的密度、流值、穩定性空隙率、飽和度等確定瀝青最佳用量,優良的瀝青恰當適宜的配合比用量,在行車作用下使瀝青砼面層夏天不會變軟產生波浪,冬天不會變脆引起裂縫,這在冰凍地區應特別注意,應很好的嚴格地控制住這道關口。

3、瀝青砼路面的基層控制

瀝青砼路面運行的好壞與否與基層的類別及其施工質量,有極大的關系,水穩情況良好的基層是保證路面結構層長久耐用的必需條件,所以,在控制好面層各種材料指標及施工要求的前提下,嚴格控制好基層所用的材料質量及施工工藝流程,達到各類基層技術規范要求達到的質量標準,這也是絲毫都不能含糊的事,因為基層的質量是直接敏感地影響著面層的質量情況,作為瀝青路面的基層分無機結合料類及粒料類兩大類,前者做基層時整體性好、水穩性、抗凍性、耐久性都好,缺點是干縮裂紋,反射裂縫;后者又分嵌鎖類要求石料有棱角粗糙,充分壓實后強度大,級配類壓實后要達到最大密實度,但這類基礎均容易松散,整體性沒有無機結合料類好,無論哪類基層都必須按照基層技術規范要求標準備料施工,柔性路面以累積變形控制使用期,對結構組合的任何層位,只要外力作用能傳遞到或氣候能影響到的部位,都要嚴格按要求控制好各個層次的施工質量,土基是在最低層受水分及氣候影響后它的物理力學性質量變化很大,而瀝青路面又恰好對基層、底基層和土基的水熱穩定情況有影響,這就更要求路面以下的各個層次,不但堅固穩定強度高,而且還要具有一定的抵抗變形的能力,土基的回彈模量越大,抵抗變形的能力亦越強水熱影響就越小。

七、結束語

綜上所述,公路工程瀝青路面施工技術與質量控制工作一定要從工程的特性出發,找出公路工程瀝青路面施工的要點和難點,進而有針對性的進行分析,提高施工質量。

【參考文獻】

[1]江瑋,汪余波.淺談公路瀝青路面施工技術[J].科技資訊,2010.27.

[2]季衛華.淺談公路施工中瀝青路面的施工技術[J].科技創新導報,2011.2.

[3]肖友高,張明偉,李春陽.深度探討瀝青路面公路施工技術與質量控制措施[J].科技資訊,2010.10.

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