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概述高速公路瀝青路麵銑刨機施工應用

2019-07-01

  1 前言

  隨著我國公路建設的迅猛發展、對高速公路的路麵使用性能的要求也越來越高。大量路麵建築新材料、新工藝、新技術、新結構都應運而生,以滿足高速公路日趨增長的交通量、渠化交通、高車速、軸載重型化的要求。高速公路能否發揮其應有的作用,很大程度取決路麵麵層質量。路麵銑刨機出租後在施工中得到廣泛的應用,優質路麵不但要求有足夠的強度、穩定度、平整度,又要兼顧高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、抗滑性和永久性等相互製約或矛盾的要求。

  2 配合比設計

  瀝青配合比設計按現行按照公路瀝青路麵施工技術規範(JTJ032)分為目標配合比設計、生產配合比設計及生產配合比驗證三個階段。高速公路瀝青配合比設計一般采用馬歇爾試驗方法確定其最佳瀝青用量,其中包括SMA、Superpave等結構類型。

  2.1 材料的選擇

  2.1.1 集料的要求

  粗集料不得使用鄂式破碎機加工的碎石,集料存放時間不宜太長,碎石經過長期存放,若又無很好的保護措施,集料表麵易為一層薄薄的粉料所包圍,不易與瀝青粘附。以後在做瀝青粘附性試驗時,建議碎石不經水洗,直接試驗,這樣能更好的反映碎石與瀝青的粘附性能。集料應堅硬、耐磨耗、棱角好,有良好的嵌擠能力。針片狀顆粒含量最好控製在不大於10%,特別應注意小於0.075mm篩孔顆粒含量不大於1%.

  細集料一般采用機製砂,缺少機製砂可用石屑代替,路麵施工單位一般都可以自己加工生產出優質機製砂,使用石屑時應嚴格控製小於0.075篩孔顆粒含量不超過15%,使用天然砂一般不超過集料總量的7%,砂當量應小於60%.細集料必須覆蓋,最好搭建防雨棚。

  2.1.2 填料

  瀝青路麵用礦粉應使用磨細的石灰岩石粉,不宜使用拌和機回收粉塵作為填料。為提高集料與碎石的粘附性,可摻加2%的水泥代替礦粉。

  2.1.3 結合料

  瀝青材料是決定混合料質量的關鍵。現在瀝青材料一般都由業主提供,不能因為是直接提供而放鬆對其質量的檢測。

  2.1.4 其他材料

  SMA混合料中纖維穩定劑:在瀝青馬蹄脂碎石混合料中起吸附瀝青、增強結合料粘結力和穩定作用的纖維。

  2.2 目標配合比設計

  根據各種原材料的篩分結果,集料分別用水洗法,進行礦料的合成級配計算,使級配結果盡量接近設計規範級配範圍的中值。以瀝青用量按0.5%間隔遞增製作5-6組試件,試件宜單個配料。混合料拌和、擊實溫度由瀝青粘—溫曲線確定。對於SMA和改性瀝青混合料,擊實溫度就要提高10-20℃。拌和用木質纖維素作為穩定劑的SMA混合料時,小型瀝青混合料自然攪拌機應首先將木質纖維素與礦粉幹拌60-90s,使木質纖維素發散,再進行正常的拌和(SMA擊實次數為雙麵各50次)。根據馬歇爾試驗結果求得最佳瀝青用量OAC,並進行水穩定性試驗。中上麵層瀝青混合料還進行高溫穩定性檢驗。

  2.3 生產配合比設計

  目標配合比設計確定後,進行生產配合比設計。高速公路瀝青路麵混合料一般采用間歇式拌和機。按目標配合比設計的集料比例對瀝青拌和機進行冷料輸入,待拌和機達到實際生產狀態時,從熱料倉取出經振動篩篩分後的集料,合成生產配合比級配,並盡量使其接近目標配合比級配曲線,並取最佳油石比及±0.3%的油石比進行馬歇爾試驗確定生產配合比的最佳瀝青用量。拌和機振動裝備應當注意,拌和機最大篩孔的選擇應保證材料最大粒徑滿足級配範圍;其次各料倉的材料應保持平衡,在以後施工過程中不要出現待料或溢料現象。

  2.4 生產配合比驗證

  通過試拌試驗段的鋪築來檢驗生產配合比的可行性。從瀝青混合料的外觀到內在質量及碾壓成型後鑽芯取樣等各種檢驗所有試驗數據整理後進行分析,若有指標不滿足規範要求,則應對生產配合比或有關工藝做出調整直到達到設計要求。

  隨著科學技術的發展,對瀝青混合料的組成設計提出更高的要求。如果使用改性瀝青做結合料、SMA、Superpave混合料,不再將穩定度和和流值作為決定性指標,而是將動穩定度和空隙率作為決定最終配合比的主要指標。高速公路瀝青路麵要求必須對中、上麵層進行動穩定度檢測,值得注意的是有些路麵動穩定度非常好,可建成通車後不久,路麵還是出現車轍。這雖然和施工水平有關,但筆者認為目前規範對普通重交通瀝青混合料動穩定度要求偏低;二是與試驗檢測方法有關,一些施工單位隻重視對目標配合比的動穩定度試驗,卻忽略對從熱料倉的取樣進行動穩定度試驗(一般熱料倉的取樣比現場取樣及目標配合比的動穩定度均低)。

  3 瀝青混合料的拌和

  高速公路瀝青路麵混合料應采用間歇式瀝青拌和機,施工前必須對拌和機所有計量設備進行認真標定,以確保逐盤打印的施工溫度和材料配比的可靠性。對於改性瀝青、SMA、Superpave混合料應比普通瀝青混合料出場溫度高10-20℃左右,Superpave混合料拌和無特殊要求。由於每台拌和機性能都不一樣,混合料拌和時間並非強求一個定值,拌至瀝青材料把所有材料顆粒都完全均勻的包裹、無花白料、不離析即可。

  3.1 SMA混合料的拌和

  SMA混合料的特點:粗集料多、細集料少、礦粉多、瀝青多、需添加纖維穩定劑。對使用鬆散絮狀纖維混合料拌和時,在拌和機噴入瀝青後立即將纖維噴入拌和鍋內,幹拌時間不必延長,顆粒狀纖維混合料應延長幹拌時間5-10s,纖維分散後,再投入礦粉和瀝青。濕拌時間相應地增加5s左右,以利於纖維材料均勻地分布於混合料中。SMA混合料不得儲存過夜。

  4 瀝青混合料的運輸

  瀝青混合料運輸宜用載重20t以上的大型自卸車,車廂內必須清理幹淨,為防止混合料粘附,車底可塗一層洗滌水,不宜用油水混合物,混合料的運輸能力應較拌和能力和攤鋪速度有富餘。為防止運輸過程中塵土汙染和溫度下降,運料車必須覆蓋。

  5 瀝青混合料的攤鋪

  混合料攤鋪前應對下麵層進行徹底檢查,清除表麵汙染物,特別是砂漿和機油汙染,必須刮淨或用同種材料換填壓實,瀝青路麵早期局部缺陷(坑槽、擁抱、局部推移等),往往都是因為下層路麵汙染物處理不徹底引起的。

  5.1 瀝青混合料攤鋪應

  采用裝有自動夯實、整平的攤鋪機。對粗粒式混合料可采用同型號、同性能的兩台攤鋪機組成梯隊作業,細粒式混合料宜采用一台攤鋪機整幅攤鋪完成。

  5.2 攤鋪前對燙平板進行加熱,溫度不低於70℃,施工現場等候料車不少於5輛,方可進料攤鋪。

  5.3瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪,普通瀝青混合料攤鋪溫度不低於130-150℃,不超過180℃,改性瀝青、SMA、Superpave混合料應提高10-20℃左右,攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓,攤鋪速度要根據拌和機產量、施工機械配套情況及攤鋪層厚度、寬度確定,攤鋪速度應控製在2-5m/min.在整個攤鋪過程中,攤鋪機螺旋送料器應不停頓地轉動,兩側應保持有不少於送料高度的2/3的混合料。為防止離析,攤鋪機中途不許收鬥,鬥內兩側剩餘混合料因溫度較低,不得用於路麵攤鋪,每天攤鋪結束前應清除幹淨。

  5.4 混合料攤鋪要平穩、連續進行,中途不得停機。

  5.5瀝青路麵橫縫采用切縫機切割,並在新的茬口塗刷乳化瀝青,采用平接逢。上下兩層橫向接縫應錯開一米以上,縱逢應錯開20cm以上。

  6 瀝青混合料的碾壓

  合理的機械組合及碾壓工藝是確保瀝青路麵壓實度和平整度的關鍵。使用不同的結合料和不同的結構層,碾壓方式都不盡相同,但應共同遵循以下事項:

  6.1 壓路機應保持霧化噴水,在整個碾壓過程中要控製含水量,以防止混合料溫度下降過快。

  6.2壓路機不得在未碾壓成型的路段上轉向、掉頭、停車等候,振動壓路機在已成型的路段上行駛時要關閉振動。

  6.3 當天攤鋪的路麵上,不得停留任何車輛,壓路機在加油、加水時應退到其它地方進行。

  6.3.1對於普通瀝青混合料碾壓,宜采用鋼輪壓路機與膠輪壓路機相組合的方式,必須保證壓實階段的壓實溫度、壓實遍數、壓路機緩慢而均勻的速度碾壓,改性瀝青碾壓溫度應提高10-20℃,使用SBS改性材料的混合料不宜用膠輪壓路機碾壓。

  6.3.2對於SMA混合料的碾壓,不得使用輪胎壓路機,因為輪胎的搓揉易使SMA混合料中馬蹄脂上浮,造成路麵的構造深度降低、抗滑性能下降甚至泛油。SMA不能過度碾壓,忌在混合料冷卻後反複碾壓,否則可能將石料壓碎,導致瀝青馬蹄脂部分上浮。一般應掌握“緊跟、慢壓”的要領。

  6.3.3 Superpave混合料的碾壓:

  Superpave混合料與一般瀝青混凝土的最大區別就在於壓實工藝不同,其特點:

  (1)混合料有良好的內摩擦阻力和穩定性,抗車轍能力強;

  (2)表麵構造深度大,但有較好的密實性;

  (3)混合料均勻性好,表麵離析現象少;

  (4)粗集料多,細集料少,缺乏細集料的熱傳遞,混合料溫度下降較快,缺乏足夠的時間來碾壓,較難壓實。

  Superpave的特點決定了必須在較短的時間內保證足夠的壓實功來滿足壓實度的要求,其碾壓要領如下:

  (1)高溫碾壓:初壓溫度不低於155℃,Superpave具有穩定的集料骨架結構,不會產生推移,壓路機盡量少灑水,以防止溫度下降過快。

  (2)加大壓實功率:采用高頻、強振。


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