沥青道路施工技术在市政道路建设中的应用向富银

(整期优先)网络出版时间:2018-09-19
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沥青道路施工技术在市政道路建设中的应用向富银

向富银

湖北省荆门市高新区掇刀区住房和城乡建设局

摘要:目前城市沥青市政路面在使用过程中经常出现裂缝、坑槽等质量病害,这严重影响到行车安全性,究其原因,很大部分是因施工技术监管控制不到位造成的,这就要求道路施工人员提高自身的专业技能,熟练掌握沥青路面施工技术,加强施工技术管理以保障沥青路面施工质量。本文探讨了沥青道路施工技术在市政道路建设中的应用。

关键词:沥青道路;施工技术;市政道路建设;应用

沥青道路施工技术在市政道路建设中应用后,不仅增强了路面平稳性和耐压性,而且为人们安全出行提供了可靠保障。因此,在市政道路建设中要注意沥青混合料的拌制、运输、摊铺和碾压,为提高施工质量和顺利完成施工过程打下扎实基础。另外,市政道路建设管理人员要把握好每一个施工环节,监督和控制施工质量,以此来为人们日常生活提供方便,为构建和谐社会而努力奋斗。

1沥青混凝土路面的施工要求

1.1沥青混凝土路面需要具有充足的路面抗压功能与抗疲劳功能。这关键是为了避免建成的沥青混凝土路面在来往车辆的重复荷载作用下出现断裂与破坏。依据实验研究,沥青混凝土路面的抗疲劳功能关键受混合料的配合比、压实度、集料特点等原因的影响。值得特别注意的是,在室内环境下获得的疲劳规律需要通过修正后再用于现实道路的评估。

1.2沥青混凝土路面需要具有相对好的高温稳定性与低温抗裂性。确保沥青混凝土路面的这两点特性可以使路面的应用寿命大大提高,减小由于高温与低温环境对路面所导致的损害。

1.3沥青混凝土路面需要具有相对好的抗滑功能。路面的抗滑功能直接影响着道路应用后车辆行人的生命财产安全。抗滑功能关键受到混合料成分的影响。

2沥青路面常见问题

2.1裂缝问题

与其他材料路面相比,沥青路面尽管具备了更多优点,但是,也存在着一些缺陷问题,比如常见的裂缝问题。裂缝问题是当前公路路面十分常见的问题,沥青路面出现裂缝现象的主要原因有三点:①沥青材料未能达到标准要求;②承受过高的车辆荷载;③出现沉降现象。当沥青路面出现裂缝后,容易造成一系列负面影响,比如路面开裂、泛油等问题,同时,沥青路面裂缝受到雨季或强降水的影响逐渐变大,路面含水量的增长,会对路面的使用性能与使用寿命均造成较大的负面影响。

2.2路面泛油问题

沥青路面泛油、油包问题,其主要原因是由于道路施工设计不合理,路面平整度存在缺陷,造成粘层油集中在地势低处。路面泛油问题在早期并不会对沥青路面的使用造成较大的影响,但是,在长期使用过程中,油包对粘结层的负面影响越来越大,最终导致粘结层的粘结力作用越来越小,甚至失效,最终造成路面出现裂缝现象。

2.3水损害问题

水损害问题也是沥青路面的常见问题之一。其主要受到气候环境的影响,在雨季或强降水的情况下,大量水源不断渗透到集料和沥青的交界面,且由于路面超负荷的承载影响,对集料件的粘合强度造成了较大的负面影响,导致路面产生剥离现象。

3沥青道路施工技术在市政道路建设中的应用

3.1控制沥青混合料配合比

施工人员需要严格遵循《道路沥青路面施工技术规范》的相关规定来设计沥青混合料的配合比,尤其要做好热拌沥青混合料的目标配合比及生产配合比试验,这样才能够确定矿料级配与最佳沥青用量。一般情况下,可以使用马歇尔设计方法来设定沥青混合料的配合比。在正式施工前,可以根据生产配合比来进行试拌并铺筑试验段,然后对试验段进行钻芯取样并进行马歇尔试验,以此来确定沥青用量及生产用的标准配合比,这样能够为后期沥青路面混合料的生产提供参考依据。在施工过程中,施工人员不得随意更改配合比,沥青混合料各指标要满足生产配合比的要求。

3.2沥青混凝土的拌和及运输

在沥青混凝土拌和工作中,分别放置好各类集料,并采取科学的方式按照设计要求进行试验,以保证配合料的性能。同时,在沥青混凝土配合料的配置过程中,采用降尘和密封性能更好的设备,并实时对沥青混合料的拌和过程的温度检验测量,严格控制拌和温度,使其处于150~170℃之间;对于超标的混合料及时进行清理,避免其用于施工中。在开展摊铺工作时,需要保证沥青混合料的温度高于130℃。通过保证施工材料的质量与性能,优化沥青路面的施工质量。

沥青混合料在运输过程中容易受到外界因素的影响发生温度变化以及离析现象,因此,必须全面考虑影响沥青混合料的因素,如运输车辆、距离、拌合站的产量等,根据实际情况进行配置,比如:清理运输车辆,使其干净无损,并做好防粘薄膜剂处理工作,配置合理的篷布,以控制车辆运输过程的温度,降低温度对沥青混合料的影响。针对运输道路须提前做好修整工作,避免道路问题造成运输颠簸,导致混合料出现离析问题,对于运输过程中出现损害的沥青混合料进行清理,避免其用于施工中造成质量隐患。

3.3对沥青混合料进行摊铺和碾压

3.3.1摊铺沥青混合料

在市政道路建设过程中,一般在摊铺前要对路面进行路基处理。路基处理就是使用压路机碾压路面,将路基上的各种杂质清理干净。对于一些比较厚的路基,就要使用压路机进行分层碾压,以至于彻底清除杂质。

针对沥青路面建设,目前主要有两种摊铺方法:机械摊铺和人工摊铺。在进行机械摊铺时,要根据路面结构、市政道路等级、地理位置等因素,选择合理的摊铺机械,以确保施工质量在标准范围内。另外,在用机械进行摊铺时,最好在进料斗上涂一层隔离剂,防止涂料粘在上面,浪费施工材料。在用机械进行摊铺时,要有几个注意点。首先,在进行机械摊铺前,要对机械进行预热,不然会导致沥青混合料凝固,影响混合料的质量。其次,当机械在行进过程中,司机不要随意改变行进速度,否则容易导致混合料离析。最后,在机械行进过程中,安排人员在机械后面进行看护,一旦发现摊铺不完整、路面出现裂缝和波浪现象,就要及时采取有效措施解决问题,保障市政道路建设施工质量。对于一些特殊情况的市政道路,在不能用机械进行摊铺时,可以采用人工摊铺的方法代替。人工摊铺和机械摊铺有一个共同点,在进行摊铺时都要在摊铺工具上涂一层隔离剂,防止混合料粘上。在人工摊铺过程中,要控制好摊铺边上刮板的频率和力度。另外,要一次性完成刮板过程,保持刮板和摊铺同时进行,为建设平整路面奠定基础。由于人工摊铺的进度比较缓慢,所以要尽快在短时间内完成摊铺活动,否则混合料冷却后严重阻碍施工进度。

3.3.2对沥青混合料进行碾压

碾压一般分为三个阶段进行。第一阶段的碾压又称为初次碾压,其碾压的主要目的就是将沥青混合料压实在路面上,保持一定稳定性。第二次碾压的主要目的就是将路面铺平和压实,使得路面稳定性和平整性基本达到一定标准范围内,符合市政道路建设的基本要求。第三次碾压也称最终碾压,其主要目的就是修复前两次内碾压过程中遗漏的路面碾压情况,使得路面更加平整和稳固,最终完全符合市政道路建设的技术要求和相关设计标准。

3.4路面接缝处理

路面接缝处理是保证沥青路面平整度的关键,因此,必须重视沥青路面接缝处理工作。在实际操作中,对于连续摊铺的路面必须在摊铺操作之后再进行接缝处理,通过机械反复碾压路面,直至接缝处密实度、平整度达标后方可停止碾压,同时必须保证接缝的垂直度。

4.参与市政道路施工案例

4.1..工程概况

交通大道(观堰湖路-莲花路)道路给排(K1+580-K3+125.705)工程位于荆门市高新区•掇刀区,起点为官堰湖路,终点为莲花路;起始桩号K1+580,终点桩号K3+125.705,全长约1575.705米。道路等级为城市次干路,道路红线为30米,设计使用年限为沥青混凝土路面十五年。

4.2.其中沥青混凝土路面施工主要施工工艺

本工程采用4cm细粒式沥青砼、8cm中粒式沥青砼8两种种热拌沥青混合料,其松铺系数均为1.15。

4.2.1主要原料:

AC-13C型细粒式改性沥青混凝土,石料采用符合条件的本地产碳酸岩,公称最大粒径13.2mm;AC-20C型中粒式沥青混凝土,石料采用符合条件的本地产碳酸岩,最大粒径19mm,要求选用抗滑,耐磨石料,检验合格方可使用。

4.2.2沥青混合料配合比:

施工前应取进场的合格材料分别做马歇尔试验,确定生产配合比和最佳沥青用量,马歇尔试验技术指标应满足城市快车道要求,在拌和沥青混合料中,还应及时抽查,及时调整其配合比,以保证沥青混合料的质量。

4.2.3粘层油及下封层

为了保证沥青砼的层间结合力,基层及沥青层间均要求洒布粘层油。喷洒粘层油时,采用沥青洒布机,洒面时要求保持稳定的速度和喷洒量,喷洒均匀,喷油管宜与路表面形成约30度角,并有适当高度,以便路面上喷洒的粘油层形成重叠,边角处要求人工均匀涂刷。粘层的沥青材料采用洒布型乳化沥青,粘层油洒布后紧接铺筑沥青层,但必须待破乳、水分充分蒸发后铺筑;机动车道下封层采用0.5mm厚乳化沥青稀浆封层,非机动车道下封层采用0.5cm厚乳化沥青稀浆封层,具体施工要求参照《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004执行。

4.2.4准备工作

在铺筑沥青砼面层之前,要对已完工的粘层进行检测,发现有破损、松散、剥落的地方应采用人工重新进行补洒;路缘石内侧要用人工涂刷粘层沥青,以保证沥青砼、水泥砼面层及路缘石结合紧密。

厚度和平整度的控制

对于水泥稳定基层平整度较差的路段,在铺筑沥青砼面层时可采用双基准钢丝来控制平整度和厚度;对平整度特别差的路段,需采取先大致填平后再铺筑。摊铺前,先要通过测量后在路幅两边设好钢钎桩(直线上10m一桩,曲线上5m一桩),然后张拉好用于承托仪表的基准钢丝,根据测量的挂线标高确定各桩位钢丝线的高度。如果挂线标高测量不准,钢丝拉力不够,量线失误或桩位移动,就会造成路面高低起伏,影响平整度。因此在测量钢丝高程时务必要求准确无误,调节钢丝高度时更要认真负责,精益求精,从而保证油面铺筑的高程、厚度和平整度。

对于路面平整度较好的路段,施工时可采用SMC-20M/S型超声波平衡梁来控制厚度和平整度,它由两组铝合金平衡梁、八只超声波传感器和两只主控器组成。两组铝合金平衡梁通过支架连接在摊铺机的左右两侧的大臂上,每组平衡梁上安装四只超声波传感器,传感器距地面垂直距离约为1米。摊铺施工时,八只传感器均以原路面为基础精确地测出垂直距离变化量,并将此变化量送至主控器,经数字电路处理后,控制摊铺的找平升降油缸,从而更好的控制摊铺厚度和平整度。

4.2.5沥青混合料拌和与运输

在正式拌料前首先要根据验证的目标配合比调试热仓,进行干拌料拌和,取样筛分确定热仓配合比,然后进行沥青混合料的试拌。取样测试马歇尔指标合格后确定生产配合比,再正式进行沥青混合料的拌和。拌和过程中要严格按规范作业,不得随意调整生产配合比。

沥青混合料的拌和时间以能使矿质集料所有颗粒都能均匀地裹覆上结合料为准,拌和后的沥青混合料色泽要均匀一致,无花白、无粗细料分离和结团成块现象,同时要控制好拌和温度:沥青加热温度140~150℃,矿料温度160~170℃,混合料出厂温度155~165℃;储料仓存储温度150~160℃。

运料车在装混合料之前应用油水混合液(柴油:水=1:3)涂刷车箱侧壁和底板,以防沥青混合料与车厢板粘结,但要控制好用量,以均匀、涂遍而不积油水为宜。在往运料车上装载混合料时,为减少混合料离析,应尽量缩短出料口至车厢的下料距离,且自卸车不应停在一个位置上装料。运料车装好混合料运到摊铺现场的过程中,要用蓬布覆盖运输车内的沥青混合料,以保持混和料的温度以及防雨、防尘。

4.2.6现场收料、测温度、指挥倒料

沥青混合料运达摊铺现场时,应派专人负责收料、测温度、指挥倒料。收料人员首先要对来料进行外观质量检查,若发现有花白料、老化料,沥青含量过低或过高的料都不能签收,作废料处理。外观质量合格后再进行混合料温度的测量,对于在正常温度范围内的料方可签收,否则应废弃。

混合料检查合格之后,收料人员即组织料车倒料,倒料时指挥人员与摊铺机手应密切配合,尽量使倒料与摊铺之间保持连续作业,不允许出现摊铺机料摊完了等车倒料的情况。为避免料车碰撞摊铺机,指挥人员应指挥料车在倒至距摊铺机50cm远时即停下,开始慢慢升斗,等摊铺机驶上前来推着料车前进。行进过程中指挥人员应随时提醒驾驶员不能完全松开刹车,以免将料倒在地上,同时也不能踩死刹车,以保证摊铺机正常前进。

4.2.7沥青混合料摊铺

一般路段上的沥青砼面层采用一台摊铺机半幅一次摊铺成型,特殊路段及转盘、交叉路口可采用两台摊铺机并排梯队作业,同时配合人工进行铺筑。在沥青砼摊铺前熨平板须加热15~20分钟,保证熨平板温度在85℃以上,混合料温度在145℃以上时方可进行摊铺。同时摊铺机手要提前调整好熨平板的初始摊铺厚度及工作仰角,松铺系数暂按1.2计算(准确数据以试验段测定的松铺系数为准)。铺筑过程中摊铺机速度以每分钟2~4m为宜,且应保持恒定行驶速度(根据拌和机实际产量及运力计算确定),振动及夯锤的频率与摊铺速度相匹配,不允许视其来料的多少随意改变行驶速度及振夯频率大小。摊铺机运行过程中,负责两边纵坡仪控制的人员要保证感应器在钢丝上的滑动不受任何阻碍,更不能经常调节摊铺厚度,以确保沥青砼路面铺筑质量。如因工况需要而改变厚度或高程时,可以缓慢调节厚度旋钮,电脑会在一定时间内自动完成。

4.2.8路面接头、收边、处理离析

所有路面工必须密切配合,认真负责地做好接头、接缝。在摊铺过程中,尽量使混合料的纵、横向两种接缝都保持在最小数量。沥青路面的各种施工缝处,往往由于压实不足,容易产生台阶、裂缝、松散等病害,影响路面的平整度和耐久性,施工时必须对此予以高度重视。

对施工横缝可采取如下处理措施:在已铺层顶面顺路面中心线方向在3—4个位置先后放一把3m直尺并找出表面纵坡或已铺层厚度开始发生变化的断面,然后用切割机沿此断面切割成垂直面,并将切缝一侧已铺层不符合要求的尾部铲除。此工作通常在铺筑层碾压结束后的当天完成。为便于铲除混合料,可事先在施工临近结束时,在预定摊铺段末端约1米长的摊铺宽度范围内先铺一层牛皮纸或撒一薄层砂,摊铺机铺料结束驶离现场,人工将端部混合料铲齐、整平和碾压密实后,找出切割的位置,切割后将尾部料铲除。继续摊铺前在切割面上涂刷薄层沥青,以增加接缝处新旧铺筑层之间的粘结,并用热沥青混合料将邻近接缝处的已铺沥青混合料加热。为保证接缝的质量,沥青面层都应采用垂直面相接,即平接缝。

对于施工纵缝,应尽量采用热接缝,但是由于本项目施工时不能中断交通,只能半幅施工,因此不可避免的要出现冷接缝。为保证纵向施工接缝的质量,在前半幅施工时应画出中线,并在中线外侧沿摊铺前进方向放上与路面压实厚度等厚的木方作为挡板,每块木方的长度为1.5~2米,宽度为25~30cm,所需木方的总长度约60~80米。当摊铺机后面的沥青砼碾压完毕立即将木方前移,摊铺过程中应始终保持摊铺机前面有20米左右的木方挡板,以保证沥青砼摊铺连续进行。为确保纵缝结合面整齐、顺直,碾压过程中还应安排人员对接缝处进行修整。在后半幅施工时,要用人工对前半幅的接缝处涂刷适量的粘层沥青,同时应对接缝处及时趁热进行碾压,以保证接缝处平整、密实;否则就必须采用切割的方式处理。

对于转盘及交叉路口的接缝,应采用摊铺机与人工同时铺筑的方法做热接缝,避免出现冷接缝。

对于与不铺沥青砼面层的道路交叉口的接缝,可采用先画线切除一定厚度的旧路面,并对接缝处涂刷适量的粘层沥青,然后在施工时铺上一定厚度的沥青砼,使之与原路面衔接平顺即可。

对路面摊铺过程中上出现的离析、麻面等问题必须及时处理。但在摊铺正常的情况下尽量不要撒料或人工修整,只将两边的料收好整平即可,出现局部的离析、麻面,要用刮子将较多的粗颗粒刮出,并补撒适量的沥青砼细集料后方可碾压。

4.2.9路面碾压成型

沥青混合料的碾压一般分为初压、复压、终压三个阶段。

初压用钢轮压路机从外侧向路中心(从低处向高处)碾压,相邻碾压带至少要重叠1/3轮宽,碾压速度应与摊铺机连续作业的进度保持一致,一般控制在1.5~2km/h,碾压温度控制在140~160℃,碾压遍数(来回为一遍)为1-2遍,第一遍静压,第二遍用微振(高频低幅)。初压时必须控制好洒水量,严禁洒大水碾压,以防止混合料温度快速下降,影响压实。

复压用胶轮与钢轮交叉碾压,胶轮压路机速度控制在3.5~4.5km/h,碾压温度控制在110~140℃,碾压遍数为4~6遍,相邻碾压带之间应重叠1/2轮宽,复压必须紧跟在初压之后进行。胶轮压路机复压过程中为保证压实温度,尽量不用洒水,而用机油与水按1:4的混合液涂刷轮子,以不粘轮胎为宜。钢轮碾压2遍,其他参数与初压相同。

终压用钢轮压路机进行碾压,速度控制在2~3km/h,碾压温度控制在90~110℃,碾压遍数为1~2遍,以完全消除胶轮压路机的轮迹为宜。

压路机的碾压段长度应与摊铺速度相平衡,一般要求紧跟摊铺机之后进行碾压。压路机折回的位置应成阶梯形随摊铺机向前推进,绝不允许折回处在同一横断面上。碾压过程中压路机必须匀速直线行驶,严禁拐弯、调头、踩急刹车、停顿或忽快忽慢等不规范作业,且压路机不能停留在温度高于70℃已经碾压完毕的沥青砼路面上。对于转盘拐角及交叉口等一些压路机碾压不到的地方,应安排专人用小型振动夯板进行碾压,同时还要保护好路缘石不受损坏,以确保沥青砼路面施工的质量。

4.2.10完工路面的养护

沥青砼路面碾压成型之后尚未完全冷却时,任何车辆禁止在上面行驶。当路面开放交通之后,要专门安排人保持路面的整洁,不允许在路面上倒料或堆放砂、石、土等杂物,确保路面洁净美观,最大努力减少污染。在钻芯检测压实度时,尽量在靠两边的位置钻取芯样,并及时填补好钻芯孔并夯实,以避免雨水从钻芯处渗入对路面造成危害。

4.3确保沥青路面质量的措施

4.3.1.配备高素质试验人员、采用先进检测手段

正确的试验数据对指导路面施工具有重要意义,正确的试验数据来自试验人员素质和先进的检测手段。为了加强试验室的领导,由施技科分管;

并从集团公司聘请从事试验工作的工程师严把路面试验质量关;配备近几年从高等学校毕业的学生。

4.3.2.严把原材料关,保证原材料质量

以往的实践经验告诉我们,原材料是保证工程质量的关键。采取料源把关、料场控制、定期抽检,严格进仓的措施。较好地保证路面进度和路面铺筑质量。

4.3.3.增加热拌料贮备,确保整幅连续摊铺

保证沥青混合料连续匀速、不间断铺筑是保证路面平整度的关键。我单位将配备足够的热拌料生产设备以保证连续铺筑。

4.3.4.认真处理好横向接缝

整幅摊铺无纵向接缝,只要认真处理好横向接缝,就能保证沥青上面层有较高的平整度。由于横向接缝为冷接缝,处理难度较大,但处理的好与坏将直接影响路面的平整度,为此采取了以下措施:

(1)在已成型沥青路面的端部,先用6m直尺检查,将平整度超过3mm的部分切去,挖除干净,并将切面上的污染物用水洗刷干净,再涂以粘层沥青,基本干后,摊铺机再就位。

(2)在熨平板开始预热前,量出接缝处沥青层的实际厚度,根据松铺系数算出松铺厚度。熨平板应预热15~20min,使接缝处原路面的温度在65℃以上。开始铺筑的速度要慢,一般为2m/min。

(3)碾压开始前,将原路面上的沥青混合料清除干净,接缝处保持线条顺直,固定1台振动压路机处理接缝。由于路堤较高,中央分隔带处有路缘石,路面中间部分采用横向碾压,两侧采用纵向碾压;一般为静压2遍,震压2遍,用6m直尺检查平整度,发现高时就刮平;发现低时就填以细混合料,反复整平碾压,直至符合要求。横压时钢轮大部分压在原路面上,逐渐移向新铺路面,前后约5~6遍;纵压时应使压路机的后轮超出接缝3~6m。一般振压2遍,静压2~3遍就能符合要求。

4.3.5.加强信息反馈,正确指导生产

拌和楼是沥青混合料生产的关键设备,在施工过程中由试验室派专人进行监控,测量温度和取样试验。发现问题立即将质量情况反映给拌和厂,及时纠正偏差。施工现场也由试验室派人监控,终压后立即用6m直尺检测平整度,上面层用核子密度仪检测压实度,发现问题立即将质量情况反馈给现场工程师,及时处理,保证路面铺筑质量。

综上所述,市政道路建设与人们的日常生活息息相关。人们越来越重视市政道路的建设,其质量与使用功能更是人们所关注的问题。

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