沥青路面材料施工作业分析

摘要:沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料成混合料修筑面层与各类基层和垫层组成的路面结构。文章对沥青路面材料施工从选配、配合比、拌合、摊铺压实流程进行分析探讨。

关键词:公路;沥青路面;施工控制;混合料配合比设计

中图分类号:U416文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)28-0183-02

沥青混合料是经人工合理选择级配组成的矿物混合料,并与适量的沥青材料,在一定温度下经拌和而成的高级路面材料。它作为高等级公路主要的路面材料,具有其他许多建筑材料无法比拟的优越性。它具有一定的高温稳定性和低温抗裂性,具有良好的抗滑性,又能保证一定的平整度,无强烈反光,行车比较安全。

1材料的选配

根据路面结构层材料的设计要求,选配不同的配合比进行施工。在选配之前,先要选择集料。良好的集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,具有足够的强度,耐磨耗性能好。目前高等级公路施工中普遍存在的问题是集料很难满足规范的要求,特别是碎石形状不规则、针片状含量大。目前,国产的反击式碎石机较好地解决了针片状碎石的问题,值得推广应用。

2沥青混合料配合比设计

沥青混合料配合比设计的目的是确定沥青混合料各种原材料的品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证等三阶段。我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)明确规定,热拌沥青混合料配合比设计采用马歇尔稳定度法。首先,要选择混合料类型、原材料基本性能和初选配合比范围及沥青用量,按马歇尔实验方法成型试件,试件经12小时测定其物理指标(包括毛体积密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等),然后测定马歇尔稳定度和流值。本项目沥青混凝土配合比设计在保证技术指标的前提下,突出体现了成本概念,一方面合理采用较低油石比,另一方面在达到同等技术标准的条件下,适当降低较昂贵集料在级配中比例(如3～5mm碎石180元/m3,0～5mm水洗砂39元/m3)。

3沥青混合料拌合

在目标配合比确定之后,则利用实际施工的拌合站进行施工配合比设计,之后进行施工拌和。

3.1振动筛的选择

拌和机的振动筛在理想(或已定)倾角过程中,振动筛尺寸与室级配曲线用标准筛孔尺寸间有一定的关系。

配备振动筛时,要考虑热料仓的个数及各热仓分料百分数的均匀性。振动筛筛孔选择,以分料结果各热料仓受料基本均等,热料仓的受料与出料基本均衡(避免某料仓和某料仓缺料)为原则。

3.2各热仓供料比试验,生产配合比确定

冷料经烘干筒加热后,提升到拌合楼内进行筛分分档,每档分别进入各自的热料仓。但由于拌合楼内的振动筛长度有限,更兼有倾角影响,集料不能充分筛分,流进各热料仓的集料不是按照各筛号准确分级。因此还必须从各热料仓中取样进行筛分试验(即二次筛分),根据筛分结果进行矿料配比计算,确定各热料仓的供料比例。具体测试步骤如下:

(1)冷料仓确定的小皮带转速(振动马达转速或电磁线包振荡频率)启动冷料仓上料。

(2)启动大型水平皮带运输机运料。

(3)启动烘干筒工作。

(4)启动拌和楼内各筛工作,至各热料仓内有足够料为止。

(5)逐次打开各热料仓,冷却后进行筛分试验。

(6)按调整好的热料仓供料比及矿粉所占比例进行干拌(不加沥青),在拌和机出料口取样进行筛分试验,计算通过率,并与标准级配范围中值比较。如出入较大,还需适当调整热料仓供料比,直至关键筛孔的通过率与标准级配相应筛孔通过率中值的误差不超过规定值(0.075mm筛孔为±2%)为止。这时各热料仓的供料比即为正式生产时的供料比。

在拌和过程中如发现某热料仓溢料或待料,说明冷、热仓的供料比不相匹配,此时要根据溢料或待料的集料粒径调整相应冷料仓的流量。

3.3加热温度及拌合时间确定方法

经反复调整冷料仓供料比达到用料平衡后,即可加沥青进行拌和。根据拌和后混合料的温度及其外观,决定集料和沥青的加热温度以及混合料的拌和时间。

(1)初步拟定加热温度。根据沥青品种与标号,取规范中规定的加热范围中值,暂定为沥青加热温度。集料加热温度应比沥青加热温度高10℃～20℃。

(2)初步拟定拌和时间根据以往经验初步拟定拌合时间,一般每拌一锅约需30～50s,试拌时先选50s为宜。

(3)拌制沥青混合料。按初步拟定的加热温度及拌合时间,按目标配合比的油石比控制沥青用量,拌制沥青混合料。

(4)确定集料及沥青的加热温度。在拌合机的出料口接料测温,该温度如在规范规定的出厂温度范围内,且混合料色泽均一,流而不散,则认为原拟定的加热温度,可行。如温度超出规定范围或目测不合格,则需适当调整加热温度,直至满足要求为止。此时集料及沥青的加热温度,即可定为正式生产时的加热温度。

(5)确定拌和时间。最佳的拌和时间是使拌出的混合料色泽均一,每个集料颗粒都被沥青膜均匀裹覆、大小颗粒分布均匀所需的最短的时间(s)。

当每一锅出料后,目测认为不合适(有花料、离析等),则需重新进料,适当延长拌合时间。反复几次,直至合格为止。此时的拌和时间再加3～5s即为正式生产时的拌和时间。

第一锅出料后,虽目测合格,须适当缩短拌和时间重新试拌。反复几次,直至不合格料出现为止。取不合格料出现前一次合格料的拌和时间再加3～5s即为正式生产时的拌和时间。增加3～5s是考虑设备误差而增加的额外时间。

4摊铺及压实工艺质量控制

4.1沥青混合料摊铺

沥青路面摊铺前应先做好下承层的准备。对下承层应彻底清扫,采用人工与空压机(9m3)相结合为宜。对下承层的平整度等技术指标进行复测,平整度代表值控制在规范允许范围内,否则应采取补救措施,凸出基层用铣削机械铣刨处理,对凹陷基层挖坑回填。透(粘)层洒布主要是使各结构层紧密联结形成整体承受行车荷载,但洒布量不宜过多否则易导致泛油。沥青混凝土摊铺机是将生产合格的沥青混合料按一定的技术要求均匀地摊铺在基层或下面层,并给以初步捣实的专用设备。摊铺机主要构造包括传动系,供料设备(受料斗,刮板输送器,螺旋分料器),工作装置(振捣梁,熨平装置,自动找平装置)。

4.2沥青路面压实工艺及接缝处理

沥青混凝土路面要具有优良的耐久性能,混合料的配合比设计与压实是十分重要的两个工序。最优配合比设计的混合料若不充分压实,将会严重降低路面的使用性能。压实过程是减少沥青混合料中孔隙的过程,此过程为固体颗粒在一种粘弹性介质中的填实和定位,以形成一种更密实和有效的颗粒排列形式。

4.3沥青路面弯道摊铺技术

弯道摊铺是沥青路面施工技术的重要组成部分,也是沥青路面施工中的一个技术难点。国内目前尚无一种建立在严格科学谁基础上的施工技术和方法。现代立体交叉的公路在其上下层之间通常需要通过匝道来连接,这些匝道转弯半径小、内外侧超高大,而超高缓和段又短,这导致横坡的变化十分剧烈。

影响弯道摊铺横坡准确性与平整度的的根本原因是浮动熨平板的工作特性决定了在给出的厚度调节信号与沥青混合料松铺层达到相应的厚度之间不可避免地存在时间上的滞后。

5结语

沥青路面的设计标准和工程质量要求高,涉及的面很广,影响因素很多,关系到路基、路面施工全过程,情况复杂。所以在施工过程中做好充分的技术准备,严格科学的管理以及加强现场管理,精心组织施工,才能保证施工的顺利进行,提高路面工程质量。总之,严格控制各施工环节,是保证沥青路面施工质量的根本。

参考文献

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