瀝青心墻混凝土攤鋪層厚28 cm連續鋪筑試驗

王廷勇

為了驗證在現有施工設備條件下進行瀝青混凝土攤鋪層厚為28 cm連續施工兩層的可行性,了解在軟基礎上碾壓對其性能的影響因素,掌握此情況下瀝青混凝土的施工工藝流程,以指導瀝青混凝土心墻的施工達到加快瀝青混凝土施工速度的目的。

1 試驗條件

本次試驗共進行了兩次,第一次試驗在2009年4月13日進行,采用機械攤鋪,第一層瀝青混凝土鋪筑的基礎為瀝青混凝土基礎(瀝青混凝土基礎溫度約15℃),試驗鋪筑長度為24 m;第二層瀝青混凝土鋪筑的基礎為瀝青混凝土基礎(瀝青混凝土基礎溫度90℃),試驗鋪筑長度為24 m,以碾壓遍數不同分10遍,12遍,14遍3個試驗段,每段 8 m。第二次試驗在2009年6月15日進行,采用人工攤鋪,第一層瀝青混凝土鋪筑的基礎為瀝青混凝土基礎(瀝青混凝土基礎溫度約15℃),試驗鋪筑長度為24 m;第二層瀝青混凝土鋪筑的基礎為瀝青混凝土基礎(瀝青混凝土基礎溫度80℃),試驗鋪筑長度為24 m,以碾壓遍數不同分8遍,10遍,12遍3個試驗段,每段8 m。

2 試驗配合比

用于現場試驗的瀝青混凝土配合比是室內試驗推薦的配合比,其主要參數如下:n=0.36,Pa=7.2%,填料用量為 14%,Dmax=19 mm,細骨料摻50%天然砂。

3 試驗時瀝青混凝土鋪筑實際控制情況

3.1 第一次試驗

3.1.1 第一層實際控制情況

第一層瀝青混合料出機口溫度166℃～179℃,入倉溫度160℃～168℃,初碾溫度150℃～154℃,終碾溫度135℃～142℃;心墻攤鋪寬度為90 cm,厚度為28 cm,兩側過渡料寬度1.5 m,厚度 30 cm;瀝青混合料采用一臺BW-90型1.5 t振動碾碾壓,過渡料采用兩臺 BW-120型2.5 t振動碾碾壓,碾壓順序為:過渡料靜碾1遍→瀝青混合料靜碾2遍→動碾過渡料3遍→動碾瀝青混合料10遍→動碾過渡料3遍,振動碾行走速度為25 m/min～30 m/min,最后用 1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾1遍收光,過渡料用2.5 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位。

3.1.2 第二層實際控制情況

連續鋪筑兩層,第二層在第一層(基礎層)溫度降至90℃時開始鋪筑,瀝青混合料出機口溫度168℃～178℃,入倉溫度164℃～168℃,初碾溫度140℃～148℃,終碾溫度130℃～138℃;心墻攤鋪寬度為90 cm,厚度為28 cm,兩側過渡料寬度1.5m,厚度30cm;瀝青混合料采用一臺BW-90型1.5 t振動碾碾壓,過渡料采用兩臺BW-120型2.5 t振動碾碾壓,碾壓順序為:過渡料靜碾 1遍→瀝青混合料靜碾2遍→動碾過渡料3遍→動碾瀝青混合料10遍,12遍,14遍→動碾過渡料3遍,振動碾行走速度為25 m/min～30 m/min,最后用1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾1遍收光,過渡料用2.5 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位。

3.2 第二次試驗

3.2.1 第一層實際控制情況

第一層瀝青混合料出機口溫度167℃～173℃,入倉溫度162℃～168℃,初碾溫度146℃～153℃,終碾溫度126℃～130℃;心墻攤鋪寬度為90 cm,厚度為28 cm,兩側過渡料寬度1.5 m,厚度30 cm;瀝青混合料采用一臺BW-90型 1.5 t振動碾碾壓,過渡料采用兩臺BW-120型2.5 t振動碾碾壓,碾壓順序為:過渡料靜碾1遍→瀝青混合料靜碾2遍→動碾過渡料3遍→動碾瀝青混合料10遍→動碾過渡料3遍,振動碾行走速度為25 m/min～30 m/min,最后用1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾 1遍收光,過渡料用2.5 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位。

3.2.2 第二層實際控制情況

連續鋪筑兩層,第二層在第一層(基礎層)溫度降至80℃時開始鋪筑,瀝青混合料出機口溫度168℃～174℃,入倉溫度163℃～168℃,初碾溫度142℃～150℃,終碾溫度115℃～125℃;心墻攤鋪寬度為90 cm,厚度為28 cm,兩側過渡料寬度1.5m,厚度30cm;瀝青混合料采用一臺BW-90型1.5 t振動碾碾壓,過渡料采用兩臺BW-120型2.5 t振動碾碾壓,碾壓順序為:瀝青混合料靜碾1遍→過渡料動碾6遍→瀝青混合料動碾 8遍,10遍,12遍,振動碾行走速度為25 m/min～30 m/min,最后用1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾1遍收光,過渡料動碾前采用 2.5 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位,動碾時振動碾離心墻邊緣10 cm～15 cm。

4 馬歇爾擊實、抽提試驗成果

在現場鋪筑試驗的同時,在鋪筑現場取樣,進行馬歇爾擊實、抽提試驗。試驗成果見表1,表2。從試驗成果可以看出,瀝青混凝土密度、室內擊實孔隙率、馬歇爾穩定度、馬歇爾流值滿足設計要求,瀝青混凝土配料(抽提)誤差中礦粉誤差超標,其他符合要求。

表1 馬歇爾擊實試驗成果表

表2 瀝青混凝土抽提試驗成果表

5 瀝青混凝土芯樣密度試驗成果

瀝青混凝土鋪筑后,待溫度降至30℃后鉆取芯樣,進行密度試驗。芯樣密度試驗成果見表3。

表3 芯樣密度試驗成果表

6 結語

從表3試驗成果可以看出,攤鋪28 cm厚連續鋪筑時,第一次試驗第二層瀝青混合料動碾12遍,14遍后孔隙率在3.2%～3.63%之間,不滿足設計要求;瀝青混合料動碾10遍后瀝青混凝土平均孔隙率為 2.90%,接近控制值(3%),單個芯樣孔隙率達到3.22%,不滿足設計要求;瀝青混凝土壓實后厚度只有20 cm左右。

第二次試驗,第二層瀝青混合料動碾10遍,12遍后孔隙率在2.19%～2.77%之間,平均孔隙率分別為 2.64%和 2.30%,滿足設計要求;瀝青混凝土壓實后厚度為24.2 cm～25.5 cm左右;連續鋪筑時瀝青混合料動碾12遍后的壓實效果要好于動碾8遍,10遍后的壓實效果。

以上情況說明:在第一次試驗中下層溫度降到90℃,連續攤鋪時,底層90℃瀝青混凝土所具有的抗壓強度比80℃瀝青混凝土所具有的抗壓強度低,軟基對瀝青混合料壓實度有重要影響,此外碾壓過程中工藝未控制好,由于瀝青混凝土兩側過渡料太窄,未預壓密實不能對瀝青混凝土外形尺寸進行有效約束以達到增強壓實效果的目的,另外振動碾功效的發揮也可能是影響此次試驗結果的重要因素。

在第二次試驗中,下層溫度降到80℃,底層瀝青混凝土所具有的抗壓強度相對提高,先壓實過渡料,對瀝青混凝土外形尺寸進行有效約束,達到了增強壓實效果的目的,同時采用新振動碾碾壓心墻,充分發揮了振動碾的功效,最終保證了此次連續攤鋪試驗的成功。

通過連續鋪筑試驗成果分析,結論如下:1)進行生產性攤鋪可選用的瀝青混凝土配合比參數:瀝青混凝土配合比參數:n=0.36,Pa=7.2%,填料用量為14%,Dmax=19 mm,細骨料摻50%天然砂。2)生產性攤鋪試驗碾壓參數:在80℃瀝青混凝土基礎上進行連續鋪筑的攤鋪碾壓工藝:攤鋪厚度為28 cm,兩側過渡料寬度1.5 m,厚度30 cm;施工時碾壓順序為:采用 1.5 t振動碾靜碾瀝青混合料1遍→采用2.5 t振動碾動碾過渡料6遍→采用1.5 t振動碾動碾瀝青混合料12遍,振動碾行走速度為25 m/min～30 m/min,最后用1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾1遍收光,過渡料動碾前采用2.5 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位,動碾時振動碾離心墻邊緣10 cm～15 cm。3)生產性攤鋪試驗溫度控制參數:拌和時要求瀝青溫度控制在150℃～170℃,骨料溫度控制在170℃～190℃,瀝青混合料出機口溫度控制在165℃～175℃,瀝青混合料入倉溫度控制在155℃～165℃,初碾溫度控制在145℃～155℃,終碾溫度不得低于 110℃。有風、低溫(0℃～5℃)環境下施工溫度按上限控制。