甘華寧
(廣西路建工程集團有限公司 廣西南寧 530000)
車轍是指在車輛集中通過位置處沿道路縱向路面產生的帶狀凹槽,它總是成雙出現在行車道上,車轍不僅會影響行車舒適性,還對交通的安全有直接的影響,例如汽車在更換車道時操作困難,車轍內形成積水及產生道路結冰或行車水漂,在氣候條件惡劣的情況下制動非常困難。由于瀝青混合料所固有的粘彈特性、瀝青路面高溫穩定性、水穩定性因素的多樣性、車轍形成的復雜性等,車轍已成為世界性的難題。研究人員認為路面基層的類型、瀝青面層的結構、施工壓實密度、試驗輪的驅動方式及類型等眾多因素與車轍的形成都有一定的關系。
車轍問題在瀝青路面破壞現象中尤為凸出,它除了影響行車舒適性外,還對交通安全有直接的影響,例如車輛在變換車道的時候控制困難,車轍內形成積水及產生道路結冰、行車水漂,在氣候條件惡劣的條件下制動非常困難,可以說路面破壞的一個重要原因就是車轍,而要對骨架密實型的抗車轍性能研究,首先就要對形成車轍的機理進行分析。瀝青路面的車轍主要有以下三個類型:
因為荷載作用的強度大于路面各層所承受的強度,車轍主要發生在瀝青的面層以下各結構層包含路基層在內的永久變形,稱為結構性車轍。此種車轍有很大的寬度,兩側沒有向上凸起的現象,橫斷面成淺盆狀的U字形。
瀝青混合料的側向流動變形。在高溫條件下,車輪碾壓的反復作用,瀝青混合料的抗剪強度低于荷載產生的剪應力,使流動變形不斷的累積而形成車轍,叫做瀝青的流動性車轍。
還有一種在我國經常發生而在國外較少發生的車轍,它是瀝青面層的壓實不足造成的,它是一種非正常的車轍,特別是一些高速公路施工中沒有壓實充分,也有些工程過于追求平整度,在降低溫度后再碾壓,造成壓實不充分,致使通車后第一個夏季由于高溫使混合料繼續壓密而形成車轍。
瀝青混合料的組成形態有三種典型結構:①懸浮密實結構;②骨架空隙結構;③骨架密實結構。其中骨架密實結構瀝青混合料,既有較多數量的、起骨架作用的粗集料,骨架的空隙又有足量的細集料加以填充,并在瀝青結合料的進一步填充、粘結作用下,使壓實混合料總體上不僅具有較高的粘聚力,而且具有較高的內摩阻力;這種結構的瀝青混合料在高溫下由于有骨架的作用,使得高溫下的抗剪強度比較高,會表現出較高的抗車轍能力;又由于其較密實的特性,路面不易滲水,會表現出較高的耐久性,如果瀝青用量適當,在低溫性能方面,也不會次于其他類型的瀝青混合料。為提高瀝青路面的抗車轍能力,延長瀝青混凝土路面的使用壽命,我們選用骨架密實結構的瀝青混合料進行中面層攤鋪,并加強施工工作力度。
中面層施工前,必須確保相應段落的下面層已驗收合格。中面層施工前2~3d對將要施工的段落進行清掃,必要時使用高壓水槍沖洗,對有泥餅粘貼污染的地段,使用鋼刷刷洗,并用掃帚清掃,然后以清水沖洗。待表面干燥后,灑布粘層瀝青。為了使層間結合更好,在鋪筑中面層之前1~3d進行粘層瀝青灑布,粘層瀝青采用一臺智能型瀝青灑布車進行灑布。
對試驗路段進行中樁放樣,并距中樁撒出瀝青混凝土中面層的攤鋪寬度邊線。中面層采用非接觸式平衡梁施工。松鋪系數暫按1.2控制。攤鋪過程中要及時檢測瀝青面層的高程及攤鋪厚度是否足夠;檢測頻率和標高要符合規范要求。
本工程采用一套Marini4000型間歇式拌和設備,在開始試拌前應對拌和設備及配套設備進行檢查,使各動態儀表處于正常的工作狀態。拌和設備配有防止礦粉飛揚散失的密封性能及除塵設備,并有檢測拌和溫度的裝置,能自動記錄瀝青和礦料的用量和溫度。
拌合站接到前場出料通知后,方可拌制混合料。拌合時,嚴格掌握瀝青和集料的加熱溫度以及瀝青混合料的出廠溫度。集料溫度應比瀝青高10~15℃,熱混合料成品在貯料倉儲存后,其溫度下降不應超過10℃。
瀝青混合料的拌和時間,應以混合料拌和均勻,所有礦料顆粒全部裹覆在瀝青混合料為度。正常拌和時間由試驗段技術總結中提供。試驗段施工,每鍋拌和時間定為45s,其中干拌不得少于5s,并經試拌來確定。拌和站拌出的瀝青混合料應均勻一致,無花白料,無結塊成團或嚴重離析現象,發現異常應及時調整。
根據拌和產量、運距配備足夠的自卸卡車,要求運力一定要大于拌和站產量,運輸前,汽車底板及車廂四壁應涂一層薄層防粘劑,以防止混合料粘到底板上,并確保車內無積液或積水。
采用數字顯示插入式熱電偶溫度計檢測瀝青混合料的運到現場溫度和出廠溫度。插入的深度要>150mm,在運混合料的卡車集裝箱中部設有專用的檢測孔,孔口距車箱底面約300mm。
運輸瀝青混合料的卡車運輸量應較攤鋪速度與拌和能力有所富余,攤鋪機前應有五輛運輸混合料的卡車等待卸料。運輸混合料的卡車應該使用沒有破損的雙層蓬布遮蓋,避免污染環境或起到保溫防雨的作用。
運輸車向攤鋪機卸料時停在攤鋪機前10~30cm處,不得撞擊攤鋪機,卸料時汽車掛空擋,由攤鋪機推進。
中面層采用非接觸式平衡梁施工。提高道路平整度的最主要方法是連續穩定的攤鋪。采用兩臺瀝青混凝土攤鋪機組成梯隊作業聯合攤鋪。攤鋪時兩臺攤鋪機前后距離不應超過15m。
攤鋪前對攤鋪機做了仔細地檢查、調整和清洗工作,攤鋪前應將熨平板預熱至規定溫度(不低于100℃),料斗噴食用油,攤鋪時熨平板應采用中強夯等級,使鋪面的初始壓實度不小于85%。攤鋪機在熨平板時應該拼接緊密,不能有縫隙,防止掉入料將鋪面扯出條痕。前場準備好后才通知拌和樓拌料。
攤鋪機的攤鋪速度應結合施工機械配套情況、拌和站的產量、攤鋪寬度及攤鋪厚度,控制在2~4m/min內均勻行駛,做到不間斷地攤鋪、均勻、緩慢。
不應快速攤鋪,然后停止工作等下一車的料。午飯應輪流分批交替進行,切勿停止攤鋪用餐,努力做到每天在收工前只停機一次。
碾壓是瀝青混凝土施工的最后一道工序,也是一道關鍵工序。良好的質量最終要靠碾壓來實現。碾壓工作包括碾壓機械的組合、碾壓溫度、碾壓速度、碾壓遍數等。碾壓遵循“連續、及時、高溫、緊跟”及“由低到高,先靜后振”的原則進行。初壓緊跟攤鋪機,復壓緊跟初壓,終壓緊跟復壓,初壓應在較高的溫度下進行,且不能低于150℃,以碾壓混合料不推移變形為宜,盡快封閉表面以減少混合料熱量的損失。相鄰碾壓輪跡雙鋼輪重疊15~20cm左右,膠輪重疊1/3輪寬。
碾壓采用試驗段確定的碾壓方案:用雙鋼輪壓路機進行初壓3遍,壓路機采用高頻低幅的振動模式,第一遍前進時關閉振動,返回時開啟振動,后2遍進退均振動;復壓采用膠輪的壓路機碾壓;初壓、復壓總碾壓遍數控制在7~8遍,終壓采用雙鋼輪壓路機跑光1~2遍,消除輪跡。
為避免碾壓的時后混合料堆成一堆而隆起,碾壓時攤鋪機的驅動輪呈水平方向;碾壓方向及路線不能馬上改變;壓路機停止、起動必須減速慢行,不準使用剎車。壓路機掉頭時不應在同一道路橫斷面上。壓路機應以均勻而緩慢的速度碾壓,壓路機適宜的碾壓速度隨壓路機的類型、初壓、復壓及終壓而別,并通過試驗段確定。
要對初壓、復壓和終壓段落設置明顯標志,便于司機辯認。對松鋪厚度、碾壓順序、壓路機組合、碾壓遍數、碾壓速度及碾壓溫度應設專崗管理和檢查,使面層做到既不漏壓也不超壓。
在當天碾壓的瀝青混凝土層面尚未冷卻時,壓路機及其他車輛不得停放在上面,并防止雜物、油料和礦料散落在瀝青層面上。
縱向施工縫。由兩臺攤鋪機聯合作業實施攤鋪,前攤鋪機過后,攤鋪層縱向接縫上應呈斜坡,在前部已攤鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不碾壓作為后高程基準面,后面攤鋪機應跨縫20~30cm攤鋪。以熱接縫形式在最后作跨接縫碾壓以消縫跡,瀝青上、中、下面層縱向施工縫應錯開15cm以上。
橫向施工縫,全部采用平接縫。在混合料尚未冷卻時,采取人工挖出方式做成毛岔接縫,有利于拼接;如混合料已冷卻,用三米直尺沿縱向位置,在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀,以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置,用切割機割齊后鏟除。繼續攤鋪時,應將攤鋪層鋸切時留下的灰漿擦洗干凈,涂上少量粘層瀝青,攤鋪機熨平板從接縫處起步攤鋪;碾壓時用雙鋼輪壓路機進行橫向壓實,從先鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層。
項目部成立以總工程師為組長、質檢工程師為副組長的質量管理領導小組。施工隊成立以施工隊長為組長,其他技術員及各工班長為成員的質量管理小組配備各級質檢人員。技術人員每天到施工現場檢查,發現問題及時處理,檢查率達到100%。質檢工程師在工地循回檢查,確保工程質量,嚴把施工控制與試驗關。
隨著我國高速公路的交通渠化及大量交通建設的發展,路面車轍問題越來越受到人們的重視,同時新材料技術的發展迅速,不斷的涌現瀝青路面的新型添加劑,我國路面的車轍問題也會得到解決。
[1]趙祖康.高性能瀝青路面技術實用手冊[S].江蘇省交通科研院內部資料,2012,5:13~16.
[2]趙祖康.英漢道路工程詞匯[M].北京:人民交通出版社,2011,2:56~58.
[3]黃曉明,吳少鵬,趙永利.瀝青與瀝青混合料[M].南京:東南大學出版社,2012,6:69~75.
[4]王立久,劉慧.骨架密實型瀝青混合料集料級配設計方法.大連:中國公路學報,2008,9.