許鵬
(山東省單縣湖西路橋建筑有限公司,山東菏澤274300)
在公路瀝青路面施工中,任何一道細節控制不當,都會影響最終的施工質量。這需要施工單位做好施工前的準備工作,按照公路等級和現場條件,配制瀝青混合料,并對瀝青混合料的運輸、攤鋪、碾壓以及接縫處理進行嚴格控制,這樣能提升瀝青路面的施工質量。控制裂縫、泛油、車轍等質量病害,提升車輛行駛的安全性和穩定性,獲得更大的經濟效益和社會效益。基于此,開展公路施工中瀝青路面的施工技術的探討分析就顯得尤為必要。
和混凝土路面相比,瀝青路面在很多方面都具有非常顯著的優勢,其主要體現在以下幾個方面。
第一,瀝青路面相對光滑,可降低對車輛輪胎造成的磨損,提升輪胎抓地力,保證車輛行駛的安全性。
第二,瀝青路面具有良好的物理性質,韌性比較高,拉伸性能、抗壓性能等都優于水泥路面。
第三,瀝青路面后期維護簡單。瀝青路面投入使用之后,在車輛碾壓和自然環境等因素的影響下,經常發生各種各樣的病害,這是客觀存在的,無法從根本上得到有效規避。但在出現問題之后可僅對問題路面進行修復,無需大規模處理,可降低維護成本。
第四,充分利用率高。瀝青路面損壞和老化之后,可利用再生劑和其他設備,實現再生利用,充分利用率可達到100%。這樣有利于緩解資源緊張的局面,且不會形成大量的建筑垃圾。
在公路瀝青路面施工中,影響施工質量和進度的因素比較多,如施工技術、材料、設計、人工、環境等,任何一個環節發生問題,都會影響公路路面的施工質量。就目前我國公路瀝青路面施工技術發展現狀而言,經常出現雍包、裂縫、車轍、泛油、松散等質量問題。雖然瀝青路面具有良好的性能,但也會出現一系列問題,如果瀝青路面材料配比不科學、瀝青攤鋪、壓實等環節的施工不規范,都可能導致路面質量缺陷,增加了裂縫、松散、車轍等缺陷的發生率。這就需要在公路瀝青路面施工中,綜合考慮多個方面,并對每道工序進行嚴格把控,如此才能更好地保證施工質量。
瀝青路面施工技術具有很強的綜合性和技術性,施工難度比較大,為保證施工質量,國家相關部門出臺了很多技術規范。在具體施工中,為創造出高質量的公路,必須對這些技術規范有一定的了解和掌握[1]。比如:對普通公路而言,瀝青路面施工中壓實度不能低于95%;對特級公路而言,瀝青路面的壓實度更是不能低于98%。瀝青路面施工的平整度必須達到規范要求,通常情況下,最大誤差不能超過0.5cm。瀝青路面寬度要準確,最大誤差不能超過2cm。中線高程也要準確,誤差不能超過2cm。在瀝青混凝土攤鋪前,要保證運輸到施工現場的瀝青混合料溫度不能低于110oC 等。
在公路瀝青路面施工中,需要用到很多材料,如碎石、粗集料、細集料、填料、煤瀝青、改性瀝青等,不同材料的選擇及配比對瀝青路面施工質量的影響很大,為最大程度地保證瀝青路面施工質量,在正式施工前,需要對施工現場進行全面勘察,了解瀝青路面的結構特點、道路等級、現場施工條件等。再結合勘察的結果,選擇合適的施工材料、技術、工藝、機械設備。比如:碎石需要有良好的級配,且含泥量不應超過1%。在設計瀝青路面配比時,不同工程的設計存在差異,需要在施工前結合設計要求、工程的實際情況進行反復試驗,確定最佳的配比參數。施工單位需要結合瀝青路面施工的技術規范和要求,根據石料酸堿度的相關試驗,選擇合適的瀝青材料。在選擇施工材料時,如果加入集料或是粗細骨料,不僅需要滿足瀝青級配的要求,還要選擇無雜質、質地堅硬、含泥量少的材料,這點需要特別注意。在瀝青路面抗滑層施工中要盡量采取無風化碎石,避免選擇礦渣碎石或是耐磨性比較差的礫石。
總之,在施工之前務必要對施工材料的選擇及配制加以重視,通過現場勘查以及工程試驗,設計出符合工程需求的最佳材料配置方案,為瀝青路面工程施工打好基礎。
在瀝青混合料拌和前,需要結合公路工程瀝青路面的設計要求、技術規范、現場水文地質條件等,進行多次試拌和,以確定最佳的配合比、出廠溫度、加熱溫度、瀝青材料用量、拌和時間等,以提升瀝青混合料拌和的質量和均勻性[2]。在瀝青混合料內部,不能出現粗集料和細集料分離、結塊等問題。并要有專業的技術人員,對瀝青混合料的拌和質量進行抽檢試驗,發現問題及時向拌和單位反饋,調整拌和方法和配合比。在瀝青混合料具體拌和過程中,需要結合公路的特點和等級,加強配合比設計。為保證瀝青混合料配比的合理性,需要明確以下兩點標定條件。
第一,骨料的最大粒徑不能超過2cm,瀝青含量要控制在5%左右,礦粉的添加量要嚴格控制在4%~5%之間。并且瀝青混合料拌和中,一旦出現了冷料和熱料相互沖突的情況,需要及時調整,以保證二者能夠保持在相對平衡的狀態,且還要保證二者的流量、轉速、篩網孔徑等都相互一致。
第二,對供給集料的溫度也要嚴格控制,控制集料的溫度在16~20oC 之間,并且各種集料的平均含水率不能超過5%,熱集料的出料溫度要嚴格控制在160oC 左右。
公路工程施工里程通常比較長,不宜采取現場拌和的方法,多采取集中站拌和的方法,拌和好的瀝青混合料再通過自卸式汽車運輸到施工現場進行攤鋪和碾壓。在瀝青混合料運輸中最關鍵是要控制離析問題,避免粗細集料分離。在實際運輸中需要高度重視以下幾點。
第一,保證自卸汽車卸料的徹底,要將運料車全部清理干凈,尤其是改性瀝青混合料和SMA 混合料,每次裝料前,都需要對運料車進行全面清理,以免影響下一車混合料的質量,發現殘余料,應及時清理干凈,以免出現瀝青混合料黏結問題。
第二,運料車達到施工現場后,需要控制好攤鋪機之間的距離,最好控制在20~30cm 之間,以免發生相互碰撞。如果施工現場具有良好的施工條件,運料車可直接將瀝青混合料卸入轉運車上,經過二次攪拌之后再攤鋪,以保證瀝青混合料攤鋪的連續性。
第三,為提升施工速度,在瀝青路面施工現場,至少同時需要2~4 輛卸料車等候卸料,以免因為供料不及時,發生攤鋪中斷問題。
第四,裝料完成后,及時用篷布覆蓋,以控制熱量散失的速度,且避免瀝青混合料被污染。同時還要對運輸車輛的密封性進行定期檢驗,以免在運輸和等候卸料中發生瀝青泄漏情況。
攤鋪也是公路瀝青路面施工的關鍵環節,攤鋪質量對瀝青路面的總體質量有很大影響。在具體攤鋪中,需要結合集中拌和站的產量、設備性能、攤鋪寬度、攤鋪厚度等指標,選擇合適的攤鋪速度[3]。一旦攤鋪速度確定好之后,不能隨意改動,要保證攤鋪機能夠均勻、緩慢、連續地攤鋪。一般而言,在瀝青混合料攤鋪中不需要人工整修,但需要高度重視攤鋪的方向,保證瀝青混合料攤鋪的橫斷面能夠符合設計要求。如果出現缺料、不平、局部離析、拖痕等問題要及時跟進人工處理;如果情況嚴重,要立即停止攤鋪,調整攤鋪的工藝或者更換新的混合料。
為最大程度保證攤鋪效果,在正式攤鋪之前,需要提前準備好足夠的瀝青混合料,并由專人負責,既要保證瀝青混合料的質量,也要保證瀝青混合料供應的及時性,做好保溫工作。如果瀝青混合料運輸到現場之后,溫度降低到110oC 以下,會影響最終的攤鋪質量。因此,在攤鋪前需要對熨平板進行全面清理,并做好預熱處理,預熱到合適溫度,一般不低于100oC,熨平板的溫度要盡量接近瀝青的溫度,二者之間溫差不宜過大。瀝青混合料入斗攤鋪之前,需要對攤鋪機進行一次全方位檢查,保證攤鋪的高度、寬度都能達到設計要求,同時還要調整好自動找平裝置。運料車和攤鋪機之間的距離控制在10~20cm 之間,運料車要掛上空擋,隨著攤鋪機緩慢前進,控制好前進的速度,避免相互碰撞。此外,為避免瀝青混合料發生離析問題,影響攤鋪質量,要保證供料系統能夠穩定供料,在整個攤鋪過程中,要保證螺旋布料器始終被瀝青混合料所覆蓋。控制好攤鋪機的行駛速度,以免發生攤鋪中斷問題。如果是普通瀝青攤鋪,速度控制在3~6m/min 之間即可,如果采取了改性瀝青混合料,攤鋪的速度要進一步降低,控制在1~3m/min 之間,如果攤鋪的速度過快,瀝青混合料中的大顆粒骨料就會隨著熨平板向前滑動,從而出現小坑或者小洞,難以保證平直度和壓實度。
在碾壓中需要控制的因素比較多,包括壓路機的行駛速度、碾壓厚度、碾壓溫度等。大量研究和施工實例表明,在瀝青混合料碾壓中,碾壓的速度和碾壓次數之間具有非常緊密的聯系。如果碾壓速度過快,就需要增加碾壓次數,來保證壓實效果。但因為多次碾壓,不但會增加碾壓的成本,而且不利于碾壓效率的提升。通常情況下,碾壓速度控制在2~4km/h 之間時,碾壓的綜合效果最好。但如果采取了輪胎式壓路機,碾壓速度可適當提升,但也不應超過5km/h。
此外,瀝青混合料的溫度也要嚴格控制。如果瀝青混合料的溫度太高,就需要減少碾壓次數,減少碾壓次數可以得到良好的壓實效果。如果瀝青混合料的溫度太低,則會增大碾壓的難度,壓路機碾壓之后,形成的輪跡也不易消除,影響瀝青路面的平整度,壓實度不易提升。而且容易在瀝青路面上留下較大的空隙,形成滲水通道,這也是很多瀝青路面投入使用不久后就出現水損壞的主要原因。為解決這些問題,在瀝青混合料碾壓中就必須選擇最佳的碾壓溫度,通常情況下,瀝青混合料碾壓溫度控制在120~150oC 之間時,取得的碾壓效果最好,最高的碾壓溫度不宜超過160oC。此溫度在瀝青混合料的承受范圍之內,瀝青路面能夠在完全支撐壓路機的條件下,壓路機在碾壓中所受到的阻力也就越小。此外,碾壓的厚度也需要嚴格控制,和路基碾壓相比,在瀝青路面厚度比較大的情況下,更加容易被壓實。主要原因是碾壓厚度越小,則溫度下降的速度就越快。因此,為保證瀝青路面的碾壓效果,需要合理控制路面的最小厚度,一般來說碾壓厚度應當至少為瀝青混合料最大粒徑的3倍,這樣碾壓效果最好。
為最大程度上保證各階段的碾壓作業始終在瀝青混合料中處于相對穩定的狀態,提升碾壓效果,需要嚴格按照以下規則進行碾壓:
首先,按照從下到上的順序進行碾壓,先靜壓,再振動碾壓。
其次,在初壓和終壓時要采取雙輪壓路機,而在復壓時,則要采取振動壓路機和輪胎壓力機聯合碾壓。
再次,在碾壓全過程中要保證驅動輪在前,從動輪在后,后退是沿著前進碾壓的輪跡進行碾壓,以免形成新的輪跡。
最后,碾壓要保證連貫性,不能中途中斷,壓路機按照2~6km/h 速度運輸向前逐步推進,壓路機在折回時也要在相同的軌跡上返回,提升碾壓效果。
接縫處理也是公路瀝青路面施工的主要環節,接縫處理效果直接關系路面的質量以及行車的舒適性和安全性。因此,必須切實做好接縫處理工作,比如:在進行縱向接縫施工中可采取兩臺攤鋪機聯合攤鋪的方法,對攤鋪的混合料留下10cm 的寬度范圍,先不進行碾壓,再采取重疊攤鋪的方法,通過熱接縫來消除接縫痕跡[4]。對橫向接縫而言,可采取平接縫的處理方法,具體的處理方法為:首先用雙輪鋼桶式壓路機對接縫進行碾壓,并在碾壓帶外側放上墊木,墊木的主要作用是為壓路機的行駛提供良好的通道。縱向碾壓完成后,橫向行進15~20cm,對未碾壓的部分進行碾壓處理,如此反復操作,直到全部碾壓完成為止。
結合理論實踐,探討了公路施工中瀝青路面的施工技術,探討結果表明,瀝青路面施工工序比較多,涉及的技術種類多,施工難度大。再就施工中需要結合公路的特點和現場實際情況,對每個工序進行嚴格控制,并對施工技術的應用過程嚴格把控,才能降低各種因素對施工質量造成的影響,更好地保證施工質量,促使我國公路事業持續健康的發展,從而為社會貢獻更多高質量的精品公路工程。