摘要:文章針對高速公路瀝青砼路面配合比設計與施工質量控制問題進行了分析與探討。
關鍵詞:瀝青路面,配合比設計,施工質量,控制
隨著我國公路建設的迅猛發展、對高速公路的路面使用性能的要求也越來越高。高速公路能否發揮其應有的作用,很大程度取決路面面層質量。優質路面不但要求有足夠的強度、穩定度、平整度,又要兼顧高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、抗滑性和永久性等相互制約或矛盾的要求。
1配合比設計
高速公路瀝青配合比設計一般采用馬歇爾試驗方法確定其最佳瀝青用量,其中包括SMA、Superpave等結構類型。
1.1材料的選擇
1.1.1集料的要求
粗集料不得使用鄂式破碎機加工的碎石,集料存放時間不宜太長,碎石經過長期存放,若又無很好的保護措施,集料表面易為一層薄薄的粉料所包圍,不易與瀝青粘附。以后在做瀝青粘附性試驗時,建議碎石不經水洗,直接試驗,這樣能更好的反映碎石與瀝青的粘附性能。集料應堅硬、耐磨耗、棱角好,有良好的嵌擠能力。針片狀顆粒含量最好控制在不大于10%,特別應注意小于0.075mm篩孔顆粒含量不大于1%.
細集料一般采用機制砂,缺少機制砂可用石屑代替,路面施工單位一般都可以自己加工生產出優質機制砂,使用石屑時應嚴格控制小于0.075篩孔顆粒含量不超過15%,使用天然砂一般不超過集料總量的7%,砂當量應小于60%.細集料必須覆蓋,最好搭建防雨棚。
1.1.2填料
瀝青路面用礦粉應使用磨細的石灰巖石粉,不宜使用拌和機回收粉塵作為填料。為提高集料與碎石的粘附性,可摻加2%的水泥代替礦粉。
1.1.3結合料
瀝青材料是決定混合料質量的關鍵,F在瀝青材料一般都由業主提供,不能因為是直接提供而放松對其質量的檢測。
1.1.4其他材料
SMA混合料中纖維穩定劑:在瀝青馬蹄脂碎石混合料中起吸附瀝青、增強結合料粘結力和穩定作用的纖維。
1.2目標配合比設計
根據各種原材料的篩分結果,集料分別用水洗法,進行礦料的合成級配計算,使級配結果盡量接近設計規范級配范圍的中值。以瀝青用量按0.5%間隔遞增制作5-6組試件,試件宜單個配料;旌狭习韬、擊實溫度由瀝青粘—溫曲線確定。對于SMA和改性瀝青混合料,擊實溫度就要提高10-20℃。拌和用木質纖維素作為穩定劑的SMA混合料時,小型瀝青混合料自然攪拌機應首先將木質纖維素與礦粉干拌60-90s,使木質纖維素發散,再進行正常的拌和(SMA擊實次數為雙面各50次)。根據馬歇爾試驗結果求得最佳瀝青用量OAC,并進行水穩定性試驗。中上面層瀝青混合料還進行高溫穩定性檢驗。
1.3生產配合比設計
目標配合比設計確定后,進行生產配合比設計。高速公路瀝青路面混合料一般采用間歇式拌和機。按目標配合比設計的集料比例對瀝青拌和機進行冷料輸入,待拌和機達到實際生產狀態時,從熱料倉取出經振動篩篩分后的集料,合成生產配合比級配,并盡量使其接近目標配合比級配曲線,并取最佳油石比及±0.3%的油石比進行馬歇爾試驗確定生產配合比的最佳瀝青用量。拌和機振動裝備應當注意,拌和機最大篩孔的選擇應保證材料最大粒徑滿足級配范圍;其次各料倉的材料應保持平衡,在以后施工過程中不要出現待料或溢料現象。
1.4生產配合比驗證
通過試拌試驗段的鋪筑來檢驗生產配合比的可行性。從瀝青混合料的外觀到內在質量及碾壓成型后鉆芯取樣等各種檢驗所有試驗數據整理后進行分析,若有指標不滿足規范要求,則應對生產配合比或有關工藝做出調整直到達到設計要求。
如果使用改性瀝青做結合料、SMA、Superpave混合料,不再將穩定度和和流值作為決定性指標,而是將動穩定度和空隙率作為決定最終配合比的主要指標。高速公路瀝青路面要求必須對中、上面層進行動穩定度檢測,值得注意的是有些路面動穩定度非常好,可建成通車后不久,路面還是出現車轍。這雖然和施工水平有關,目前規范對普通重交通瀝青混合料動穩定度要求偏低;二是與試驗檢測方法有關,一些施工單位只重視對目標配合比的動穩定度試驗,卻忽略對從熱料倉的取樣進行動穩定度試驗(一般熱料倉的取樣比現場取樣及目標配合比的動穩定度均低)。
2施工質量控制
2.1 嚴把料源、工藝、質量關
使用優質的集料并進行嚴格的質量管理,使集料的穩定性和各項技術指標都符合要求,以及保證不同粒經礦料組成(單粒徑級配)的穩定,是鋪筑優良瀝青砼路面的第一個重要環節。
為防止水泥穩定碎石基層出現我國半剛性基層常見的反射性裂縫、層間過密、強度過高現象、模量過大,項目對影響水穩質量的最關鍵因素水泥進行了新的應用研究,主要對水泥的7天抗壓強度、抗折強度和28天抗壓、抗折強度進行了界定。規定7d抗壓強度控制在11~12Mpa,28天抗壓強度控制在27.5~32.5Mpa之間,同時對呂酸三鈣、含硫量等技術指標提出了嚴格要求。總之,沿江水泥穩定碎石用水泥強度等級在27.5~32.5級之間。
2.2拌和
改性瀝青的粘度較大,混合料的出料溫度高,一般取出料溫度170℃~180℃,因此礦料的加熱溫度宜取180℃~190℃。改性瀝青混合料的拌和時間應適當延長。一般拌和時間應大于45s,其中含3~5s的干拌,以確保礦粉吸油的均勻性。拌和時間是否足夠,拌和方法是否正確,是生產優質瀝青混合料的關鍵環節,質量均勻的混合料表現為所有的集料顆粒完全均勻地被瀝青膜裹覆,瀝青均勻分布于整個混合料,以無花白石子、無瀝青團塊,烏黑發亮為宜;旌狭习韬偷木鶆蛐员仨氹S時進行檢查,如果出現花白石子或瀝青分布不勻,應停機分析原因予以改進。其原因大致如下:攪拌時間不夠;沒有干拌;細顆粒礦料比例過大;特別是加入礦粉過多;瀝青用量不夠;礦料或瀝青加熱溫度不夠?赡苁瞧渲幸豁椩,也可能是多種原因。如果混合料顏色枯黃灰暗,可能的原因有:拌和溫度過高、瀝青用量不夠、粉料過多、石料不干、菜油燃燒不透等。對于出現花白、枯黃灰暗的混合料必須廢棄。為保證連續攤鋪,瀝青混合料拌和機應有儲料倉,可提前拌和混合料,將拌好的瀝青混合料送入儲料倉中暫放,待開始攤鋪后在運至攤鋪現場。
2.3瀝青混合料的攤鋪
2.3.1瀝青混合料攤鋪應采用裝有自動夯實、整平的攤鋪機。對粗粒式混合料可采用同型號、同性能的兩臺攤鋪機組成梯隊作業,細粒式混合料宜采用一臺攤鋪機整幅攤鋪完成。攤鋪前對燙平板進行加熱,溫度不低于70℃,施工現場等候料車不少于5輛,方可進料攤鋪。
2.3.2瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪,普通瀝青混合料攤鋪溫度不低于130-150℃,不超過180℃,改性瀝青、SMA、Superpave混合料應提高10-20℃左右,攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓,攤鋪速度要根據拌和機產量、施工機械配套情況及攤鋪層厚度、寬度確定,攤鋪速度應控制在2-5m/min.在整個攤鋪過程中,攤鋪機螺旋送料器應不停頓地轉動,兩側應保持有不少于送料高度的2/3的混合料。為防止離析,攤鋪機中途不許收斗,斗內兩側剩余混合料因溫度較低,不得用于路面攤鋪,每天攤鋪結束前應清除干凈。
2.3.3混合料攤鋪要平穩、連續進行,中途不得停機。瀝青路面橫縫采用切縫機切割,并在新的茬口涂刷乳化瀝青,采用平接逢。上下兩層橫向接縫應錯開一米以上,縱逢應錯開20cm以上。
2.4混合料碾壓
混合料攤鋪后一定要在高溫條件下及時碾壓。碾壓速度:初碾和終碾控制在3km/h以內,復碾控制在5km/h左右。碾壓速度過快(尤其在初碾時),容易引起推包和裂紋。壓路機的自動噴淋系統噴灑的咸性水主要起防止鋼輪與瀝青粘結的作用。但水量過大會使混合料溫度下降過快和引起縫紋,施工時按最小用量控制。施工時按要求控制碾壓遍數,遍數過少。壓實度無法達到要求,過碾又會使混合料出現彈簧現象,既不能保證壓實度,還會出現裂紋。復碾時采用“高振頻,低振幅”的振動碾壓。相鄰兩遍碾壓重復輪寬靜壓時為1/3輪寬,振動碾壓時約為20cm。
3結語
隨著瀝青道路在我國的進一步推廣,在我國的道路建設中發揮著重要作用,在良好的設計配合比和施工條件下,瀝青路面的耐久性和高溫穩定性必將提高。
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