摘要:滬寧高速公路江蘇段E標段瀝青混凝土路面,采用一臺12m寬攤鋪機整幅?鋪筑方案。重點總結了瀝青混合料的攤鋪與壓實工藝,瀝青混合料配合比;機械組合方式、碾壓遍數、碾壓速度等施工技術,成功地運用高溫壓實的施工方法,保證了路面的平整度,使標段的路面質量達到了優良等級。?
關鍵詞:瀝青混凝土 路面 施工技術
1 概述
由交通部第二公路工程局承建的滬寧高速公路江蘇段E標段,主線長34.292km,瀝青路面寬度在縱坡>3‰路段為2×11.08m;縱坡<3‰路段為2×10.75m。瀝青面層結構為三層式瀝青混凝土,總厚度16cm,竣工總面積為2278329m2,其中上面層為AC—16B(厚4cm)745600m2;中面層為AC—25Ⅰ(厚6cm)726349m2;下面層為AC—25Ⅱ(厚6cm)729089m2;橋面、明通道頂面及匝道路面瀝青混凝土面層厚為8cm共77291m2。
瀝青混凝土下面層于1995年6月20日正式鋪筑,至1995年11月底基本結束;瀝青混凝土中面層于1995年7月26日正式鋪筑,至1995年底完成50%。瀝青混凝土上面層于1996年5月5日正式鋪筑,至6月15日全部完成;實際瀝青路面鋪筑時間為9.5個月。每層瀝青混合料的配合比均采用三階段設計方法。即目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段。?
經過試拌試鋪,確定了本工程投入的機械設備及采用的施工方案,驗證了瀝青混合料的生產配合比,取得了有指導意義的技術資料,為瀝青路面的正式鋪筑提供了技術依據。?
1.1 E標段主要瀝青路面施工設備
(1)TAP—2000型間歇式瀝青混合料拌和設備1套(含240t熱料儲存倉)。?
(2)park—1000型間歇式瀝青混合料拌和設備1套(含160t熱料儲存倉)。?
(3)瀝青脫桶設備2套。?
(4)ABG—422攤鋪機2臺(其中最大鋪寬12m一臺、8.5m一臺)。?
(5)17.2t太脫拉自卸車21輛。?
(6)CC21雙驅動、雙鋼輪振動壓路機1臺(6~8t)。?
(7)DD110雙驅動、雙鋼輪振動壓路機1臺(11t)。?
(8)VV150雙驅動、雙鋼輪振動壓路機1臺(15t)?
(9)LY9—16輪胎靜力式壓路機3臺。
(10)ZL—50裝載機3臺。?
(11)DANAPAC振動夯板1臺。?
(12)6m3空壓機1臺。
(13)4000L瀝青灑布車1輛。?
(14)8000L灑水車1輛。?
(15)發電機組5臺(其中工地30kW發電機1臺)。?
(16)切割機1臺。?
(17)桁架式滑移基準梁2套。?
1.2 施工方案
(1)瀝青混合料拌和采用2臺拌和樓同時拌料,并先將熱料貯存在熱Z料倉中,鋪筑前裝自卸車。?
(2)瀝青混合料鋪筑,在一般路段采用1臺攤鋪機(最大鋪寬12m)整幅鋪筑,在加寬路段,采用2臺攤鋪機成梯隊鋪筑。?
(3)瀝青混合料鋪筑找平方法:?
①上面層采用“基準梁法”。我們自行研制了二套桁架式滑移基準梁,分別裝在攤鋪機二側熨平板上,“滑靴”在新鋪面上,“滑桿”在中面層上,與攤鋪機同步前進。它的主要作用是提高上面層的平整度。?
②中、下面層采用“基準鋼絲法”。即在整幅寬度兩側,根據各層的設計標高和橫坡度,敷設二條直徑為2.5~3mm鋼絲,將攤鋪機的自動找平感應裝置放在鋼絲上,鋪筑時在鋼絲上移動,使鋪出面層的標高、縱坡與鋼絲一致,平整度符合規范要求。?
(4)壓路機組合形式見表1。??
壓路機組合形式 表1
路面種類 | 初??壓 | 復 壓 | 終 壓 |
上面層 | CC21振動壓路機1臺 | DD110振動壓路機1臺 16t輪胎壓路機3臺 |
VV150振動壓路機1臺 |
中、下面層 | CC21振動壓路機1臺 | 16t輪胎壓路機3臺 | DD110振動壓路機1臺 |
1.3 瀝青混合料施工技術資料
經過試驗路段鋪筑,取得了具有指導意義的技術數據,在整個瀝青路面的鋪筑階段,又積累了許多具有參考價值的技術資料。?
(1)根據E標段拌和樓料倉情況,各層的礦料配合比、礦料的合成配合比及主要技術指標如下:?
①礦料配合比(重量比)見表2。
礦料配合比表????表2
粒徑(mm) 層次 |
1#倉 | 2#倉 | 3#倉 | 4#倉 | 礦粉 | |
31.5~14 (13.2~19) |
14~16 (9.5~13.2) |
6~3 (4.75~9.5) |
3~0 (<4.75) | |||
配 合 比 (%) |
上面層 | 25 | 24 | 23 | 23 | 5 |
中面層 | 37 | 17 | 13 | 29 | 4 | |
下面層 | 48 | 16 | 12 | 21 | 3 |
說明:括號內數字為上面層采用粒徑。?
②礦料的合成配合比(重量比)見表3。??
礦料合成配合比表????表3
礦料(mm)
層次 |
碎石1(mm) | 碎石2(mm) | 石屑 | 砂 | 礦粉 | |
16~31.5 (13.2~19) |
4.75~16 (4.75~13.2) | |||||
配 合 比 (%) |
上面層 | 37 | 30 | 18 | 9 | 6 |
中面層 | 32 | 28 | 27 | 9 | 4 | |
下面層 | 46 | 27 | 18 | 9 | 6 |
說明:表中括號內數字為上面層采用粒徑。
③各種瀝青混合料的主要技術指標見表4。?
各結構層瀝青混合料主要技術指標 表4
名稱
種類 |
油石比 (%) |
穩定度 (KN) |
流值 (0.1mm) |
密度 (g/cm2) |
空隙率 (%) |
飽和度 (%) |
上面層(AC—16B) | 4.8 | 11.8 | 29.6 | 2.509 | 4.9 | 69.5 |
中面層(AC—25Ⅰ) | 4.2 | 12.2 | 30 | 2.447 | 3.6 | 73.1 |
下面層(AC—25Ⅱ) | 3.8 | 8 | 28.5 | 2.432 | 5.4 | 61.7 |
④瀝青混合料施工控制溫度見表5。?
瀝青混合料施工溫度控制表???表5
施工階段 | 控制溫度(℃) | |
瀝青(AH—70)加溫 | 150~170 | |
礦料加溫 | 170~180 | |
瀝青混合料拌制溫度 | 145~165 | 廢棄溫度195℃ |
熱料倉貯料溫度 | 拌制溫度降低不超過10 | |
瀝青混合料到場溫度 | 不低于135 | |
開始攤鋪溫度 | 不低于130 | 不高于165℃ |
開始初壓溫度 | 120~145 | |
碾壓終了溫度 | 不低于70 | |
開放交通溫度 | 不高于30 | 一般為次日 |
⑤瀝青混合料各結構層的松鋪系數見表6。?
各結構層松鋪系數表?????表6
層?次 | 上層層(AC—16B) | 中面層(AC—25Ⅰ) | 下面層(AC—25Ⅱ) |
松鋪系數 | 1.174 | 1.148 | 1.152 |
2 質量保證體系
(1)在明確項目經理是第一責任人的前提下,建立了以總工程師為主,副總工程師負責的施工技術保障體系,及由總工辦牽頭的試驗中心、測量隊、質檢中心三位一體的工程質量保證體系。施工中二個體系統一管理,相互配合,共同監督,收到了良好的效果。?
(2)總經理部試驗中心,配備了目前國內較先進的試驗監測儀器。經江蘇省交通廳考核為“交通工程甲級試驗室”。負責瀝青混合料配合比設計及試驗、檢測工作。為了保證瀝青混合料的拌和質量,拌和樓完全置于試驗中心的監控之下。測量隊負責放樣測量工作;質檢中心負責全段的質量檢查和質量評定工作,具體運作見圖1。???????????
圖1 瀝青路面施工技術質量保證體系網絡圖
3 瀝青混合料的施工
經過試驗路段的鋪筑,取得多種技術數據的基礎上,經檢測合格并得到監理工程師批準后,即可開始瀝青混合料的正式鋪筑。?
3.1 瀝青混合料鋪筑的工藝流程
E標段三層式瀝青路面的鋪筑工藝流程與施工階段的工序配合見圖2。?
3.2 瀝青混合料的拌制
(1)E標段瀝青混合料由2臺拌和樓同時拌制,每小時產量為220~240t,為了使攤鋪機連續不間斷的攤鋪,采取提前2h拌料,將熱料貯存在熱料倉中,存滿后即裝在12輛自卸車上,蓋上蓬布運往工地,準備鋪筑。拌和樓連續拌料貯存。?
(2)瀝青混合料出廠,須經試驗中心派員目測并逐車檢測溫度,合格后填寫發料單才能出廠,發現花白料或溫度質量不合要求者,按廢料處理。
圖2
3.3 瀝青混合料的運輸
(1)E標段瀝青混合料由15輛載重17.2t自卸車裝運,運料前車廂應涂防粘液。?
(2)裝料時車輛需前后移動,避免混合料發生離析。?
(3)料車到工地后,由專人指揮倒料,驗收料單;并設專人逐車檢測溫度,合格后方能進入鋪筑段。?
(4)嚴禁料車碰撞攤鋪機,運料車輛應停在攤鋪機前10~30cm,由攤鋪機前滾輪頂著汽車輪胎同步前進,邊前進邊往攤鋪機中倒料。?
(5)運料車輛都應配備保溫、防雨蓬布。?
3.4 瀝青混合料攤鋪
3.4.1 找平方式
上、中、下面層均采用最大攤鋪寬度12m的ABG—422型攤鋪機,由于各結構層的礦料種類、質地及合成級配不同,對各層的主要技術指標要求不同,因此采用的找平方法也不一樣。?
(1)下面層,是聯結基層與面層的瀝青層。其作用除路面結構的要求外,還為了彌補基層厚度不足,使下面層的標高及層厚符合設計要求。?
(2)中面層的平整度將直接影響上面層的鋪筑質量。它是在下面層平整度的基礎上進一步調平,同時在厚度上再作一次調整,為上面層鋪筑創造良好條件。?
①中、下面層調平均用“基準鋼絲法”找平,即在鋪筑邊線外20cm左右打入穩固的支撐桿(最好對應中線樁號),支撐桿間距為10m,根據樁位處中、下面層頂設計高程加上一個常數為鋼絲標高。?
②基準鋼絲敷設的長度每段為300m左右,并配用專門有計量張力的標尺。一般鋼絲長度在200~250m時其張緊力應為100~130kN;鋼筋長度在250~300m時,其張緊力為150~200kN;使“基準鋼絲”在10m內產生的撓度最大不超過2mm,必要時應加密支撐桿。?
③在彎道半徑較小段及邊坡點附近或加寬段前后應加密支撐桿。?
④支撐桿和基準鋼絲架設標高經核對無誤后,才能開始攤鋪,在鋪筑過程中現場應設1~2人來回檢查,防止車輛、施工人員及其他機械碰撞支撐桿或鋼絲。?
(3)上面層直接受行車荷載作用。上面層質量的優劣將直接影響道路的使用性質及行車安全。上面層采用“基準梁法”找平。在開始攤鋪前就將基準梁安裝在攤鋪機上,并將自動找平傳感器放在基準梁的某個部位。使攤鋪機攤鋪時帶著基準梁一起前進。?
3.4.2 攤鋪
(1)攤鋪前將熨平板預熱15~20min,使其接縫處原路面的溫度達65℃以上。?
(2)調整攤鋪機熨平板。?
①在新開始鋪筑路段,應使高度為各層的厚度乘以各層的松鋪系數,使熨平板與2%的路面橫坡一致,然后在全寬度范圍內填5塊木塊,使熨平板放穩。?
②在接著已鋪好的瀝青層鋪筑時,應量出橫縫處新鋪路面的實際厚度,再乘以各層的松鋪系數,確定在已鋪路面上應墊的高度。再在全寬度范圍內墊5塊木塊,使熨平板放穩。?
(3)開始攤鋪時,逐車檢測混合料的溫度,應不低于130℃。?
(4)調整攤鋪機的振夯頻率及振幅,使攤鋪后的瀝青混合料具有80%以上的初始密度。?
(5)攤鋪速度,應根據拌和設備的生產能力和熱料倉的貯料數量、運輸距離、配備的運輸車及壓實能力來綜合考慮;更重要的應使攤鋪保持勻速,連續不間斷地鋪筑。E標段采用的攤鋪速度如下:?
①上面層:3~4m/min;?
②中、下面層:2.5~3m/min。?
(6)在鋪筑中應使螺旋送料器慢速、均勻、不斷地向兩側供料,使送料器中的料始終保持在螺旋葉片以上。?
(7)鋪筑時使攤鋪機料斗中的瀝青混合料保待一定數量,料斗的側擋板應有規律的攏料。?
(8)開始鋪筑時等待卸料車至少應有6輛,鋪筑過程中至少應保持3輛。?
(9)鋪筑時應有專人檢查厚度及橫坡度,發現偏差及時糾正。?
3.5 瀝青混合料的壓實
瀝青混合料的碾壓是保證瀝青路面質量的重要環節之一,由于各層集料的質
地、粒徑、配合比不同;壓實程序、壓路機的組合形式、碾壓速度和碾壓遍數也各不相同。特別是上面層集料為玄武巖,石質堅硬,多棱角,內摩阻力大,層薄而溫度降低快等因素,增加了壓實的難度。為了既要保證達到規定的壓實度,又要達到要求的平整度,采取了調整壓實機械組合,并加了一臺15t雙鋼輪振動壓路機,增加上面層的壓實能力,以提高上面層的鋪筑質量。?
3.5.1 碾壓遵循的原則
(1)少量噴水,保持高溫,梯形重迭,分段碾壓。?
(2)由路外側(低側)向中央分隔帶方面碾壓。?
(3)每個碾道與相鄰碾道重迭1/2輪寬。?
(4)壓路機不得在未壓完或剛壓完的路面上急剎車、急彎、調頭、轉向,嚴禁在未壓完的瀝青層上停機。?
(5)振動壓路機用振動壓實,需停駛、前進或后返時,應先停振,再換擋。?
3.5.2 壓實機械組合形式(見表7)
各結構層壓路機械組合形式、碾壓速度、碾壓遍數表 表7
瀝青路面 層次 |
壓路機類型 | 初壓 | 復壓 | 終壓 | |||
速度 (km/h) |
遍數 | 速度 (km/h) |
遍數 | 速度 (km/h) |
遍數 | ||
上面層 | CC21振動壓路機 | 3 | 2 | ||||
DD110振動壓路機 | 4 | 2 | |||||
16t輪胎壓路機 | 6 | 6 | |||||
VV150振動壓路機 | 4 | 2 | |||||
中面層 | CC21振動壓路機 | 3 | 2 | ||||
16t輪胎壓路機 | 5 | 9 | |||||
DD110振動壓路機 | 5 | 2 | |||||
下面層 | CC21振動路機 | 3 | 2 | ||||
16t輪胎壓路機 | 5 | 9 | |||||
DD110振動壓路機 | 5 | 2 |
3.5.3 碾壓程序
瀝青混合料各層的碾壓成型分為初壓、復壓、終壓三個階段。?
(1)初壓主要為了增加瀝青混合料的初始密度起穩定作用。由一臺CC21雙鋼
輪振動壓路機完成。靜壓、振壓各一遍。振壓用高頻率低振幅,速度為3km/h,
緊跟攤鋪機,盡量少噴水,堅持高溫碾壓,一般初壓溫度在130℃~140℃左右。
(2)復壓主要解決壓實問題。開始復壓溫度應在100℃左右,通過復壓達到或
超過規定的壓實度。?
①上面層由一臺DD110雙鋼輪振動壓路機和3臺16t輪胎壓路機完成。將輪胎
壓路機加重至16t,輪胎氣壓調至0.5MPa,使各個輪胎氣壓相同。DD110振動壓路
機采用高頻率,低振幅振壓2遍,速度為5km/h,再由3臺輪胎壓路機各壓2遍,共
6遍,速度為6km/h。?
②中、下面層由3臺16t輪胎壓路機各壓3遍共9遍,速度為5km/h。?
(3)終壓主要是消除壓實中產生的輪跡,使表面平整度達到或超過要求值,
碾壓終了溫度應不低于70℃。?
①上面層采用1臺15t雙鋼輪振動壓路機靜壓2遍,速度為4km/h。少數不平整
處增加1遍振壓,以無明顯輪跡為標準,并達到要求的平整度。?
②中、下面層采用一臺DD110雙鋼輪振動壓路機,振動、靜壓各1遍,速度為
5km/h,少數不平整處振壓、靜壓各增加一遍,直至無明顯輪跡。振壓均采用高
頻率,低振幅。?
(4)瀝青路面邊緣壓實時應先留下30cm左右不壓,待兩個壓實階段完后再
壓,并多壓1~2遍,靠路緣石處壓路機不到時,用振動夯板補壓。?
經過終壓后,由專人檢測平整度,發現平整度超過規定時,應在表面溫度較
高時,進行處理,直至符合要求。?
4 確保瀝青路面質量的技術措施
在E標段瀝青路面鋪筑中,為了確保瀝青路面鋪筑進度和質量,采取下列主
要技術措施:?
4.1 配備高素質試驗人員、采用先進檢測手段
正確的試驗數據對指導路面施工具有重要意義,正確的試驗數據來自試驗人
員素質和先進的檢測手段。為了加強試驗中心的領導,由一名副總工程師分管;
并從局聘請了一位具有40多年試驗經驗,從事過多條高速公路試驗工作的高級工
程師把路面試驗質量關;選配具有3條高速公路試驗經驗的工程師任試驗中心主
任;配備近幾年從高、中等校畢業的學生及從我局技校畢業的學生共6名,由西
安公路學院培訓4名試驗人員,試驗中心共有14名成員。我部試驗中心配備了目
前國內較先進的瀝青和瀝青混合料試驗設備。如自動瀝青混合料攪拌鍋,自動馬
歇爾試驗儀及離心式抽提儀等主要試驗設備。在原材料檢驗,瀝青及瀝青混合試
驗及質量檢測等方面,為瀝青路面的順利鋪筑起了重要作用。因此,具有高素質
的試驗人員及先進的試驗設備是保證瀝青路面鋪筑質量的關鍵。?
4.2 自辦石料加工場,保證原材料質量
以往的實踐經驗告訴我們,自辦軋石場是加快工程進度,保證工程質量的好
辦法。在E標段路面工程施工中,在丹徒黃墟和大王山選擇了二處石質較好的料
場,開辦了二個軋料場,并采取了料源把關、料場控制、定期抽檢,嚴格進倉的
措施。較好地保證了路面進度和路面鋪筑質量,掌握了路面施工的主動權。?
4.3 增加熱拌料貯備,確保整幅連續攤鋪
保證瀝青混合料連續勻速、不間斷鋪筑是保證路面平整度的關鍵。E標段瀝
青混合料拌和廠二臺拌和設備,施工前一般提前2~3h拌料,第一次料倉貯滿料
后即裝15輛17.2t自卸車,運往工地后再繼續拌料,貯在熱料倉內,保持循環,
就能保證攤鋪機連續不斷地鋪筑。?
4.4 緊跟攤鋪機,高溫初壓
ABG—422型攤鋪機攤鋪瀝青混合料時能達80%以上的壓實度,瀝青混合料在
高溫時,壓實效果更好。根據E標段實踐經驗,開始初壓時,瀝青混合料溫度在
130℃~140℃,采用靜壓1遍,震壓1遍,效果較好。一方面起到穩定作用,更重
要的能提高瀝青混合料的初始密度,減少復壓產生的輪跡,從而提高瀝青路面各
層的平整度。?
4.5 認真處理好橫向接縫
整幅攤鋪無縱向接縫,只要認真處理好橫向接縫,就能保證瀝青上面層有較
高的平整度。?
由于橫向接縫為冷接縫,處理難度較大,但處理的好與壞將直接影響路面的
平整度,為此采取了以下措施:?
(1)在已成型瀝青路面的端部,先用6m直尺檢查,將平整度超過3mm的部分切
去,挖除干凈,并將切面上的污染物用水洗刷干凈,再涂以粘層瀝青,基本干
后,攤鋪機再就位。?
(2)在熨平板開始預熱前,量出接縫處瀝青層的實際厚度,根據松鋪系數算
出松鋪厚度。熨平板應預熱15~20min,使接縫處原路面的溫度在65℃以上。開
始鋪筑的速度要慢,一般為2m/min。?
(3)碾壓開始前,將原路面上的瀝青混合料清除干凈,接縫處保持線條順
直,固定1臺DD110振動壓路機處理接縫。由于路堤較高,中央分隔帶處有路緣
石,路面中間部分采用橫向碾壓,兩側采用縱向碾壓;一般為靜壓2遍,震壓2
遍,用6m直尺檢查平整度,發現高時就刮平;發現低時就填以細混合料,反復整
平碾壓,直至符合要求。橫壓時鋼輪大部分壓在原路面上,逐漸移向新鋪路面,
前后約5~6遍;縱壓時應使壓路機的后輪超出接縫3~6m。一般振壓2遍,靜壓2
~3遍就能符合要求。?
4.6 加強信息反饋,正確指導生產
拌和樓是瀝青混合料生產的關鍵設備,在施工過程中由試驗中心派專人進行
監控,測量溫度和取樣試驗。發現問題立即將質量情況反映給拌和廠,及時糾正
偏差。施工現場也由試驗中心派人監控,終壓后立即用6m直尺檢測平整度,上面
層用核子密度儀檢測壓實度,發現問題立即將質量情況反饋給現場工程師,及時
處理,保證路面鋪筑質量。??
5 結束語
E標段瀝青路面施工中始終抓住瀝青混合料拌制、鋪筑和壓實三大關鍵環
節,采取了有效的技術措施,取得了良好的效果。經江蘇省、交通部質量監督部
門檢測評價為:“瀝青路面的平均厚度為16cm;路面各層所用材料滿足設計和規
范要求。各層混合料級配合理,拌和均勻,碾壓密實無裂縫、脫皮、泛油、石子
外露、接縫跳車等蔽病,各項指標均能滿足規范要求。路面平整度標準偏差平均
值為0.687mm,遠小于部頒質量評定標準規定值1.8mm,抗滑構造深度、彎沉等測
定值均達到并遠優于規定標準。”路面評分為96.40分,達到優良等級。