当前位置:文档之家› 我的毕业论文

我的毕业论文

山西交通职业技术学院毕业论文设计

高速公路沥青路面的质量控制要求

摘要:随着我国公路建设的迅猛发展,对高速公路的路面使用性能的要求也越来越高。大量路面建筑新材料、新工艺、新技术、新结构都应运而生,以满足高速公路日趋增长的交通量、渠化交通、高车速、轴载重型化的要求。高速公路能否发挥其应有的作用,很大程度取决路面面层质量。优质路面不但要求有足够的强度、稳定度、平整度,又要兼顾高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性和永久性等相互制约或矛盾的要求。

关键词:沥青路面施工工艺影响因素质量控制

1.概论

1.1我国沥青路面发展概况

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。自20世纪80年代以来,我国公路和城市道路修筑的相当数量的沥青路面,目前也是我国高速公路的主要路面形式。在已经建成的高速公路和一级公路中,沥青混凝土路面占有重要地位,如沈大、京津塘、京泸、京珠等高速公路,均为高等沥青混凝土路面,经多年的运行实践证明,路用性能良好。随着国家经济和现代化道路交通的需要,沥青混凝土路面预计会有更大的发展。

但是,由于我国高速公路的建设起步较晚,技术力量储备较少,以及我国的气候和交通荷载条件恶劣,优质的道路石油沥青原料缺乏等原因,铺筑的沥青公路路面结构还存在种种质量问题,不仅给社会.交通造成了较大影响,而且在经济上也造成了巨大损失。如何控制路面的质量,有效地发挥沥青路面最大的路用性能应是我们每位公路建设者的一份责任。

1.2沥青混凝土路面概述

1.2.1沥青混凝土路面的概念及特点

(1)沥青混凝土路面也称为沥青面层,它是由沥青材料、矿料及其他外渗剂按要求比例混合,铺筑成的单层或多层结构层,适用于各种交通量的道路。

(2)沥青混凝土路面由于使用了沥青结合料,因而增强了集料之间的黏结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性都得到提高。

与水泥混凝土路面相比,沥青路面的优点是:表面平整、路面坚实、不设接缝、行车舒服、耐磨性好、振动较小、噪声较低、晴天无灰尘、雨天不泥泞;在烈日照射下不反光,便于行车;施工期短,养护维修简便,开放交通快。

与水泥混凝土路面相比,沥青路面的缺点是:温度稳定性较差,在高温季节不仅强度降低,而且易出现车辙、推移、波浪等破坏;在低温季节易产生开裂等质量问题。

1.2.2对沥青路面的基本要求

(1)具有足够的强度和刚度(防开裂、变形)

强度是材料在荷载作用下不产生破坏或开裂的能力,而刚度是材料在荷载作用下不致产生过大变形的能力。沥青路面在荷载作用下结构层将产生一定的应力和变形。如果结构层的应力超过材料的容许应力,路面结构将出现开裂。如果结构层的刚度还不满足一定的要求,超过材料的容许应变,路面同样将出现开裂或结构的弯沉超过容许值。沥青路面基层的强度和刚度必须在一定的范围内,强度和刚度之间有一定的相关性,一般强度高的材料其刚度也较高。沥青路面基层如果刚度偏高,容易导致反射裂缝,影响路面结构的整体性,使裂缝边的刚度反而降低,半刚性基层沥青路面因基层刚度原因所导致的裂缝已经成为影响其使用寿命和使用品质不可回避的技术问题。

(2)具有足够的稳定性

路面结构长期暴露在大自然环境下,直接受到高温、低温、水、阳光、空气和风等作用和影响,致使路面材料的力学性能和技术品质发生变化。

①具有足够的高温稳定性

沥青路面高温稳定性为沥青路面抵抗永久变形的能力。沥青路面要求高温时不致产生永久变形,这就要求沥青混合料的设计必须考虑交通和气温的实际,保证其高温性能满足设计要求。夏季高温条件下,沥青路面的材料或结构如没有足够的抗

高温能力,较易发生泛油、面层发软,甚至产生车辙、波浪和推挤,结构使用功能将下降。

②具有足够的低温抗裂性

沥青路面低温抗裂性为沥青路面抵抗低温开裂的性能。沥青路面由于其抗拉强度较低,温度变化时将其内部产生温度应力,如果路面的温度应力大于材料的抗拉强度,路面将出现低温开裂,因此,保证沥青混合料的低温性能也是沥青混合料质量的主要内容之一。冬季低温时,沥青路面的材料或结构如没有足够的抗低温的能力,则会因收缩或变脆而开裂。

③具有足够的水温稳定性

沥青路米昂的水稳定性是沥青路面在行车荷载和水的综合作用下不致松散、唧泥等破坏的能力。在雨水多的地区,如果路面材料和结构没有足够的抗水能力,则强度就会下降,甚至出现剥落、松散等破坏,砂石路面将会大量出现坑洞、集料外露、松散等破坏;在冬春季节,水温因素的综合作用下,将会出现冻胀翻浆,造成严重后果。

④具有足够的大气稳定性(抗老化能力)

太阳的照射,空气中氧气的氧化作用都会对路面结构和材料产生作用,如果材料和结构没有足够的抵抗大气作用的能力,则沥青材料会出现老化而失去其原有技术品质,导致沥青路面开裂、剥落,甚至大面积松散破坏。

(3)具有足够的平整度(动荷)

路面平整度是影响香车安全性、舒适性,以及运输效益的重要性能。高速公路对路面平整度的要求更高。不平整的路表面会增大行车阻力,并使车辆产生附加的振动作用。这种振动作用会造成行车颠簸,影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。振动作用还会对路面施加冲击力,加剧路面和汽车机件的损坏和轮胎的磨损,并增大油料的消耗。不平整的路面还会积滞雨水,加速路面的破环。因此,为了减少振动冲击力,提高行车速度和增进行车舒适性、安全性,路面应保持一定的平整度。

优良的路面平整度,要依靠优良的施工装备、精细的施工工艺,严格的施工质量控制,以及经常和及时的养护来保证。路面的平整度同整个路面和路基顶面的强

度和抗变形能力有关,同结构层所用材料的强度、抗变形能力以及均匀性有很大关系。强度和抗变形能力差的路面结构和面层混合料,经不起车轮荷载的反复作用,极易出现沉陷、车辙和推挤破坏,从而形成不平整的路面表面。

(4)具有足够的抗滑性(安全)

如果路面没有足够的抗滑性能,将带来一系列问题,甚至引起翻车和人员伤亡事故。没有足够的抗滑能力,汽车在光滑的路面上行驶时,车轮和路面之间缺乏足够的附着力(或摩擦力),在雨天高速行车,紧急制动或突然启动,或爬坡、转弯时,车轮易产生空转或打滑,致使行车速度降低、油耗增多,甚至引起严重的交通事故。对于高速公路行车道,要求具有较高的抗滑性能。

(5)具有足够的耐久性(疲劳应力与疲劳次数、老化)

沥青路面材料在低于极限抗拉强度下,经受重复拉应力作用而最终导致的破坏称为疲劳破坏,相应的应力为疲劳应力。导致路面材料最终破坏(即疲劳开裂)的荷载作用次数称为疲劳寿命。

影响沥青混合料疲劳特性的因数很多,除了与材料的性质(种类、组成等)、环境因素(温度、湿度等)、加荷方式等因素有关外,还取决于沥青混合料的劲度和空隙率等。因此,任何影响劲度的因素(矿料级配、沥青种类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷速度和应力级等)对混合料的疲劳特性都有影响。

(6)具有尽可能低的扬尘性

汽车在砂石路面上行驶,由于车身后面所产生的真空吸力的作用,将使面层表面或其中的细料被吸起而尘土飞扬,导致路面松散、脱落和坑洞等破坏。扬尘还会加速汽车机械的损坏,造成污染,影响行车视距和旅客的舒适性及沿线居民的卫生条件,沿线近处的农作物亦会出现减产。

(7)满足规范要求

施工技术必须符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的有关规定,设计必须符合《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》(JTC D80—2006)的有关规定。

1.2.3沥青路面结构层次的划分

(1)面层

面层是路面结构中最上面的一个层次,直接暴露在大气环境中。它既受到来自于行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的复杂作用,又要受到外界环境,如温度和湿度的影响。因此,面层应具有较高的强度和耐久性。由于面层同时给车辆提供安全和舒适性,它还必须具有较好的平整度和抗滑性等表面使用特性。

我国现行的高速公路典型沥青面层一般是由三层组成,分为上面层、中面层和下面层,上面层为抗滑层,其它层次中至少有一层有I型密集级配沥青混凝土,以防止雨水下渗,影响基层和路基,有时根据实际情况也可在层次之间修筑封水层,起到同样的效果。用作防止雨水渗入的封层和厚度不超过3cm的磨耗层在路面力学计算中不作为一个独立的层次来看,但它所起到的功能性作用是不可轻视的。

(2)基层

基层是位于下面层的一个结构层次,主要承受来自于面层的垂直力,并把它分布在垫层或土基上。因此基层应具有足够的强度和一定刚度。基层表面应平整,以保证面层厚度的均匀。我国常用的半刚性基层受到水浸泡后强度下降很快,如面层的封水效果不好,将严重地影响基层的使用状况,因此,对于基层也应该具有一定的水稳定性。

基层的使用材料一般分为结合料稳定类和无结合料的粒料类。有时根据使用性能又可分为半刚性基层和柔性基层两类。有机结合料基层主要包括热拌沥青碎石或乳化沥青碎石、混合料沥青贯入碎石等。无机结合稳定类材料包括水泥稳定类、石灰稳定类及工业废渣稳定类材料。而粒料类基层主要包括泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石级配碎石等。

基层有时采用两层铺筑,分别为上基层和下基层。对于下基层材料的要求往往没有上基层高,较多时是根据当地材料选用。

(3)垫层

垫层设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水排水防冻以改善基层和土基的工作条件。因此对于地下水位高,排水不良,路基经常处于潮湿过湿状态的路段,以及排水不良的土质路堑,有裂隙水泉眼等水文不良的岩石挖方路段,应修筑垫层。对于季节冰冻地区的中湿潮湿路段,可能产生冻胀需设置防冻垫层。

垫层材料可选用粗砂、砂粒、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土,石灰粉煤灰稳定粗粒土等。

对于一般的公路,其路面宽度每侧宜比基层宽15cm。在多雨地区,由于粒料底基层具有透水性好的特点,宜铺至路基宽全宽,以利排水。高速公路和一级公路的基层和底基层宽度应分别比上层宽出10cm和15cm。二级或二级以下的公路路拱或路肩横坡应平滑相连,路肩横坡一般较路拱坡度大1%,干旱地区路肩横坡可与路拱坡度相同。

2.影响路面质量的因素

沥青混凝土路面质量的好坏直接影响行车速度、运输成本、行车安全和舒适性,路面质量也会影响到道路的寿命。路面质量好,使用的养护奋勇就会很少,路面质量差,通车不久在重车的碾压下,就会出现塌陷、开裂、拥包等现象,不得不重视翻修;道路的翻修不仅造成经济上的浪费,而且影响正常交通。分析影响沥青混凝土路面质量的因素,是提高路面质量的前提和保证。

影响沥青混凝土路面质量的主要因素有:设计因素、材料因素、施工因素、路面基层、筑路机械和养护因素。

2.1设计因素

2.1.1基层结构设计

基层要有足够的强度和稳定性。现今路面基层设计一般采用无机结合粒料基层,无机结合粒料有水泥稳定类和石灰稳定类两大类。相比较而言,水泥稳定类有早期强度形成快、强度高和稳定性好的特点,能够防止在高荷载交通压力下造成的路面早期沉陷、开裂及引发的路面推移。石灰稳定类混合料则极易造成路面早期破坏、路面推移等病害。

2.1.2面层厚度设计

沥青混凝土路面容易产生各种裂缝,尤其是网裂与龟裂。其原因除了沥青材料和施工因素外,现在道路设计采用的结构厚度一般是经验厚度,厚度的取值往往考虑更多的是投资经费问题,这种取值方案只能满足近阶段的发展和使用要求,缺乏长远的考虑。道路工程厚度设计应根据现有道路交通量来推算未来使用年限的总交

通量,并结合该道路周围状况总的发展趋势,综合考虑,用计算的方法来决定道路的各结构层的厚度,以满足交通发展的需要。

2.1.3路面结构设计

近些年来,我国高等级公路路面结构以半刚性路面结构为主。半刚性基层强度大,具有较好的水稳性和抗冻性,而且可供稳定的材料种类多,选择面广泛,在路面的使用过程中弹性变形较小,承载能力高,使用年限长,被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基层。

2.2材料因素

原材料质量控制是公路工程质量控制的源头,也是一个难点。从路面早期损坏的调查发现,许多问题与原材料的质量和级配组成有关。以典型的半刚性沥青路面常见的基层损坏为例,现场钻取岩芯试验结果表明,钻件松散和强度不符合规范要求的,主要是材料级配差,含泥量大。反之,凡是钻件强度合格的,级配也较好。在同一路段甚至同一车道相邻位置钻取试件,材料的级配就可能出现很大偏差。常见的沥青路面泛油和车辙等病害,通过抽提试验发现,大都与沥青混合料的级配和用油量不符合配合比有关。

沥青混凝土路面的材料主要有:沥青、矿料、沥青混合料。

2.2.1沥青

沥青材料质量是影响沥青路面质量的一个关键因素。

近年来,随着我国原油质量和沥青加工工艺水平的提高,好的国产沥青各项技术指标已能够达到进口沥青同等水平,由于目前进口沥青价格较国产沥青高,如果采用国产沥青进行改性,在不增加太多投资的情况下,改性国产沥青的路用性能较不改性的进口沥青将会有很大改善。在沥青材料到达工地后应按规定的方法进行取样,并按各项指标进行试验。在施工中作抽样检查试验时,主要做针入度或粘滞度、软化点、延伸度三项试验,在试验条件确实困难时,至少应做针入度(粘滞度)试验。

(1)针入度是选择沥青标号的最主要的依据,它不仅表现在高温稳定性上,对低温抗裂性能同样重要,此外,沥青的耐久性也是路用沥青的重要指标,因为路用沥青所处的环境十分复杂,长期日晒雨淋,又受到车辆荷载的长期反复作用,因此,

要求沥青具有一定的性质来抵抗恶劣环境的长期影响。

(2)软化点时表示沥青加热后开始软化的温度,可以体现沥青不易软化的性能。软化点越高,表明沥青的耐热性愈好,即温度稳定性愈好。

(3)延伸度是表示沥青受外力作用发生变形而不被破坏的能力,可以体现沥青不易开裂的性能。沥青的延伸度越大,塑性越好,柔性和抗断裂性能越好。

2.2.2矿料

包括级配组成、相对密度(比重)、强度、磨耗率、压碎值、含土量、含水量、扁平细长颗粒含量、矿料与沥青材料的粘结力等。

应该石质坚硬、耐磨、洁净、干燥、无风化、无杂质,并且具有适当的级配,以及良好的颗粒形状;矿料表面应具有一定的粗糙度,以提高内摩阻角和用作表面磨耗层时提高抗滑性;矿料与沥青应该具有良好的粘附性,以增强沥青混合料的强度和耐久性。

2.2.3沥青混合料

包括马歇尔稳定度试验、矿料级配、油石比等。合格的沥青混合料应该能够满足高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲劳性以及施工和易性等技术指标。

2.3施工因素

2.3.1沥青混合料的拌和

沥青混合料拌和是沥青路面施工中一个重要环节,对确保沥青路面的施工质量起着关键作用。影响沥青混合料拌和质量有多方面因素,包括原材料、拌和过程控制以及后续工序运输与装卸等,这些都是在控制沥青混合料拌和质量时所必须考虑的。拌和过程控制是其中一个最重要的影响因素,在进行沥青混合料拌和时必须严格执行拌和施工工艺和要求,才能确保拌和而成的沥青混合料满足施工要求。

(一)拌和过程对质量的影响

(1)拌合时间对质量的影响。一般拌合时间越长,沥青混合料越均匀,但是拌合时间也不能太长,由于太长的拌合时间会使沥青严重老化,影响混合料的质量。拌合时间一般为35~50s,最长不超过90s。

(2)材料波动对质量的影响。矿料用量的变化对混合料的质量有重要影响,尤

其是细料的波动会对混合料产生更大的影响。一般小于0.075mm的矿料表面积系数是4.75mm以上矿料表面积系数的80倍,可见细料用量的波动会大大影响总的矿料表面积,以至于显著影响沥青膜的厚度,而沥青膜的厚度是沥青混合料质量的重要指标。所以拌合过程中应严格控制细料用量。

(二)运输与装卸过程对质量的影响

拌合设备的贮料仓向自卸车卸料时,粗集料往往滚落到车厢四周,细集料留在中间,从而造成卸料时的集料离析,所以卸料应分前、后、中三次卸料方式,贮料仓向自卸车卸料时最好不要将料仓中的料一次卸完,因为料仓中的料往往是中间料细,周围料粗,一次卸料常常造成最后的粗集料堆积而产生离析,所以最好将料仓中的料分几次卸下,以减轻集料的离析现象。运输过程中应尽量避免急刹车,以减轻混合料因振动产生的离析。自卸车应在摊铺机前10~30cm处停住,不得撞击摊铺机,然后使混合料沿车厢地板整体滑落到摊铺机的料斗中,以减轻因卸料产生的集料离析。

2.3.2沥青混合料的运输

沥青混合料在运输过程中容易出现集料离析问题,会严重影响沥青路面的密实度,因此在沥青混合料运输时应该注意:尽量选择大吨位运输车,并在车厢的表面加涂隔离剂;运料车的数量应满足拌和站不停机及摊铺机连续摊铺的需要,并视生产规模及运距的情况而定;运输途中尽量避免急刹车,防止混合料离析,卸料时,车辆不得撞击摊铺机,并且挂空档靠摊铺机行走推动运料车前进。

2.3.3沥青混合料的摊铺与碾压

摊铺沥青混合料是施工过程中最重要的一环,对路面质量有直接影响。摊铺时应该注意:混合料的摊铺速度应与拌和机供料速度协调,保持匀速不间断地摊铺,不得中途停机;摊铺温度应根据沥青的标号、粘度、气温、摊铺层厚度合理选用;摊铺过程中应能正确调整刮料板开度,以保证螺旋分料器处混合料压力的稳定,且应使摊铺机螺旋分料器不停顿地转动,并使分料器两端保持存有不少于分料器轴心高度的混合料。

碾压也是保证沥青面层质量的重要环节。沥青混合料碾压应该注意:第一,温度控制。要求在不低于施工要求的沥青混合料温度下完成每个碾压步骤。第二,压

路机的控制。包括碾压速度控制和振动频率控制。第三,碾压遍数的控制。碾压遍数要根据实际施工要求、施工设备以及试验结果合理地确定,确保沥青混合料被合理地压实,既不能压实不足。又不能过压。

2.4路面基层

基层是位于路面面层之下的结构层,它是路面的主要承重层。基层的主要作用是将车辆荷载分布给下层,使下层不致于处于超应力状态,同时给面层提供一个合适的下承层,使沥青面层不致于处于超应力状态。基层在整个路面中处于举足轻重的位置,其质量好坏,对沥青路面的使用质量和使用寿命都具有决定性的作用。路面基层应该具有足够的强度和刚度,有足够的水稳性,有足够的平整度,与面层的结合良好,有符合规定的横坡和足够的宽度。由于基层质量而引起的路面质量问题通常包括:由于基层强度不足、水稳性差往往会导致沥青路面出现龟裂、沉陷、坑槽等病害;由于基层与沥青面层结合不良往往会造成薄沥青面层发生脱皮、滑动或推移等破坏;由于基层平整度差则会引起沥青面层出现波浪、搓板等病害;基层宽度不足,在未设置路缘石的情况下,会发生啃边的病害。

基层水损害也是影响路面质量的一个重要因素。其产生的原因主要有:

( 1 ) 路面排水系统不健全。

( 2 ) 路面压实度不足。

( 3 ) 路面离析。

( 4 ) 集料表面粉尘太多等。

2.5筑路机械

铺筑机械(摊铺机、压路机等)是决定沥青混凝土路面施工质量的重要因素之一,对铺筑机械的工艺加强控制与改进,是提高沥青混凝土路面质量的重要手段。铺筑机械各关键设备性能应满足以下要求:

(1 )拌和设备应配有重量传感器和红外线温度传感器,采用计算机控制系统使生产流程、配合比的控制和称料数量实现自动化。

(2 )摊铺设备应尽量采用能进行全幅摊铺的履带式摊铺机,机上应配有自动调平装置,可调整振幅与频率的振动——熨平装置,确保摊铺层松铺厚度和平整度。摊铺机的摊铺宽度可伸缩调整,以适应加减速车道等渐变段的摊。为保证摊铺后层

面平整,摊铺机上可装备移动式基准梁装置来控制平整度。

(3 )碾压设备必须装备宽轮振动压路机。

(4 )应具备齐全高效的检测设备,如连续式路面平整度仪、核子密度仪等,以提高检测精度和效率,用以及时准确反馈信息,指导施工。

2.6养护因素

沥青混凝土路面在车辆荷载及气候等自然因素作用下,加上沥青材料本身的老化,必然引起沥青混凝土路面组成的磨损和破坏,这是不可避免的。养护的目的,就是使沥青混凝土路面的质量得以恢复,保证行车安全、舒适、畅通。沥青混凝土路面的养护通常有四种方法:

(1 )一般性养护。一般性养护主要是对局部出现的小面积病害进行维修,如对裂缝进行灌缝、对小坑槽进行修补、对局部的拥包进行铲除、对桥头跳车部位进行修补等。

(2 )预防性养护。常用预防性养护方法有稀浆封层、微表处、薄层( 超薄层) 罩面等。预防性养护不但能显著延长高速公路沥青混凝土路面的使用寿命,减少养护维修费用,而且对维修期间正常交通的干扰相对较小,是一种非常值得推荐的养护维修方法。

(3 )中修。当路面强度下降较大时就要考虑对路面进行中修。此时,路面基层的强度仍然能满足通行需求,只是对面层

中的某些层面进行铣刨、补强。

(4)大修。大修不但要对面层全部铣刨,而且对基层全部或者部分也要进行铣刨翻新。大修不但耗资巨大、工作量大,而且维修期间对交通的干扰也较大。

高等级公路交通量一般较大,采用常规的养护方法,必然影响行车的通畅,社会影响也较大,因此,高等级公路的养护应采用先进养护工艺、加强新材料的应用。如在养护设备上可采用“补路王”进行修补。在养护材料上可在沥青混凝土路面表面涂刷或喷洒沥青延缓剂来增加沥青的柔韧性和弹性,以提高沥青的粘结性和使用寿命,也可使用沥青路面裂缝材料进行灌缝或采用新型封缝带粘贴封缝处理。在养护工艺上可采用冷施工的沥青料铺筑。

2.7人工因素

外因是变化的条件,内因是变化的依据。任何科学的工艺和先进的设备都离不开这个主观因素。在路面施工中,人为因素特别是施工人员素质和责任心对路面质量的影响也是至关重要的。现场技术人员、质检员、现场监理员要切实发挥出应有的作用,施工人员应具备高度责任感,保证按施工规范施工,对混合料的拌和、运输、摊铺以及接缝处理等一系列环节,层层把关,并成立质量管理小组,加强各施工人员及机械操作手的质量意识,并贯穿于整个施工过程中。因此,实行资质管理和各类专业人员持证上岗是保证人员素质的重要管理措施。

3. 提高路面质量的控制措施

施工中质量的控制和检查是保证质量很重要的一环,对施工质量的好坏影响极大。如沥青和矿料用量是否符合要求?配合比是否符合要求?沥青浇洒温度是否合格?碾压是否稳定、密实?有无破损情况?沥青混合料拌和、摊铺和碾压的温度以及质量是否符合要求等,这些施工过程中的质量具体要求都应按有关施工技术规范的规定,在施工中坚决贯彻执行。

沥青路面施工,对拌和、摊铺设备应在招标阶段就对设备的效率和性能作为合同条件作出明确要求,使摊铺和拌和设备相匹配。沥青路面的摊铺和压实施工应重点解决好路面平整度和压实度的关系,不宜片面追求过高的平整度指标,更不能靠牺牲压实度,换取平整度的提高,对压实度应作为重点指标检测。

沥青混凝土路面在我国道路建设中使用非常广泛。随着科技的不断发展,许多新技术、新材料都得到了实际应用,各种规范、标准比较齐全,但从实际施工来看,尚有许多值得探讨的问题。在沥青路面施工过程中,质量的控制和检查是保证质量最重要的一环。对施工质量的好坏影响很大,施工过程中的质量控制具体要求都应按有关施工技术规范的规定,在施工中果断贯彻执行,这对于保证沥青路面施工质量是非常重要的。

3.1施工人员控制

生产过程中各工序和主要岗位(含治理人员)必须由有经验的人员或经过培训取得上岗资格的人员操作或治理。要有明确、严格的岗位责任制。要有严格的奖惩措施。要把每个人的切身利益与产品的质量紧密联系起来。使他们既有干好的技能。

又有干好的愿望和动力。要经常对全体员工进行产品质量重要性的教育。非凡是各级领导者必须牢固树立质量是企业生命的思想。

3.2沥青混凝土的材料质量控制

沥青原材料的质量检查应当是质量控制工作的主要因素,因为原材料的质量是影响沥青混凝土路面质量的根本因素,在这阶段应当对选定的矿料、矿粉、沥青按照规范进行质量检查,对不合格的原材料坚决不允许使用。同时,对石料、矿粉的选定还需考虑到采石场的产量。沥青混凝土路面施工具有大规模、机械化施工的特点,日生产量大,如果因为原材料的供应不足而影响是工日进度,这也对沥青混凝土路面的质量造成影响。因此,在沥青混合料的配合比设计时,要考虑原材料的供应情况。

3.2.1沥青质量控制

路用沥青所处的环境十分复杂,长期日晒雨淋,又受到车辆荷载的长期反复作用,因此,要求路用沥青具有一定的性质来抵抗环境的影响。工程中沥青材料的质量是通过沥青的各项指标来表示的,沥青质量控制实际上是对沥青各项指标的控制。公路沥青路面施工技术规范 ( J T G F 4 0 2 0 0 4 ) 规定采用重交通石油沥青。针入度是选择沥青标号的最主要的依据,它不仅表现在高温稳定性上,对低温抗裂性能同样重要。对油源相同或温度敏感性相同的沥青,针入度大即较稀的沥青有较低的劲度摸量,比较稠沥青的路面裂缝少。可见,它可反映沥青粘度随温度变化的规律,即反映沥青的路用性能随温度而变化的规律。

3.2.2矿料质量控制

沥青混合料的矿料包括粗集料、细集料及填料。

(1)粗集料不得使用鄂式破碎机加工的碎石,集料存放时间不宜太长,碎石经过长期存放,若又无很好的保护措施,集料表面易为一层薄薄的粉料所包围,不易与沥青粘附。以后在做沥青粘附性试验时,建议碎石不经水洗,直接试验,这样能更好的反映碎石与沥青的粘附性能。集料应坚硬、耐磨耗、棱角好,有良好的嵌挤能力。针片状颗粒含量最好控制在不大于10%,特别应注意小于0.075mm 筛孔颗粒含量不大于1%。

(2)细集料一般采用机制砂,缺少机制砂可用石屑代替,路面施工单位一

般都可以自己加工生产出优质机制砂,使用石屑时应严格控制小于0.075筛孔颗

粒含量不超过15%,使用天然砂一般不超过集料总量的7%,砂当量应小于60%。

细集料必须覆盖,最好搭建防雨棚。

(3)填料:沥青路面用矿粉应使用磨细的石灰岩石粉,不宜使用拌和机回

收粉尘作为填料。为提高集料与碎石的粘附性,可掺加2%的水泥代替矿粉。

(4)其他材料

结合料:沥青材料是决定混合料质量的关键。现在沥青材料一般都由业主提不

能因为是直接提供而放松对其质量的检测。

SMA混合料中纤维稳定剂:在沥青马蹄脂碎石混合料中起吸附沥青、增强

结合料粘结力和稳定作用的纤维。

粗、细集料形成沥青混合料的矿质骨架,填料与沥青组成的沥青胶浆填充于骨料间的空隙中并将矿料颗粒粘结在一起,使沥青混合料具有抵抗行车荷载和环境因素作用的能力。对于矿料进行质量控制时应该注意以下几点:

( 1 ) 矿料应该石质坚硬、耐磨、洁净、干燥、无风化、无杂质,并且具有适当的级配,以及良好的颗粒形状,要求以接近立方体、多棱角为宜,扁平、细长颗粒含量不能过多。

( 2 ) 矿料表面应具有一定的粗糙度,以提高内摩阻角和用作表面磨耗层时提高抗滑性,构造粗糙的矿料同沥青拌和时的和易性差,但涂覆后沥青膜容易保持,光滑表面虽容易拌和,但是沥青膜也易于剥落

( 3 ) 矿料与沥青应该具有良好的粘附性,以增强沥青混合料的强度和耐久性,选材以碱性材料为好,当材料为酸性时,可在沥青中掺加表面活性物质,或对矿料进行活化处理,以提高粘附性。

3.2.3沥青混合料质量控制

( 1 ) 高温稳定性

沥青混合料的强度和抗变形能力随温度的变化而变化。温度升高时,沥青的粘滞度降低,矿料之间黏结力削弱,导致强度与抗变形能力降低。因此,高温季节,在行车荷载的重复作用下,路面易出现车辙、波浪、推移等病害。可采用提高黏结

力和内摩阻力的方法来确保高温稳定性。提高沥青混合料的内摩阻力的办法有:在沥青混合料中,增加粗矿料含量,使粗矿料形成空间骨架结构。提高沥青混合料的黏结力办法有:适当地提高沥青材料的黏稠度,控制沥青与矿料的比值 ( 油石比 ) ,严格控制沥青用量,采用具有活性的矿粉以改善沥青与矿料的相互作用。此外,在沥青中掺入天然橡胶、合成橡胶、聚异丁烯、聚乙烯等聚合物,也能获得较好的高温稳性。

( 2 ) 低温抗裂性

随着温度的降低,沥青的粘滞度增高,强度增大,但变形能力降低,并出现脆性破坏。影响低温开裂的因素主要有:沥青混合料所用沥青的性质、当地的气温状况、路基的类型和路面结构及层间结合状况。从低温抗裂性的要求出发,沥青混合料在低温时应具有较低的劲度和较大的抗变形能力。因此选材上应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青。在沥青中掺入橡胶等高聚物,也能大大提高混合料的低温抗裂性能。

( 3 ) 耐久性

在自然因素的长期作用下,要保证路面具有较长的使用年限,必须具备较好的耐久性。现行规范采用空隙率 ( 或饱水率) 、饱和度 ( 即沥青填隙率 )和残留稳定度等指标来表示耐久性。沥青混合料的空隙率的大小与矿料骨料的级配、沥青材料的用量以及压实度等有关。从耐久性角度出发,希望沥青混合料空隙率尽量减小,以防沥青的老化等。但考虑到热稳性,一般沥青混合料中均应残留 3 %~6 %空隙 ( 或以饱水率2 %~4 %计) 。空隙率大,且沥青与矿料粘附性差的混合料,在饱水后矿料与沥青粘附力降低,易发生剥落,引起路面早期破坏。此外,沥青路面的使用寿命还与混合料的沥青含量有很大关系。当沥青用量较正常的用量减少时,则沥青膜变薄,混合料的抗变形能力降低,脆性增加。沥青用量偏小后将使混合料的空隙率增大,沥青膜暴露较多,老化作用加速。同时空隙率增大后渗水性加大,促使水对沥青的剥落作用。有研究认为,沥青用量较标准沥青用量少 0.5 %的混合料,其路面使用寿命减少一半以上。也可在沥青中掺加抗剥落剂,以提高矿料与沥青膜之间的黏结力,从而提高混合料的耐久性。

( 4 ) 抗滑性

为提高其抗滑性,配料时应特别注意粗矿料的耐磨光性(用磨光值检验 ) ,应选择硬质有棱角的矿料。沥青的用量对抗滑性影响非常敏感,沥青用量超过最佳用量的0.5 %即可使抗滑系数明显降低。如果所用沥青混合料的高温稳定性不佳,路面易出现车辙和泛油现象,也会使抗滑性下降。

( 5 ) 抗疲劳性

抗疲劳性是沥青混合料抵抗荷载重复作用的能力。影响抗疲劳性能的主要因素有:沥青的质量与含量、混合料的空隙料、矿料的性质及级配。最佳的疲劳寿命对应一个最佳的沥青含量。混合料的疲劳寿命随空隙率的降低而显著增长,密级配混合料比开级配混合料有较长的疲劳寿命。

( 6 ) 工作性 ( 施工和易性 )

工作性是指沥青混合料摊铺和碾压工作的难易程度。影响工作性的首先是混合料的级配情况。此外,沥青的等级以及混合料中的沥青用量,都可能影响工作性,当沥青用量过少,或矿粉用量过多时,混合料容易变得疏松不易压实。反之,如沥青用量过多,或矿粉质量不好,则易使混合料粘结成团,不易摊铺。

3.3施工机械的质量控制

3.3.1施工机械检查

先进、良好的机械设备是保证质量、提高效率、加快进度与改善劳动条件的基础。机械治理主要是让各种路面施工机械处于良好状态、充分发挥其应有的作用。拌和厂和工地应有一个精干的机械维修小组并配备足够、适用的机具和易损零配件。一旦发生故障应能很快排除或修复。各类操作机手应持证上岗,严格按操作规程运行。漏油的机械、车辆不应上路,以避免给路面造成污染和损坏。

沥青路面施工前对各种施工机具应作全面检查,并应符合下列要求。

(1)洒油车应检查油泵系统、洒油管道、量油表、保温设备等有无故障,并将一定数量沥青装入油罐,在路上先试洒、校核其洒油量,每次喷哂前应保持喷油嘴干净,管道畅通,喷油嘴的角度应一致,并与洒油管呈15°~25°的夹角。

(2)矿料撒铺车应检查其传动和液压调整系统,并应事先进行试撒,以确定撒铺每一种规格矿料时应控制的间隙和行驶速度。

(3)沥青混合料拌和与运输设备的检查。选拌制设备,从拌制设备上保证后场施工质量。以拌和机为中心的沥青拌合厂,沥青混凝土拌和机的性能和生产能力是一个主要方面,保证拌和楼的生产能力与工程规模相互匹配,拌和楼必须具备全过程自动控制,能够分析数据、核定生产量,能够进行拌和质量分析,最好具备匹配的二级除尘装置。选好了拌和机,再优选沥青加热设备、矿粉的外加剂添加设备及装载机等附属设备,从它们的性能和供需能力上确保与拌和机配套,以满足拌和机生产要求为准。拌和设备在开始运转前要进行一次全面检查,注意联结的紧固情况,检查搅拌器内有无积存余料,冷料运输机是否运转正常,有无跑偏现象,仔细检查沥青管道各个接头,严禁吸沥青管有漏气现象,注意检查电气系统。对于机械传动部分,还要检查传动链的张紧度。检查运输车辆是否符合要求,保温设施是否齐全。

(4)摊铺机应检查其规格和主要机械性能,如振捣板、振动器、熨平板、螺旋摊铺器、离合器、乱板送料器、料斗闸门、厚度调节器、自动找平装置等是否正常。

(5)压路机应检查其规格和主要机械性能(如转向、启动、振动、倒退、停驶等方面的能力)及滚筒表面的磨损情况,滚筒表面如有凹陷或坑槽不得使用。

3.3.2沥青混合料的拌和控制

沥青混合料的拌和质量是影响沥青路面质量的一个重要环节。在混合料拌和

过程中要从混合料级配、沥青用量、拌和温度和时间等进行全方位的控制,以提

高混合料的摊铺效果;在混合料的运输过程中,要做好防氧化措施。

(1)沥青在拌和过程中,要高速好热料仓的比例,以确保热料仓的比例符合规范的级配要求。

(2)控制沥青的用量,使其用量符合技术规范的要求。

(3)拌和温度的和时间的控制

沥青混合料拌和时,要控制好温度和拌和时间。拌和沥青混合料时,由于沥青裹覆在集料和填料表面的沥青膜厚度一般在5~15um之间,易被氧化,且挥发成分亦较容易被损耗;因此,尽可能低的拌和温度及最短的拌和时间可降低沥青结合料的氧化和挥发成分的损耗,保证沥青的质量。每种规格的集料、矿粉和沥青都必须分别按要求的比例进行配料。沥青材料应采用导热油加热,加热温度应在160℃-170℃范围内。矿料加热温度为170℃-180℃,沥青与矿料的加热温度应调节

到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在150℃-165℃,混合料超过200℃者应废弃,并应保证运到现场的温度不低于140℃-150℃。性沥青时应先搅拌或循环拌和使其均匀后,方可使用;使用过程中也应该不断搅拌,避免改性剂离析。

(3)油石比的控制

油石比的控制是利用电子称量器,对各种材料进行分别称量。而级配的控制方法是两级控制,先是从各个生料仓的出料斗及皮带转速进行初控,经过混合并由运料皮带及提升机送进振动筛,由振动筛重新筛分,振动筛的尺寸选择要基本与规范中的筛孔尺寸一致。

( 4) 在进行集料准备时,集料铲运方向应与其流动方向垂直,以保证铲运材料均匀,避免集料离析。同时每天开工前应检查含水量,以便调节冷料的进料速度,并确定集料加热时间和温度,集料在送进拌和设备时的含水量不应超过 1 %,若集料含水量过大,不得使用,当集料级配发生变化或换用新材料时,应重新进行配合比设计,以确保混合料质量符合要求。

( 5 ) 在进行混合料搅拌时,应根据配料单进行,严格控制各种材料用量、搅拌时间和加热温度。拌和后的沥青混合料应均匀一致,无花白、无离析和结团成块等现象。每班抽样做沥青混合料性能、矿料级配组成和沥青用量检验。做好各项检查记录,不符合技术要求的沥青混合料禁止出厂。

3.3.3沥青混合料的运输控制

(1 ) 施工人员培训

施工前应对全体驾驶员进行培训,加强对汽车的保养,避免运输途中汽车抛锚,导致混合料冷却受损。

(2)混合料的装运方式

混合料的装运需要清洁车厢,并涂以润滑剂以防止混合料变冷时的粘结与堆集。石油类产品如柴油不应采用,因为环境问题很可能对沥青混合料造成有害影响。一般在装载沥青混合料之前在车厢上撒布石灰水或肥皂水,并沥去多余的润滑剂。

在装载沥青混合料时,应采用多次卸料,减少因较大集料滚落至卸料锥体边部而引起的离析。单一卸料在车厢中粗料离析将在摊铺机后的道路上表现明显,因为离析面积可散布到整个摊铺面。在摊铺机翼升高及材料倾卸至料斗时离析会增加,

这种离析在车辆端部更为显著。采用多重卸载在车厢中形成的轻度离析,可以完全不表现在道路上,尤其是如果第1次和第2次倾卸紧靠车厢端头,从而防止单一倾卸时在车厢前部与后部出现的离析。由于离析集中在车厢的中部,摊铺机螺旋器有机会进行轻度的重新拌和,并移动周围大集料,从而减小道路上的离析。

储料仓门的形状应大且长以迅速放出大量沥青混合料,从而防止下落成明显的锥形而加重离析。最坏的落料状况为材料缓慢地滴落到车厢中部,使粗集料跌落到料堆下,在周边形成离析。

(3)运输中的防护

在气候寒冷或运输时间长时,混合料应加盖防护罩,防止过分冷却及表面形成硬壳。防护罩要可靠地绑扎、防止在防护罩与沥青混合料之间进入空气。因此,全部防护罩都应与车厢边部搭接,并沿车厢的侧部与后部整齐地绑扎。

(4)运输车辆的循环

运输车循环由沥青混合料生产现场到铺筑工程现场的典型行程的不同部分组成,包括返程。在考虑减小载重车费用的方法时,必须增大每程的载荷量或借助于减少一个或更多的运程单元来减少总的运程时间。每日运输混合料装置输出量所需车辆数量是生产总吨数、载重车总循环时间与每车载荷量的函数。经常采用波动仓或储料仓来减少混合料载重车需要运载的时间,也可以减小运载车等待时间。

(5)运输车辆的安排

在车辆的安排上必须满足运力要求,车辆载重量应大于15t,运料前打扫干净车槽,并涂1∶3油水混合液,车槽侧面打温度检查孔,备覆盖成品混合料的油毡布。在混合料装车时指挥驾驶人员前后移动车辆,分三堆装料以减少混合料离析,在沥青混凝土摊铺时,运输车辆要在离摊铺机30cm处停车,停车时不能撞击。

3.3.4沥青混合料的摊铺控制

摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备,其本身的性能及操作对摊铺平整度影响很大。摊铺机结构参数不稳定、行走装置打滑、摊铺机摊铺的速度快慢不匀、机械猛烈起步和紧急制动以及供料系统速度忽快忽慢都会造成面层的不平整和波浪。摊铺沥青混合料作业过程中,应着重从摊铺宽度和平整度、摊铺时的温度控制以及与运料车之间的配合把好关,最大限度地避免小波浪、离析、划痕、平整度

超差等缺陷,以提高路面摊铺的质量。

1.摊铺机操作措施

摊铺机操作不正确最容易造成路面出现波浪、搓板。无论在施工中采用哪一种型号的摊铺机,若摊铺机操作手不熟练,导致摊铺机曲线前进、运料车在倒料时撞击摊铺机、摊铺机不连续行走或行走过程中熨平板高低浮动等,都会使路面形成波动或搓板;摊铺机的熨平板未充分预热会使混合料粘结和熨不平;运输车与摊铺机配合不好,卸料时,撒落在下层的混合料未及时清除,会影响履带的接地标高,连带影响摊铺层的横坡及平整度。摊铺机基准线的控制也影响着路面平整度。目前使用的摊铺机大都有自动找平装置,摊铺是按照预先设定的基准来控制,但施工单位往往不够重视或由于高程的找平误差,形成基准控制不好、基准线因张拉力不足或支承间距太大而产生挠度,使面层出现波浪;挂线高程测量不准,量线失误或桩位移动,都会通过架设在钢丝线上的仪表反映在相应的摊铺路段上,造成路面高低起伏。因此,控制摊铺机操作应选用熟练的摊铺机操作手,并进行上岗前培训。在摊铺过程中,运料车应在摊铺机10—30m处停住,并挂空档,依靠摊铺机推动缓慢前进,并应有专人指挥卸料车进行卸料;确保摊铺机供料系统的工作具有连续性,即保证脚轮( 输送轮) 内的料位高度稳定、均匀、连续,料位高度保持在中心轴以上叶片的2/3为宜。

2. 摊铺机基准线的控制

在施工中若采用底面层“走钢丝”,中上面层“走雪撬”的基准控制办法,

会收到较好的效果。

(1)底面层施工前,先要张拉好用于数字式旋转传感器基准线,然后设好各桩,根据测量的高程确定各桩钢丝的高度。布设时应精心测量、认真调整,并检查钢丝的拉力不得小于784N。否则,由于测量不准、量线失误或拉力不够造成钢丝下挠,这些都会通过架设在钢丝上的仪表反应到摊铺路段上,使得摊铺的路面呈波浪状起伏,影响平整度。

(2)在高速公路施工过程中,建议采用移动式基准梁,该装置长16m,在摊铺机前面的基准梁上装有212个可上下伸缩的“雪撬”板,后基准梁上装有216个可上下伸缩的橡胶轮,前后基准梁在摊铺机大臂处铰接,可消除下层局部不平整,将原

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档