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摘要:本文结合S308线二期改建工程的实际情况,浅谈一下沥青碎石路面施工与控制
一、工程概况
凤利路是安徽省凤台与利辛两县的连接线,平原微丘区,二级公路线形标准,①设计荷栽:汽-20级,挂-100级;②设计行车速度:80Km/h;③路基宽度16-18米。路面设计为:下面层采用5cm中粒式沥青碎石;上面层采用2cm细粒式沥青碎石。
凤利路的施工单位、监理单位在凤利路业主的支持下,总结以往的施工经验,对国内一些沥青路面的先进施工技术进行了有力的尝试。要求所用沥青的延度好、与集料的粘结力好、沥青碎石要有很高的密实度、以增强抗疲劳性能。因考虑到设计沥青碎石铺筑厚度,于是中粒式选用AM-25型,且选用优质泰国沥青AH-70进口沥青。采用当地大山的石灰岩,因其与沥青的粘结性比较好。在施工中控制原材料及加强料场的管理,严格控制沥青碎石的生产过程及沥青碎石铺筑的施工过程控制,加强试验及检测,严格监理,使中粒式AM-25型的施工质量得到有利的保障。然而在整个沥青碎石铺筑的施工中AM-10的施工显得尤为重要,下面是AM-10配合比设计及试验段施工的具体过程。
二、AM-10配合比设计
设计采用2cm沥青碎石,可采用AM-10,对原材料要求较高,经多方面搜集后采用当地的石灰岩,其规格S13、S15和砂,经委托合肥公路工程试验检测中心试验室各主要指标如:表观密度为2.571g/cm3 (>2.45) ;﹤0.075mm含量为3.5%(<1%);针片状为37.1 %(<20%);吸水率为2.0 %(<3%).
细集料选用当地大山采石场生产的石灰岩,其与沥青的粘附性较好,各试验指标是:S15视密度为2.570g/cm3(>2.5);砂当量(含泥量)为 74(>60);中砂视密度为2.542g/cm3(>2.5);砂当量(含泥量) 71(>60).
在材料的选择中,沥青的选用至关重要.因此,在最后选用了泰国沥青AH-70,其试验结果指标: 针入度25℃为64 0.1mm(60~80) ;延度25℃为>100 cm(>100 cm);软化点为47℃(44~54) ;密度15℃为1.007 g/cm3
下表是各粗集料、细集料的筛分情况:
经过各筛分结果进行初步计算,为了便于能良好的施工,最后确定目标配合比如下:
瓜子片:石粉:中砂
71.5 :20.5 :8
其混合料级配如下表:
通过下列筛孔(方孔筛,mm)的质量百分率
按此目标配合比分别对沥青含量3.0%、4.0%、4.5%进行试验,每组分别制作4个试件,制作时拌和温度控制在150℃-165℃,击实温度控制在135℃-140℃,然后对每组进行马歇尔稳定度试验,经对4组试件马歇尔稳定度试验结果进行分析,选定沥青含量3.9%比较合理。
目标配合比确定后可着手进行生产配合比试验,根据AM-10级配要求以及沥青碎石在拌和过程中容易调整、控制,设置4.75mm、0.6mm二道振动筛,经二次筛分后在热料仓1#、2#、3#分别取100Kg矿料进行筛分试验,经多组平行试验后,取1#仓、2#仓、3#仓各筛分结果试配,最终确定细料式沥青碎石AM-10的生产配合比为1#仓、2#仓、3#=30:45:25。根据此生产配合比分别对沥青含量3.5%、3.8%、4.1%、4.5%进行马歇尔稳定度试验,每组制作4个试件,最后取油石比4.2%,同时进行生产配合比验证,即在沥青混凝土拌和楼进行试伴,按油石比4.2%输入,检查混合料的混合级配及马歇尔试验结果如下表:
三、细粒式沥青碎石AM-10试验段的施工
为了进一步验证生产配合比的可行性,以及确定细粒式沥青碎石各施工工艺的技术参数。在凤利路进行了全长为300m的细粒式沥青碎石试验段。
1、主要施工机械
间隙式沥青混凝土拌和楼一座(60t/h)
ABG沥青混凝土摊铺机
YZ-10钢轮压路机一台
YL-16胶轮压路机一台
自卸车10辆
2、沥青混合料的温度控制
沥青材料采用导热油加热,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合料出厂温度在150℃-165℃,不准有花白料、超高温,混合料超过200℃者应废弃,并应保证运至施工现场不低于140℃-150℃。沥青混合料的施工温度见下表所示。
沥青混合料的施工(℃)
3、沥青混合料拌和均匀性控制及混合料储存、运输
按生产配合比计算每盘沥青混合料中各集料的数量,输入操作的计算机中,并在正式拌和之前先试拌一盘,同时让有经验的人员进行外观检查,经观察没有出现油多、油少、混合料离析及粘料等,确定可以拌料,并通知试验人员进行取料。由于储料仓温度较高,混合料下落时容易产生离析现象,沥青混合料在装运时采用移动接料的方式。在沥青混合料运输中,为保证混合料的温度应采用帆布进行遮盖。
4、沥青混合料的摊铺
在摊铺混合料之前,必须对下层进行检查,特别应注意下层的污染情况,不符合要求的要进行处理,否则不准铺筑沥青碎石。
采用一台ABG沥青混凝土摊铺机进行摊铺,需要保证摊铺机能连续、均匀的摊铺。根据沥青混合料的拌和情况,严格控制摊铺速度,同时在摊铺过程中使摊铺机的螺旋送料器不停的转动,两侧保持有不少于2/3送料器叶片高度的混合料。由于采用沥青混合料储料仓
集中储料,为使生产效率提高可先储料,后集中摊铺。摊铺均匀速度不宜过快,现场控制摊铺速度在1.5m/min~2.0m/min。
施工中应组织人员进行松铺厚度的测量,即对原底层选点进行高程测量,摊铺后再次测量得出松铺厚度h1,经压路机压实后再测量一次得出压实厚度h2,则松铺厚度系数h1/h2,对不同部位多点测量计算,最后确定松铺系数K=1.2。
5、保证压实度采取的措施
压实度是沥青碎石铺筑的重要指标,直接影响到沥表碎石路面的使用性能。压实分初压、复压和终压三个阶段。压路机应以均匀速度行驶,压路机速度应符合下表的规定;
压路机碾压速度(Km/h)
初压:摊铺之后立即进行(高温碾压),用静态二轮压路机完成(2遍),初压温度控制在130℃-140℃。初压应采用轻型钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,碾压时应将驱动轮面向摊铺机。碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移,初压后检查平整度和路拱,必要时应予以修整。
复压:复压紧接在初压后进行,复压用振动压路机和轮胎压路机完成,先用振动压路机碾压2-3遍,再用轮胎压路机碾压2-3遍,使其达到压实度。
终压:终压紧接在复压后进行,终压应采用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,消除轮迹(终了温度>80℃)。
初压和振动碾压要低速进行,以免对热料产生推移、发裂。碾压应尽量在摊铺后较高温度下进行,一般初压不得低于130℃。
6、提高平整度所采取的措施
在保证压实度的的前提下,提高沥青混合料路面的平整度,可以改善行车条件。影响平整度的因素很多,现场保持摊铺、碾压能连续地进行,不随意出现停顿;严格控制碾压速度,严禁在未压实的沥青碎石路面上调头;自卸车在卸料时不得碰撞摊铺机,并安排人工清扫工作面范围内散落的石子;对横缝或机械故障出现的临时停顿处需集中处理,并在较高温度下处理完毕,但考虑到反复碾压容易造成碾压裂纹,须严格控制碾压时洒水量,避免洒水量过多,沥青混合料温度降低过快。
四、试验段试验数据的整理
试验段施工完成后,对试验数据及现场检测数据进行及时的整理,以总结试验段的试验成果,便于以后的沥青碎石路面铺筑的施工。
1、所取两组试样的抽提试验与筛分结果平均值(各称取混合料100g)
通过下列筛孔(方孔筛,mm)质量百分率
沥青含量=4.1%
2、两组马歇尔稳定度试验结果平均值(每组4个试件)
3、现场钻芯取样6个,分别以水中法测定其密度,并量其厚度。得厚度为1.8mm-2.2mm,平均值:20.3,厚度代表值:19.5 mm ;与试验室理论密度进行对比得出试件的压实度在94%-99%之间,最小值=94.8%。
4、用三米直尺量最大间隙全部小于4 mm。后利用XLPY-F型路面平整度仪进行了平整度检测,测得平整度标准差δ在1.1-1.9之间。
经过试验段的摊铺之后,验证了生产配合比的可行性,特别是给沥青碎石的施工提供了有利的数据及施工方法。
一、工程概况
凤利路是安徽省凤台与利辛两县的连接线,平原微丘区,二级公路线形标准,①设计荷栽:汽-20级,挂-100级;②设计行车速度:80Km/h;③路基宽度16-18米。路面设计为:下面层采用5cm中粒式沥青碎石;上面层采用2cm细粒式沥青碎石。
凤利路的施工单位、监理单位在凤利路业主的支持下,总结以往的施工经验,对国内一些沥青路面的先进施工技术进行了有力的尝试。要求所用沥青的延度好、与集料的粘结力好、沥青碎石要有很高的密实度、以增强抗疲劳性能。因考虑到设计沥青碎石铺筑厚度,于是中粒式选用AM-25型,且选用优质泰国沥青AH-70进口沥青。采用当地大山的石灰岩,因其与沥青的粘结性比较好。在施工中控制原材料及加强料场的管理,严格控制沥青碎石的生产过程及沥青碎石铺筑的施工过程控制,加强试验及检测,严格监理,使中粒式AM-25型的施工质量得到有利的保障。然而在整个沥青碎石铺筑的施工中AM-10的施工显得尤为重要,下面是AM-10配合比设计及试验段施工的具体过程。
二、AM-10配合比设计
设计采用2cm沥青碎石,可采用AM-10,对原材料要求较高,经多方面搜集后采用当地的石灰岩,其规格S13、S15和砂,经委托合肥公路工程试验检测中心试验室各主要指标如:表观密度为2.571g/cm3 (>2.45) ;﹤0.075mm含量为3.5%(<1%);针片状为37.1 %(<20%);吸水率为2.0 %(<3%).
细集料选用当地大山采石场生产的石灰岩,其与沥青的粘附性较好,各试验指标是:S15视密度为2.570g/cm3(>2.5);砂当量(含泥量)为 74(>60);中砂视密度为2.542g/cm3(>2.5);砂当量(含泥量) 71(>60).
在材料的选择中,沥青的选用至关重要.因此,在最后选用了泰国沥青AH-70,其试验结果指标: 针入度25℃为64 0.1mm(60~80) ;延度25℃为>100 cm(>100 cm);软化点为47℃(44~54) ;密度15℃为1.007 g/cm3
下表是各粗集料、细集料的筛分情况:
经过各筛分结果进行初步计算,为了便于能良好的施工,最后确定目标配合比如下:
瓜子片:石粉:中砂
71.5 :20.5 :8
其混合料级配如下表:
通过下列筛孔(方孔筛,mm)的质量百分率
按此目标配合比分别对沥青含量3.0%、4.0%、4.5%进行试验,每组分别制作4个试件,制作时拌和温度控制在150℃-165℃,击实温度控制在135℃-140℃,然后对每组进行马歇尔稳定度试验,经对4组试件马歇尔稳定度试验结果进行分析,选定沥青含量3.9%比较合理。
目标配合比确定后可着手进行生产配合比试验,根据AM-10级配要求以及沥青碎石在拌和过程中容易调整、控制,设置4.75mm、0.6mm二道振动筛,经二次筛分后在热料仓1#、2#、3#分别取100Kg矿料进行筛分试验,经多组平行试验后,取1#仓、2#仓、3#仓各筛分结果试配,最终确定细料式沥青碎石AM-10的生产配合比为1#仓、2#仓、3#=30:45:25。根据此生产配合比分别对沥青含量3.5%、3.8%、4.1%、4.5%进行马歇尔稳定度试验,每组制作4个试件,最后取油石比4.2%,同时进行生产配合比验证,即在沥青混凝土拌和楼进行试伴,按油石比4.2%输入,检查混合料的混合级配及马歇尔试验结果如下表:
三、细粒式沥青碎石AM-10试验段的施工
为了进一步验证生产配合比的可行性,以及确定细粒式沥青碎石各施工工艺的技术参数。在凤利路进行了全长为300m的细粒式沥青碎石试验段。
1、主要施工机械
间隙式沥青混凝土拌和楼一座(60t/h)
ABG沥青混凝土摊铺机
YZ-10钢轮压路机一台
YL-16胶轮压路机一台
自卸车10辆
2、沥青混合料的温度控制
沥青材料采用导热油加热,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合料出厂温度在150℃-165℃,不准有花白料、超高温,混合料超过200℃者应废弃,并应保证运至施工现场不低于140℃-150℃。沥青混合料的施工温度见下表所示。
沥青混合料的施工(℃)
3、沥青混合料拌和均匀性控制及混合料储存、运输
按生产配合比计算每盘沥青混合料中各集料的数量,输入操作的计算机中,并在正式拌和之前先试拌一盘,同时让有经验的人员进行外观检查,经观察没有出现油多、油少、混合料离析及粘料等,确定可以拌料,并通知试验人员进行取料。由于储料仓温度较高,混合料下落时容易产生离析现象,沥青混合料在装运时采用移动接料的方式。在沥青混合料运输中,为保证混合料的温度应采用帆布进行遮盖。
4、沥青混合料的摊铺
在摊铺混合料之前,必须对下层进行检查,特别应注意下层的污染情况,不符合要求的要进行处理,否则不准铺筑沥青碎石。
采用一台ABG沥青混凝土摊铺机进行摊铺,需要保证摊铺机能连续、均匀的摊铺。根据沥青混合料的拌和情况,严格控制摊铺速度,同时在摊铺过程中使摊铺机的螺旋送料器不停的转动,两侧保持有不少于2/3送料器叶片高度的混合料。由于采用沥青混合料储料仓
集中储料,为使生产效率提高可先储料,后集中摊铺。摊铺均匀速度不宜过快,现场控制摊铺速度在1.5m/min~2.0m/min。
施工中应组织人员进行松铺厚度的测量,即对原底层选点进行高程测量,摊铺后再次测量得出松铺厚度h1,经压路机压实后再测量一次得出压实厚度h2,则松铺厚度系数h1/h2,对不同部位多点测量计算,最后确定松铺系数K=1.2。
5、保证压实度采取的措施
压实度是沥青碎石铺筑的重要指标,直接影响到沥表碎石路面的使用性能。压实分初压、复压和终压三个阶段。压路机应以均匀速度行驶,压路机速度应符合下表的规定;
压路机碾压速度(Km/h)
初压:摊铺之后立即进行(高温碾压),用静态二轮压路机完成(2遍),初压温度控制在130℃-140℃。初压应采用轻型钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,碾压时应将驱动轮面向摊铺机。碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移,初压后检查平整度和路拱,必要时应予以修整。
复压:复压紧接在初压后进行,复压用振动压路机和轮胎压路机完成,先用振动压路机碾压2-3遍,再用轮胎压路机碾压2-3遍,使其达到压实度。
终压:终压紧接在复压后进行,终压应采用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,消除轮迹(终了温度>80℃)。
初压和振动碾压要低速进行,以免对热料产生推移、发裂。碾压应尽量在摊铺后较高温度下进行,一般初压不得低于130℃。
6、提高平整度所采取的措施
在保证压实度的的前提下,提高沥青混合料路面的平整度,可以改善行车条件。影响平整度的因素很多,现场保持摊铺、碾压能连续地进行,不随意出现停顿;严格控制碾压速度,严禁在未压实的沥青碎石路面上调头;自卸车在卸料时不得碰撞摊铺机,并安排人工清扫工作面范围内散落的石子;对横缝或机械故障出现的临时停顿处需集中处理,并在较高温度下处理完毕,但考虑到反复碾压容易造成碾压裂纹,须严格控制碾压时洒水量,避免洒水量过多,沥青混合料温度降低过快。
四、试验段试验数据的整理
试验段施工完成后,对试验数据及现场检测数据进行及时的整理,以总结试验段的试验成果,便于以后的沥青碎石路面铺筑的施工。
1、所取两组试样的抽提试验与筛分结果平均值(各称取混合料100g)
通过下列筛孔(方孔筛,mm)质量百分率
沥青含量=4.1%
2、两组马歇尔稳定度试验结果平均值(每组4个试件)
3、现场钻芯取样6个,分别以水中法测定其密度,并量其厚度。得厚度为1.8mm-2.2mm,平均值:20.3,厚度代表值:19.5 mm ;与试验室理论密度进行对比得出试件的压实度在94%-99%之间,最小值=94.8%。
4、用三米直尺量最大间隙全部小于4 mm。后利用XLPY-F型路面平整度仪进行了平整度检测,测得平整度标准差δ在1.1-1.9之间。
经过试验段的摊铺之后,验证了生产配合比的可行性,特别是给沥青碎石的施工提供了有利的数据及施工方法。