严寒地区沥青混凝土路面施工质量管理

2020-03-08 02:25林良德
工程技术研究 2020年21期
关键词:矿料平整度摊铺

林良德

(中国水利水电第十六工程局有限公司,福建 福州 350001)

随着国民经济的快速发展,我国公路交通基础设施建设也得到相应的扩大和优化。当前,在我国交通运输中公路交通是十分常见的形式,其中沥青路面因其所具有的诸多优势(如噪声小、行车舒适性、养护维修方便、可分期修建等)而在高等级公路路面中得到了广泛应用。在我国国土总面积中,严寒区域占近43%,由于严寒地区大多冬季较长且温度较低,加之气候条件恶劣,因此沥青路面出现裂缝的概率非常大,且一旦路面有裂缝出现,在行使车辆的作用下,雨水便会不断冲刷路面,同时带给其动水压力,进而让裂缝逐渐发展到路面基层,久之,裂缝周围路面集料损失同时逐渐形成坑槽[1]。坑槽直接影响行车的舒适性和安全性。而且,当路表雨水渗入路基,会使路基的稳定性以及强度受到严重影响,严重损坏路面,这些均会对沥青路面的使用质量与使用寿命造成影响。

1 严寒地区公路沥青混凝土路面的特点

作为一种柔性路面,沥青混凝土路面能适应各种交通条件,但对温度的敏感度较高,缺乏良好的温度稳定性。夏天温度较高时容易变软,受车轮碾压极易出现推移拥包的情况出现;冬天气温较低时容易变脆,极易出现裂缝,而裂缝的发展会对路面的使用性能造成影响[2]。而且,寒冷地区很容易堆积雪,随着温度的不断升高,融化后的雪水会渗入路面,导致沥青非常容易老化且使用寿命也会缩短。

2 严寒地区沥青混凝土路面常见病害及成因

严寒地区公路沥青混凝土路面常见的破坏形式有纵(横)裂缝、网裂、坑槽松散、泛油、局部路段存在车辙等。路面产生病害的原因主要包括两个方面:(1)严寒地区的气候环境。受高海拔、强烈太阳辐射的作用,沥青快速老化。受气候环境的影响,沥青路面会产生诸多问题,如水损害、冻融病害、低温收缩裂缝和胀缩疲劳裂缝等。近年来,车辙是沥青混凝土路面发生率较高的病害,且情况日益严重。(2)施工质量不达标。如运输距离长、弯度大,温度较低的山顶路段难以压实,所以离析发生率较高。同时,面层油石比和骨料级配不达标,沥青标号和用量存在问题,碾压不实,路面成型质量不过关,使路面出现松散、坑槽等病害。除此之外,受严寒地区气候影响,其施工期一般都比较短,雨雪也非常多,这些都对施工质量造成了很大影响。

3 严寒地区沥青混凝土路面施工质量管理

3.1 沥青混凝土施工前期的控制

首先,在正式进行沥青路面施工前,应建立一支精干、高效的施工质量控制队伍,合理配置施工人员,确保在关键工序上有几名具有较强责任心且技术过硬的施工人员[3]。完成队伍组建后,应确保相关人员熟悉设计文件,充分掌握施工设计相关图纸,从而把控好项目规模以及各分部分项工程的实际工程量。其次,沥青混凝土一定要在沥青搅拌站通过搅拌机拌合,这就要求相关人员综合考虑运输距离、运输环境等,使环境保护、消防安全以及良好的防雨及排水设施等要求得到满足。再次,科学选择施工机械设备。在选择施工机械设备时,应综合考虑工作效率、机械的技术性能、能源消耗等诸多因素。最后,确定材料最佳配合比,做好试验段施工。结合实验室提供的配合比,筛分各种原材料,拟定初步的配合比展开适配,试拌白料,利用试拌和抽样试验确定施工配合比。在试验段的铺筑中运用事先准备的混合料以及机械设备,对沥青的沥青含量、矿料级配、稳定度、流值、空隙率、饱和度、击实度等做抽样检测。同时,确定生产配合比及人员配备,提出标准施工方案,以此为面层施工奠定良好的基础。

3.2 沥青混凝土施工阶段的质量控制

(1)原材料控制。为提升沥青混凝土面层质量,要控制原材料质量,协调沥青混凝土面层施工体系内部各个工作模块,制订材料质量规划,优化采购工作方案,认真检验原材料质量。协调包括材料入场、材料储存等在内的多个环节:①沥青。沥青质量和沥青路面的质量息息相关。在施工过程中,不仅要严格控制沥青的三大指标(针入度、延度、软化点),还必须加强对沥青含蜡量检测的重视。沥青含有诸多蜡,这会降低沥青的延度,并使其具有很强的温度敏感性,无法较好地黏附石料,沥青路面的低温抗裂性与高温稳定性也会受到严重影响。因此,在实际工作中,要严密封闭沥青灌口,防止沥青中有水分进入,同时要不得长时间存贮沥青和控制存放温度(温服最高不得超过140℃,最低不得低于90℃)。②矿料。矿料质量和沥青混合料的强度息息相关,是破坏沥青路面众多影响因素中最主要的一种。现阶段,沥青混凝土路面所用矿料多是一些私人企业生产的矿料,因为破碎与筛分设备存在较大的差别,所以所生产的规格相同的矿料其成分和粒径也有所区别。对此,在选择沥青路面用碎石时,必须展开实地考察,考察内容包括企业的生产规模、料源储备、碎石生产方式等,尽可能选择大中型碎石企业。若项目条件允许,最好统一组织加工,防止从大小不同的碎石厂收购碎石。由于很多碎石厂生产的碎石常有不同的规格,即便是名义上规格一样的碎石,实际上也存在差别,因此在材料进场前,相关人员必须切实做好检验工作,若有必要,可以经常抽检,严禁不合格材料进入场内。现阶段,料场内的矿料多为露天堆放,再加上排水不合理,在雨天会有大量雨水侵入矿料,增加其中的水分,尤其是细粒料的情况更加严重[4]。该种情况会导致下述问题出现:①显著增加了烘干所用的材料,增加的燃料在30%~50%。②级配不准确。粗细集料的含水量改变较为显著,导致无法准确计量。除此之外,含水量的显著增多也严重影响了级配料斗的下料速度,甚至导致下料不能正常进行,既对级配产生影响,也使正常施工受阻。③由于矿料含水量增加,在施工中为了有效确保混合料的温度,拌和时必须加大火焰,让有效加热火焰向拌和区延伸,以此加快沥青的老化。为避免出现上述问题,就必须加强场内排水,且在雨天还应覆盖矿料,特别是细粒料,避免渗入雨水。

(2)摊铺环节的质量控制。摊铺工作主要涉及摊铺前的准备工作、检查摊铺机器以及开展摊铺作业等环节。在摊铺准备环节,工作人员应认真检查摊铺层,只要在检查过程中发现路面灾害现场,就必须尽早预防和控制,以确保摊铺工程基础条件良好,使之能够顺利开展。在检查摊铺机器时,必须确保摊铺机器具备良好的使用性能,保证其在运行中始终保持稳定状态。如果在检查过程中发现摊铺机器有故障或质量问题,坚决不允许在施工中使用,且必须及时准备好备用摊铺机器,确保施工顺利开展。

(3)施工缝的处理。施工缝处理质量对沥青路面的平整度影响极大,一般连续摊铺路段都具有比较好的平整度,但接缝处就相对较差。因此,处理好接缝是提升路面平整度的关键步骤。具体而言,必须做好以下工作:切除接头,借助3cm直尺检查端部平整度;以摊铺层面直尺脱落点为界,利用切割机挖除切缝;新铺接缝处,应运用斜向碾压法,配合人工找平,从而消除接缝的不平整处,使前后两路段的衔接处平顺。

(4)检测及缺陷处理。施工人员应注重沥青混凝土路面施工各个环节的检测,包括平整度、厚度、宽度、密实度、高程、弯沉等,确保碾压成型后的路面与设计要求一致。测定平整度时会用到长6m的铝合金尺杆和车载连续平整度仪,若是局部测量可采用6m直尺,若范围较大,则运用车载连续平整度仪测量。综合使用两种方法,能确保所测出的路面平整度更加准确。通常,使用弯沉仪测定弯沉值,每个断面之间的距离为20m。测量密实度时,先在现场借助钻芯机对钻芯进行取样,再把试件带入实验室,开展马歇尔试验和其他试验。借助处理试验数据,可以更加客观地评价沥青混凝土路面的内在物理力学性能。沥青混凝土路面的常见问题,从使用效果方面而言,主要表现为路面波浪、密实度不够、横缝跳车以及局部推移、松散、离析、隆起等,这部分缺陷与施工过程关系密切。在施工过程中,路面波浪的出现和摊铺机有很大关系,而且沥青混合料软弱或混合料温度组成的改变使得混合料的劲度缺乏均匀性也是一个重要因素。若想消除路面波浪,则需调整摊铺机的性能,同时严格要求沥青混合料的级配以及温度。为确保找平系统良好,操作人员应经常检查,一旦发现问题,就需第一时间处理。工艺上的问题是造成横缝跳车的主要原因,在处理横缝时,需切齐已成型的路面,同时在接触面上浇洒粘层沥青。在正式摊铺前,应调整好摊铺机的松铺系数,完成摊铺后第一时间展开人工修补。碾压的顺序为先横再纵,如此处理可极大减少跳车的出现。之所以会出现密实度不够的问题,与压实遍数不够、级配曲线中细料出线、油石比不准确以及压实机具偏轻等有关。离析与压实机具偏轻有很大关系,应通过人工第一时间进行处理。通常,基层软弱、混合料级配不稳定、压路机起停速度太快以及油石比偏大等是导致局部推移、松散、隆起的主要原因。

4 结语

总之,在严寒地区的沥青混凝土路面施工中,只有严格遵循相关施工规范,把好材料关,严格控制施工前后的施工质量,才能有效控制各种施工问题的出现,进而显著提升沥青混凝土路面工程的质量。

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