浅谈半干旱草原沥青混凝土路面施工质量控制

'浅谈半干旱草原沥青混凝土路面施工质量控制　　(中铁六局呼和浩特铁路建设公司，内蒙古呼和浩特010050) 　　摘要：文章对干旱草原沥青混凝土路面施工过程中原材料质量控制、拌合料的质量控制、路面平整度控制、沥青混凝土路面压实度控制等各方面进行论述，阐述了半干旱草原沥青混凝土路面质量控制的主要要点。 　　关键词：半干旱草原；沥青混凝土路面；质量控制 　　中图分类号：U416.2文献标识码：B文章编号：1007—6921(XX)15—0097—03 　　随着内蒙古交通建设不断发展，沥青混凝土路面公路越来越多的被应用在草原公路建设上。沥青混凝土路面的质量决定公路的使用寿命，影响沥青混凝土路面质量的因素很多。本文主要是对半干旱草原沥青混凝土路面施工的原材料质量控制、摊铺作业质量控制、压实质量等几个方面阐述草原沥青砼路面的质量控制。 1半干旱草原沥青混凝土路面的特点 　　在过去几年内，笔者承担了锡林郭勒草原多条公路的建设，锡林郭勒属于半干旱草原，气候特点是风大、干旱、寒冷。年平均气温0～3℃，结冰期长达5个月，寒冷期长达7个月，1月气温最低，平均-20℃，为华北最冷的地区之一。7月气温最高，平均21℃。年较差为35～42℃，极端最高气温39．9℃，极端最低气温-42．4℃，日较差平均为12～16℃。平均降雨量295mn。每年11～3月平均降雪总量8～15mm。年平均相对湿度在60％以下，蒸发量在1500～2700mm之间。蒸发量最大值出现在5～6月份。年日照时数为2800～3200h，日照率64～73％，无霜期110～130天。在XX年我公司承担的国道303线阿其乌拉至锡林浩特段位于浑善达克沙地，浑善达克沙地又称小腾格里沙地，由西北向东南横贯中部，东西长约280km，南北宽约40～100km。属半固定沙地。 　　由于气候和地理位置的特殊性，所以草原公路不仅在设计上有针对性，而且在施工过程中我们还应该做好质量控制，以下从原材料质量控制、路面平整度、路面压实度等几个方面进行阐述沥青混凝土路面的质量控制。 2沥青混凝土路面原材料的质量控制 2.1沥青混合料的控制的意义 　　沥青混合料设计的目的是使沥青混合料具有良好的使用性能，如高温稳定性、抗疲劳性能和水稳性等，任何一种性能的缺失都会导致沥青路面产生相应模式的破坏。如高温稳定性不好会导致路面出现过大的车辙，耐疲劳性能不好则会导致路面过早的疲劳开裂，低温抗裂性性能差的沥青混合料路面在降温时容易产生开裂等。 　　不同组成材料的比例和性质的变化以及不同的混合料压实工艺和效果，都将导致沥青混合料组成结构的变化。不同结构特点的沥青混合料表现出不同的性能特点。如细集料较多而粗集料较少的混合料容易形成悬浮结构，其疲劳性、低温抗裂性和水稳定性较好而高温稳定性；反之。粗集料较多而细集料较少的混合料容易形成骨架密实结构，细集料比例进一步降低，则会形成骨架空袭结构。这几种结构具有较好的高温稳定性而疲劳性能、低温抗裂性河水稳定差。根据本地区的交通特点，该地段气候寒冷、冬春交接季节又有降雪，融化以后的雪水很容易通过裂缝进入路面的结构层，造成立奇功混凝土路面病害，影响道路使用寿命，在施工中除考虑混合料的低温抗裂性外、水稳定性外还要考虑路面要有一定的高温稳定性。 2.2沥青混凝土混合料质量的控制 　　2.2.1严格沥青供方的评价，做好沥青质量控制，提高沥青的质量主要是在施工过程做好供方评价，也是控制沥青质量的关键，由于我国交通设施开工项目较多，很多资金到位率不高，在道路结构层的厚度设计、材料采用本着经济适用的原则，采用进口沥青比较少，所以在施工时采用国产沥青时，做好供方评价，确保厂家有足够的能力提供质量可靠的沥青是沥青质量控制的关键。 　　2.2.2做好集料的控制，草原公路建设中不可避免有材料集料质量差，也是目前草原公路建设中的特别严重的问题，突出表现是：材料脏、粉尘多、针片状颗粒含量高，级配不规格等，经常不能达到规范要求。使用时严重离析，导致设计级配与设计有很大的差别。为防止上述现象出现，采取措施是，首先，严格供方评价，选择有较好生产能力碎石场作为供方，再者，规范合同管理，在合同中要明确上方职责。最后，在选择供方时要对多家供方评价，供方渠道。确保集料的规格和质量。集料中针、片状料含量及压碎值等质量必须达到设计要求。 　　2.2.3沥青砼配合比的控制，沥青砼配合比设计规范要求经过四个阶段，即目标配合比阶段、生产配合比设计阶段，生产配合比验证阶段，各阶段都有明确的要求。在施工时，要严格执行，严禁将四个阶段压缩，或干脆凭经验进行施工。避免有较大的偏差，导致沥青砼在质量上存在先天不足，另一方面，由于草原公路工期建设周期较短，而且碎石料场不规范，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性有较大的差别，虽然在开工前都取样做了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予以调整配合比，但由于变化大，差异性大不可能做到十分准确，油石比级配都在变化，为防止上述情况发生，所以在施工中要对不同时期、不同产地的碎石料进行试验、设计和验证配合比。减少设计与施工的差距。 2.3沥青混凝土拌和的质量控制 　　沥青混凝土的拌和。刚开机时料温低，会产生压实不均匀现象，引起平整度降低或集料含水量大，出现料温不匀现象；料温低、拌和时间短出现花白料，影响摊铺质量；而料温过高则会造成沥青老化，影响沥青混凝土质量，路面会出现早期松散、损坏。这在生产控制环节中只要引起足够重视就可以克服。 　　拌和设备生产能力不足。拌和站的生产能力与摊铺设备不配套，造成摊铺机摊铺不连续，出现机等料现象，这样，在接头处就会出现温度差，影响平整度。所以，在施工设备配置时，应使拌和、运输、摊铺、碾压设备配套和谐。 3沥青混凝土路面摊铺质量的控制 　　沥青混凝土路面平整度是评定路面质量和使用性能的主要指标之一，路面平整度，不但直接关系到行车的安全、舒适，还会影响车辆的燃料消耗、轮胎磨损、运输时效及其他经济指标。而且路面不平整会导致车辆对路面冲击、振动，反过来加速路面的损坏，从而影响道路使用寿命。 　　3.1提高路基、底基层、基层平整度确保沥青路面摊铺平整度 　　沥青混凝土路面的平整度，并不是由最后一道面层所完全确定的。如果路基、底基层、基层、分层面层平整度相差较大，各层铺出的松铺厚度也不等，碾压后各层表面就会出现不平整。即使自动找平装置可以消除一部分误差，但摊铺机的允许误差仍会导致最终路面平整度降低。 　　3.1.1从路基平整度抓起。草原公路施工时，由于地理位置偏僻，加上投资规模和建设周期等原因，投入路基施工中设备不太先进，为提高路基平整度必须采用合理的施工工艺，解决办法是，在施工前期根据草原公路所处不同地段、不同填料多进行试验段，进一步优化施工工艺，确保质量的同时，降低生产成本。 　　3.1.2严格控制底基层、基层标高和平整度，高程严格控制，宁低勿高，以保证面层厚度。要求底基层、基层摊铺用摊铺机进行作业，以保证平整度分层提高。 　　3.1.3各层横坡度应严格控制。埋置路缘石控制好正负偏差，防止产生复合横坡引起横向摊铺厚度的变化，影响平整度。如果沥青混凝土面层采用多层式结构，只要埋置路缘石标高准确，使用带强夯和自动找平的摊铺机，依照路缘石顶面标高基准向前摊铺时，可以一次性调整路面高程、横坡和平整度。沥青混凝土密实度经摊铺机强夯后可达80%以上，将基层的一点凸凹影响大部分消解了。中面层与上面层的等厚摊铺受基层的影响就更小了。 　　3.1.4路基变形、桥、涵头沉降对路面平整度的影响。这些影响来源于路基、桥、涵施工时的质量控制效果不好。路基变形会使沥青混凝土面层变形、裂纹，甚至错台，这些是非路面平整度恢复可以弥补的，必须在路基、桥、涵施工时做好填料、压实等质量控制，及采取桥头搭板等技术措施来加以克服。 3.2摊铺机械及摊铺作业对平整度的影响 　　摊铺机性能及操作水平是影响沥青混凝土路面平整度的直接因素。摊铺机结构参数不稳定，行走装置打滑，摊铺速度不均匀，摊铺不连续，频繁停车，起步猛烈，运料车倒车时撞击摊铺机，倒料时料斗倾卸不均匀，或卸料中制动，熨平板工作不正常，散落在下层的沥青混凝土散料未及时清除，都会造成路面不平整甚至波浪。 　　3.2.1根据路面等级，选择性能优良，结构参数稳定，找平装置自动化程度高，与拌和机能力匹配的摊铺机。 　　3.2.2摊铺速度要均匀。一般应控制在2～6m/min，保持摊铺速度不变。如拌和机稍小，可用储料仓加班生产的沥青混凝土存料保证摊铺机不停机。摊铺机瞬时速度变化，造成铺出的面层粗糙度不均，振捣间隔不均，必然造成平整度下降。所以，摊铺机速度一经选择，应保持均衡，不得经常变换。 　　3.2.3运料车不得冲撞摊铺机和卸料过猛，也不得在卸料中制动而加大摊铺机运行阻力，否则，会引起摊铺机速度变化，会形成“波浪”、“搓板”等现象。要求运料车与摊铺机推动轮轻柔接触，运料车卸料时料斗均匀起升。卸料过程挂空挡，靠摊铺机平稳推进。 　　3.2.4熨平板振动频率要调整适当，频率过小，预压实度达不到要求，碾压滑移严重；振动频率过大，易引起熨平板共振，特别是铺层较薄时，引起“发白”现象。此外，熨平板要充分预热后才能开始工作，但温度不能过高，以免造成熨平板变形或沥青焦化。摊铺机的起步与熨平板的起振应同步，以保证沥青混凝土料在一开始经小振幅振动，均匀分布，使铺层达到较为均匀的密度。若起步、震动两个动作不同步，会导致面层料局部密度不一致，降低平整度。 　　3.2.5运料车卸料时或其他原因洒落在地上的散料应及时清理，否则，两侧履带因洒落影响接地标高与横坡不一致时会产生波浪，影响平整度。 4沥青混凝土路面压实度的质量控制 　　在沥青混凝土道路施工中，对沥青混凝土必须进行压实，其目的是提高沥青混凝土混合料的强度、稳定性以及疲劳特性。所以压实质量的好坏直接影响到沥青路面的平整度、密实度。良好的路面质量最终要通过碾压来实现。 4.1重视设备的选型与组合 　　从沥青混合料的特性出发，恰当选择压路机的大小、最佳频率与振幅是关键性前提条件。选择碾压机型的基本原则应是：在保证沥青混凝土碾压质量的前提下，选择最少的压路机，提高工作效率。 4.2适时调整工艺参数 　　经过草原公路路面摊铺初期的仔细观察、测量和试验发现：由于气温变化较大和风速的影响，使得混合料的冷却速率较快，压路机有效压实时间缩短，压实跟不上，于是将原来50m碾压长度改为30m，并且更换了一台压路机，由生产率较大的DD110代替生产率较小的CC21。美国英格索兰DD110压路机也是两轮振动，生产率高，钢轮宽达1980mm，激振频率为31～42Hz，激振力为35.7～133.4kN，振幅为0.46～0.94mm。由于DD110的频率、振幅、激振力可调范围大，轮宽而引起轮迹的机会少，因而工程质量得到保证，并取得了满意的结果。 4.3严格压实作业的程序及操作要求 　　压实分为初压、复压和终压三道工序，初压的目的是整平和稳定混合料，这是压实的基础，因此要注意压实的平整性。复压的目的是使混合料密实、稳定、成型，混合料的密实程度将取决于该道工序。终压的目的是消除轮迹，最后形成平整的压实面。所有这些都必须严格作业程序和操作要求。 　　4.3.1压实程序。初压时，采用了YZC10B振动压路机(关闭振动装置)压两遍，速度控制在1.5～2.0km/h，温度控制在110℃～130℃。初压后，随时检查平整度、路拱，必要时予以修整。如在碾压时出现推移，则等温度稍低后再压。 　　复压时，首先采用YL16胶轮压路机压两遍，由于在胶轮压路机进行压实时，沥青路面与轮胎同时变形，接触面积大，有揉合的作用，因此压实效果好。同时，胶轮压路机不破坏砾石的棱角，使砾石互成齿状，路面有更好的密实度。然后采用YZC10B、DD110各振动压实两遍，以提高路面的密实度。最后，用YL20胶轮压路机压两遍。并始终将复压的温度控制在90℃～110℃，速度控制在4～5km/h。 　　终压时，用DD110压两遍(关闭振动装置)，消除轮迹，形成平整的压实面。并将终压温度控制在70℃～90℃，速度控制在2.5～3.5km/h。 　　整个压实过程共压实12遍，不但生产率高，工程质量也得到了保证。 　　4.3.2压实应注意的问题。在碾压过程中，为了保持正常的碾压温度范围，每完成一遍重叠碾压，压路机就向摊铺机靠近一点，这样做也可避免在整个摊铺层宽度上，在相同横断面换向所造成的压痕。变更碾压道应在碾压区较冷的一端，并在压路机停振的情况下进行。 　　碾压中，要确保压路机滚轮湿润，以免粘附沥青混合料。有时可采用间歇喷水，但应防止水量过大，以免混合料表面冷却。 　　压路机不得在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置或突然刹车。碾压后的路面在冷却前，任何机械不得在路面上停放，并防止矿料、杂物、油料等落在新铺路面上，路面冷却后才能开放交通。 4.3.3接茬处的碾压操作要求 　　4.3.3.1横向接茬碾压。横向碾压开始时，使压路机轮宽的10～20cm置于新铺的沥青混合料上碾压，这时压路机重量的绝大部分处在压过的铺层上，一边碾压，一边加入一些细小料。然后逐渐横移直到整个滚轮进入新铺层上，开始时可用压路机静压，然后振动碾压。 　　4.3.3.2纵向接茬碾压。纵向接茬时，使压路机位于热沥青混合料上，只允许轮宽的10～20cm在冷料层上，然后进行振动碾压。这种碾压方法是把混合料从热边压入相对的冷结合边，从而产生较高的结合密实度。 4.4提高压实质量的关键技术 　　4.4.1碾压温度。碾压温度的高低，直接影响沥青混合料的压实质量。温度过高，会引起压路机两旁混合料隆起、碾轮后的摊铺层裂纹、碾轮上粘起沥青混合料及前轮推料等问题。温度过低时，碾压工作变得困难，易产生难消除的轮迹，造成路面不平整，甚至导致压实无效，或其他副作用。因此，必须严格控制压实温度，使初压为110℃～130℃，复压为90℃～110℃，终压为70℃～90℃。 　　4.4.2选择合理的压实工艺、压实速度与压实遍数。合理的压实工艺、压实速度与压实遍数，对减少碾压时间、提高作业效率十分重要。选择碾压速度的基本原则应是：在保证沥青混合料碾压质量的前提下，最大限度地提高碾压速度，从而减少碾压遍数，提高工作效率。必须严格控制压实速度，使初压为1.5～2.0Km/h，复压为4～5Km/h，终压为2.5～3.5Km/h。因为速度过低时，会使摊铺与压实工序间断，影响压实质量，从而可能需要增加压实遍数来提高密实度。碾压速度过快时，会产生推移、横向裂纹等。施工中将压实遍数定为12遍，既保证了碾压质量，又提高了碾压速度。 　　4.4.3选择合理的振频和振幅。振频主要影响沥青面层的表面压实质量。振动压路机的振频比沥青混合料的固有频率高一些，则可获得较好的压实效果，施工中选取的振频为43Hz。 　　振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄时，宜选用高振频、低振幅。由于施工的碾压层较薄，因此选择的低振幅确定为0.46mm。 '