冬期沥青路面施工技术研究

'冬期沥青路面施工技术研究杨东强郭金成冯渊博摘要本文通过采取“热拌温压”施工技术，控制冬期沥青路面施工过程中的关键因素，对掺加温拌剂的沥青混合料性能研究，提出了冬期沥青混合料施工具体施工技术措施，对冬期沥青路面施工技术原理和方法进行了初步探索，并在郑州地区大规模应用取得成功。关键词热拌温压冬期沥青路面温拌剂施工技术原理和方法大规模应用1引言近年来，随着国民经济的飞速发展，我国交通事业得到了快速的提升，沥青路面占有建设道路的比重也越来越高。因公共安全或其它客观原因的需要，已突破了冬期沥青混合料面层不得施工的禁梏，如高速公路和市政道路冬期维修施工迫于交通压力，一些沥青路面通过技术研究成果实现了冬期施工。2工程概况陇海路快速通道工程位于河南省郑州市市区，是郑州市道路快速系统的重要组成部分，整体呈东西走向，西起西四环，东至京港澳高速，主要建设内容包括地面道路，高架桥等工程。沥青路面铺装设计结构为5cm（AC-16）中粒式改性沥青混合料+4cm(AC-13C)细粒式改性沥青混合料。陇海路快速通道工程地处郑州市城区，因各种客观原因造成部分主体路段需要在较低温度环境条件下进行施工。桥面沥青混合料的铺筑时间主要集中在11月下旬至12月底。根据郑州市近三年气温变化情况统计分析，11月中旬以后郑州市平均气温将低于10℃；受《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）“气温低于10℃，不得进行热拌沥青混合料施工”条款的限制，11月中旬过后大部分时间将不能采取热拌沥青混合料施工要求，因此，冬期温拌沥青施工相关技术成为至关重要的质量保证措施。为确保年底陇海路主线桥通车目标的顺利实现，在保证沥青混合料施工质量的前提下，低温环境下采用热拌沥青混凝土中添加温拌剂进行“热拌温压”沥青路面施工技术得到应用。3工艺控制3.1施工准备3.1.1作业面准备（1）施工前对基面进行检查，基层应符合质量要求，并在摊铺前对基面进行覆盖防护，做到表面干燥、无冻结。（2）密切关注天气情况，大风、雨、雪天气或气温低于0℃以下，不进行沥青路面施工。（3）冬季沥青混凝土施工时须在白天进行，摊铺时间宜在上午9点至下午4点进行。 （4）满足风速≤3级（12～19km/h）、气温≥0℃（但乳化沥青粘层施工环境温度不得低于3℃）的条件；3.1.2沥青混合料温控措施（1）热拌沥青混合料掺拌温拌剂，并将拌和温度控制在175℃～185℃。（2）在拌合系统热料提升设备处采取棉被包裹进行保温。（3）拌合系统成品料仓提前加热到150℃以上，待混合料加工好后直接装进成品料仓进行保温；装车时要快卸料、快覆盖。（4）要适当提高沥青混合料出厂温度，并且要安排专人进行温度检测，沥青混合料出厂温度控制在175～185℃之间，超过195℃为废料。3.1.3沥青混合料运输温控措施（1）运输设备采取防火棉被包裹，从上到车厢全部覆盖保温。（2）施工前，考察了解运输路线，协调交警等部门，以确定合理运输方案。3.1.4摊铺、碾压温控措施（1）摊铺前提前60分钟对摊铺机熨平板预热，熨平板要加热到100℃以上，在摊铺过程中，要快卸料、快摊铺，匀速前进中途不停顿，保持连续摊铺作业。（2）增加碾压设备，加大碾压功效，缩短碾压时间。（3）冬期下面层沥青混凝土施工时，在沥青面上用帆布覆盖再碾压，钢轮不洒水，减缓温度损失。（4）冬期上面层碾压施工采用模糊碾压法，钢轮间断洒水（前进洒水，后退不洒水），在碾压过程中钢轮碾采取棉帆布棚挡风，减少因风散热带走温度，钢轮喷洒热水，减慢沥青混合料的温度损失。胶轮碾喷洒或涂刷含有菜籽油和隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失。3.2沥青混合料生产拌合冬期沥青混合料生产，原材料与配合比设计按照原热拌沥青混合料设计方案实施，额外添加温拌剂；温拌剂由生产厂家提供，添加量为改性沥青总量的4%（替代同质量的改性沥青），采用人工投放形式；根据每个拌合楼每锅出料数量的不同，预先确定标准用量包装，在集料称量进入拌缸后投入。拌和时间：投入温拌剂后与热集料干拌，时间不少于15秒，确保温拌剂完全熔融，然后喷入沥青与矿粉。冬期施工沥青混合料的生产拌和工艺按下述温度要求实施：沥青加热温度控制在160℃～165℃，拌和温度及出厂温度控制在175℃～185℃，如出料温度高于195℃应废弃。3.3沥青混合料运输（1）沥青混合料运输车的运输能力应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方至少应有1车沥青混合料待卸。 （2）采用数显插入式热电偶测温仪，检测沥青混合料的出厂温度和运到施工现场的温度；测温仪插入深度不小于15cm。在运料车侧厢板中下部设专用测温孔，孔距车厢底面30cm。（3）沥青混合料运输过程中，必须采取防火棉被包裹车厢四周，再用大的防火棉被覆盖车厢顶部，以减少混合料的温度损失和环境污染，在摊铺之前不得过早地掀除棉被。（4）运输车装料前，必须将车箱清理干净，车箱底板及周壁涂一层隔离剂，防止混合料粘结，但不得有余液积聚在车厢底部；（5）拌和机向运料车卸料时，应每卸一斗混合料，挪动一下汽车位置，以减少离析现象；（6）自卸车车箱后挡板卡扣必须保持清洁，易于卡紧、开启，以防止车辆在运输途中漏料，造成材料浪费和路面污染；（7）供料不间断，掺拌温拌剂的SBS改性沥青混合料运至现场温度不小于160℃。（8）连续摊铺过程中，为避免汽车撞击摊铺机，要指定专人指挥车辆，运料车在摊铺机前10～30cm处停住，卸料过程中应挂空档靠近摊铺机推动前进。（9）运输车返回途中，料斗要落下，以免发生事故和余料漏污染路面；3.4沥青混合料摊铺（1）采用摊铺机梯队作业，整幅全宽摊铺；前后摊铺机距离不得超过10m，摊铺机熨平板宽度分别进行适当调整，以满足设计和施工要求；其纵向接缝应在前部已摊铺混合料部分留下10～20cm宽暂时不碾压，作为后面摊铺的高度基准面，并有5~10cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后做跨接缝碾压，以消除缝迹。上下层纵缝应错开15cm以上。（2）混合料的松铺系数按照1.2控制，为了保证路面的厚度和面层平整度，摊铺机两侧应采用平衡梁找平。（3）摊铺机就位后，安装、调试好基准梁，提前60min将熨平板进行预热，使温度达到100℃以上，并调整好熨平板仰角、夯锤（振捣梁）振频与振幅，采用高频低幅，确保摊铺的混合料有足够的初始密度。摊铺机搅龙应缓慢连续旋转布料，不得间歇、快速旋转的方式布料。（4）连续稳定地摊铺，是提高路面平整度最主要的措施；摊铺机的摊铺速度按照2m/min~3m/min合理选择，保持缓慢、均匀、不间断地摊铺。（5）冬期掺拌温拌剂的改性沥青混合料摊铺温度应不低于150℃。（6）摊铺机应设专人检查温度、厚度、横坡度，发现偏差及时调整；人工补料时要及时迅速，不得抛撒。SBS改性沥青混合料冬期施工温度要求见表1。表1SBS改性沥青混凝土冬期施工温度要求沥青种类石油沥青沥青标号改性沥青SBSI-D沥青加热温度160～165℃ 间隙式拌和机集料加热温度190--220℃（填料不加热）沥青混合料出厂温度175～185℃废弃温度高于195℃混合料贮料仓贮存温度贮料过程中温度降低不超过10℃运输到现场温度不低于160℃摊铺温度不低于150℃初压温度不低于130℃碾压终了温度不低于70℃开放交通温度50℃以下3.5沥青混合料碾压冬期施工路面初压和复压均采用振动压路机，初压为静碾0.5遍，（碾压1个来回为一遍，下同）。复压应紧跟初压，复压采用先高频低幅振动碾压2.5遍后，轮胎压路机碾压4遍（根据实际碾压情况进行调整）。终压采用钢轮静碾收光，终压遍数不限，以消除轮迹为度。沥青混合料碾压工艺详见表2。表2沥青混合料碾压工艺压路机类型初压复压终压速度（km/h）遍数速度（km/h）遍数速度（km/h）遍数11t双钢轮2～30.5遍2～32.5遍－－26t轮胎－－3～54遍－－13t双钢轮－－－－3～6收光（1）掺拌温拌剂的改性沥青混合料碾压施工，初压温度不低于130℃，碾压终了温度不低于70℃，开放交通路表温度不高于50℃。（2）每套碾压设备配置4台钢轮碾+3台胶轮碾，碾压段落长度控制在30～50m，完成初碾与复碾的所需时间控制在14min以内。（3）冬期下面层沥青混凝土施工，在碾压时在沥青面用帆布覆盖碾压，钢轮不洒水，减慢温度损失；上面层碾压施工采用模糊碾压法，钢轮间断洒水（前进洒水，后退不洒水），在碾压过程中钢轮碾采取棉帆布棚挡风，减少因风散热带走温度，钢轮喷洒热水，减慢沥青混合料的温度损失。胶轮碾喷洒或涂刷含有菜籽油和隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失。（4）严格按照规定的压实温度、匀速、紧跟快压的原则进行碾压。碾压顺序为在纵缝先压过以后再由低向高碾压，相邻两碾压道相互重叠，轮迹重叠宽度不小于15cm。3.6接缝处理（1）铺筑工作的安排使纵、横向两种接缝都保持在最小数量。（2） 摊铺时采用梯队作业的纵缝采用热接缝。两台摊铺机相距宜为15～20m，烫平板设置在同一水平。施工时将已铺混合料部份留下10～20cm宽暂不碾压，作为后摊铺部份的高程基准面，再最后作跨缝碾压以消除缝迹。（3）半幅施工不能采用热接缝时，采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量粘层沥青。摊铺时重叠在已铺层上5～10cm，摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时压路机先在已压实路面上行走，碾压新铺层10～15cm，然后压实新铺部份，再伸过已压路面10～15cm，充分将接缝压实紧密。（4）上下层的纵缝错开15cm以上，表层的纵缝顺直且宜留在车道区划线位置上。纵向接缝设置在通行车辆轮辙之外，与横坡边坡线重合在15cm以内，与下卧层接缝的错位至少为15cm。（5）桥面一般横接缝设置在伸缩缝位置，如有特殊情况在桥面预留有横向伸缩缝时，横向施工缝应采用平接缝，切缝时间宜在混合料尚未冷却结硬之前进行。横缝与铺筑方向大致垂直。接缝位置设在3m直尺测量最大间隙大于3mm的位置，画出一道与路线垂直方向的线，待混合料完全冷却后，用切割机在画线位置垂直切割，将端头部分铲出路外，将切割面清扫干净。在下一次摊铺前，应在接缝处涂刷适量的粘层沥青后进行摊铺，碾压时先采用45°碾压或横向碾压再纵向碾压的方式碾压。应保证横向接缝平顺，紧密。3.7粘层施工上下面层之间喷洒粘层油，以达到上下面层间的粘结作用，粘层油采用PC-3乳化沥青，用量0.6升/平方米。喷洒粘层沥青采用沥青洒布机，个别地方由人工用涂刷扫匀，防撞墙采用塑料薄膜覆盖，避免污染。粘层施工检测技术要求见表3。表3粘层施工检测施工技术要求项目检查频率质量要求及允许误差实验方法乳化沥青含量每工作段一次+0.1kg/m²标定面积收取乳化沥青量外观检查随时全面外观均匀一致，无漏洒，不起皮，无油包和砼面外漏等现象。3.8沥青混凝土质量检测按照《公路工程质量检验评定标准》要求频率的2～3倍进行各项指标的检测。首先表面要平整密实、无松散、裂缝、泛油、离析等现象，外观质量各项指标满足标准要求。然后对所要求的各项检测指标进行检测。检测频率如下:（1）沥青混合料施工温度量测，出厂温度每车不少于一次，摊铺温度、碾压温度应随时检测。（2）沥青混合料矿料级配的检测，应不少于2次。（3）沥青混合料沥青用量的检测，应不少于2次（提油试验）。（4）沥青混合料的马歇尔各项技术指标测试（包括稳定度、流值、孔隙率），应不少于2次。（5） 沥青混合料碾压过程中应随时进行外观检查（混合料均匀无离析、无花白料、油团，碾压完成后无明显轮迹、推挤、裂缝、油包、油汀等）。（6）路面平整度（最大间隙）应采用3米直尺随时对接缝处进行检测。（7）摊铺现场每10m1个断面用量线法检测3点标高；摊铺现场每10m用测钎检测1次松铺厚度；（8）路面平整度、厚度、渗水系数应每层进行检测。（9）路面面层纵断面高程应及时检测。沥青混凝土质量检验标准见表4。表4沥青混凝土质量检验标准项目允许偏差检验频率检验方法范围点数厚度±5mm每20延米3用水准仪对比浇筑前后标高横坡土0.3%1用水准仪测量1个断面平整度±3mm按城市道路工程检测规定执行抗滑构造深度符合设计要求每200m3铺砂法4结语沥青路面冬期铺筑面临施工时间短、气温条件恶劣、混合料温度散失导致路面难以压实、渗水、施工质量控制难度大等问题。在低温天气条件下延长沥青混合料可碾压时间，保证路面压实度，通过添加温拌剂改善沥青混合料的温度敏感性。郑州市陇海路快速通道工程桥面道路施工成功应用“热拌温压”冬期沥青路面施工技术，通过不断地试验和调整，丰富了沥青路面的施工工艺和方法，在公司路桥施工史上也是一次首创和尝试，使我公司的施工技术水平上了一个新台阶，增强了公司的竞争力。该成果为后续此类工程施工提供了一种全新的施工技术，具有显著的社会、经济效益和广泛的推广应用价值。'