沥青路面施工技术

'沥青路面施工技术研究摘要：沥青路面在我国的公路建设中应用广泛，沥青路面的铺装是我国现代公路建设的一种十分钟重要的施工工艺，路面施工质量的好坏直接影响着公路的使用寿命，因此对沥青路面施工工艺的研究是保证公路耐久性的重要的方向；本文作者结合现场施工经验总结了沥青路面的施工方法，然后从沥青路面的破坏机理出发，提出沥青路面在施工期间的注意事项，从合理施工的角度阐述了保证沥青路面施工质量的有效措施。关键词：公路；沥青路面；破坏机理；施工控制0前言改革开放以来，我国交通事业发展迅速，特别是公路建设规模不断的扩大。目前公路主要有沥青路面和钢筋混凝土路面两种结构，由于沥青路面行车舒适、噪音低、耐久性强、防渗性好以及易修复等特点，沥青路面在我国公路的建设中得到了普遍的应用，特别是高速公路几乎全部采用沥青混凝土路面[1]。成为了现代公路建设的一种主要施工工艺方式，其施工技术也得到了广泛关注。沥青路面施工质量直接影响了公路的寿命以及行车的舒适性，为此在沥青路面的施工过程中，应该把握好施工技术，注意对工程质量的控制，尽可能提高沥青路面的施工质量。目前在我国高速公路建设迅速发展的同时，高速公路沥青路面早期破坏和耐久性不足等问题也渐渐显现出来，并且成为了影响我国公路健康发展的一个突出问题，一般沥青路面使用5～8年或3～4年甚至施工完毕至竣工验收期间就出现了显著的破坏[2]。由于受到资金问题的限制，我国的公路路面结构设计还比较简单，另外加上有些单位对施工方法的认识不足，在施工过程中施工质量存在的变异性是造成路面早期破坏的关键因素之一，为我国经济建设造成了不必要的损失。本文即从施工角度考虑了造成沥青路面损坏的原因，对施工时应注意事项提出合理的建议。为此采取积极有效的预防措施减少路面工程施工质量的变异性是解决路面局部损坏、保证路面施工质量均匀性的重要途径，本文从施工过程不规范造成的路面早期破坏出发，对沥青路面发生破坏的施工原因进行了深入的分析探讨，施工单位可据此对沥青路面的施工进行进一步的完善。1沥青路面施工技术目前沥青路面施工方法主要有三种，一是层铺法沥青路面面层施工，二是路伴沥青碎石路面的施工，三是热拌沥青混合料的路面施工。其中热拌沥青混合料路面施工的应用较多，下面对其施工工艺做一简单介绍：1.1准备在进行沥青路面施工时，项目经理部主要负责人和相关技术人员在施工准备时的首要任务就是要熟悉设计图纸，并进行详细认真的分析研究，对项目规模要有所掌握、对流程和施工日期做到心中有数，同时将沥青混凝土的数量准确的计算出来，为日后开展科学施工奠定良好的基础。准备阶段一个重要的步骤就是要进行沥青混凝土的配合比设计。此工作在工地试验室的负责下完成，原材料由工地试验室准备，然后送到业主指定的专业试验室去做。这项工作要尽量提前，最好能在贮备原材料前完成。因为只有知道了 配合比，才可以准确的确定材料的各种规格及数量。同时考虑拌和场的设置。拌合常地理位置的选择是个重要的问题，要考虑运输的方便，尽量在所修的道路附近选择平整宽敞的场地设置拌合场。拌合场尽量设置在距离村民居住区适当距离的地方，以免产生的噪音和粉尘影响当地人们的生活。拌合场清理设置完成后，应立即进行材料的准备。因为选择的材料的质量直接影响到沥青路面质量的好坏，所以在材料的采购时要确保选用的材料质量是合格的，而且材料的数量要准备充足，以免对施工工期及路面铺筑的质量造成影响。以上步骤完成后要进行设备的安装调试工作[3]。安装调试完成后要确保拌和设备的正常运行，这样才能满足工作的连续性要求以及保证工期的要求。1.2沥青混合料的拌合施工过程中沥青混合料首先在拌合机中拌好后然后通过运料车运送至现场，沥青的加热温度应该控制在规范规定的范围之内，严格控制混合原料的出炉温度，沥青混合料的搅拌和碾压温度应当根据沥青的粘连程度试验确定的原料温度曲线确定。将粘性沥青混合原料的出厂温度控制在180～200℃运抵施工现场时的原料温度不得低于170℃，进行摊铺时温度不低于160℃[4]。1.3运输沥青混合料从拌和机转到运料车上时，为了平衡装料，要对汽车的位置进行前、后、中三次的挪动[5]，从而尽可能减少粗集料离析现象的发生。为了保证摊铺过程中混合料的温度，在运料车运送过程中要有篷布覆盖在沥青混合料上，而且运输时间要保证在0.5小时以下。运输车的车箱内保持干净，涂防粘薄膜剂，从而保证运输过程中杂物污染拌合料。对于已发生离析现象或者是低于规定铺筑温度的不符合标准的混合料都应予以废弃。为了能够保证沥清拌和料运输的及时快捷，最好采用大吨位自卸式汽车进行运输，施工开始前应该对运输车辆的数量及到达施工现场的时间进行合理的安排。施工时最好是在留有一定余料的基础上保证留有的剩余量越少越好，从而防止拌和料积压避免造成浪费[6]。1.4摊铺沥青混合料的摊铺工艺是确保沥青面层达到预期平整度的重要环节，而提高路面平整度最主要的措施就是要连续、缓慢、均匀的进行摊铺。摊铺过程中的控制指标主要有平整度和温度。沥青混合料的摊铺温度根据气温变化进行调节。一般正常施工控制在不低于130℃～140℃。不超过165℃，在摊铺过程中要做到随时检查并作好记录。摊铺过程中，底、中、面层应采用走线法施工，表面层采用平衡梁法施工，摊销机均匀连续的行驶进行工作，这样才能确保路面的平整度。1.5碾压方案的制定沥青混凝上面层的碾压一般可分为3个阶段进行，即初压、复压和终压。初压时由于刚摊铺成的混合料的温度较高，常在140℃左右，压实时只要用较小的压实功就可以取得较好的稳定压实效果。通常要使用6t～8t的双轮振动压路机以2km/h左右速度碾压2～3遍；复压是主要的压实阶段。在此阶段至少要达到规定的压实度，因此复压应该在较高温度（100℃～110℃）下进行。通常采用双轮振动压路机或16t以上的轮胎压路机或重型静力双轮压路机同时先后进行碾压；最后一步是终压，其作用是消除缺陷和保证面层有较好平整度，现场终压结束时的路面温度不应低于沥青面层施工规范中规定的70℃。 1.6沥青路面的接缝处理沥青路面施工接缝主要分为横接缝和纵接缝，纵、横向两种接缝边应垂直于拼缝。如果由于工作中断，摊铺材料的末端已经冷却时，或者在第二天恢复工作时，就应该做成一道横缝。横缝应与铺筑方向大致成90°角，接缝时严禁使用斜接缝。在进行横向接缝的施工时，不仅要将常规施工所需的压路机配备好，同时还要配备几台相应的小型压路机，主要是要确保横压施工时，为了能够充分压实路肩和中间分隔带部分。2沥青路面破坏原因分析目前公路沥青路面早期破坏和耐久性不足已成为了影响我国公路健康发展的突出问题。路面病害的产生主要由一些共性的技术因素造成的，但是其根源主要在于施工过程中对细节的把握不够，比如说，原材料性能不够稳定，主要的原因是进料、堆料和储料不规范，拌合和称重、控温装置传感器不灵敏、不准确、施工机械性能不良或操作手不够熟练或施工工艺不合理、层间污染控制不合理等等。这些细节最终都有可能造成成型后的沥青路面平整度和压实度不佳，路面质量不均匀，最终造成沥青路面过早的破坏掉。沥青路面破坏形态及其原因主要分为以下几种：2.1裂缝常见的纵向裂缝基本平行于道路中心线，大都出现在距路肩边缘3～5m范围内。而且有时还伴随有少量支缝。直线形裂缝主要是在大荷载反复的作用下产生的，还有一种裂缝主要是因为路基不均匀沉降形成的其形态呈弧形且两端向路堤边缘延伸的裂缝[7]。横向裂缝出现在垂直于道路中心线的位置，这些裂缝的间距不等，时常伴随有少量的支缝，并且随着时间的增长裂缝也逐年增加。产生横向裂缝的两个主要原因是沥青面层的低温收缩与半刚性基层收缩裂缝的反应。同时，在填挖交界处的差异不均匀沉降也会产生呈弧形的横向裂缝。2.2变形破坏沉陷指沥青混凝土路表面的局部凹陷，它是由路基沉降变形或不均匀沉降而造成的，或者由于局部开挖后回填土压实不足而造成的，伴随路面的结构层破坏而形成。修补后损坏继续发展。2.3车辙破坏车辙是指车辆驶过后轮迹带上出现的车槽，车辙形成的外因主要是是渠化交通和荷载作用次数的增加，内因则是由于沥青混凝土的高温稳定性和荷载抗变能力差而产生了横向剪切流动变形。推挤变形指在车速频繁变化的交叉路口等处，由于车辆要经常制动和重新启动，路面在高温和较大水平剪力的共同作用下产生的变形。2.4水损水损是指沥青路面在水的作用下，沥青逐渐丧失与矿料颗粒之间的粘结力，造成了局部沥青从矿料表面脱落，并且在车辆往复行驶的作用下，使得沥青面层呈现出了松散的状态，以致集料从路面脱落形成一个个的坑槽。早期的水损现象主要表现为松散、唧浆和坑洞。松散主要是指沥青与集料相互之间丧失粘结而逐渐疏松直到松垮的现象，松散现象出现的主要原因是由于沥青与矿料之间的粘附力不足，在其他一些原因的作用下，比如水，导致沥青从矿料表面剥落。如果在施工过程中混合料加热使沥青的温度过高，从而导致沥青的老化严重以至于失去粘性，就可能导致松散现象的出现。坑洞是指路 面局部松散处集料颗粒逐渐流失而形成的坑洞，它是在水的作用下，细小颗粒不断的流失而造成的。唧浆是指外界的从裂缝等处渗入沥青混凝土的底层。在行车荷载的作用下被挤压，基底的泥水从裂缝处唧出的现象，这种现象主要由于沥青路面裂缝、空隙率过大和基层不耐冲刷导致水不断侵入而造成的。2.5表面损坏。表面损坏的一种表现是泛油，其指的是沥青面层中的自由沥青受热膨胀，由于沥青混凝土空隙无法容纳，部分沥青迁移到表面的现象。在施工过程中，设计空隙率过小、沥青的用量过多、沥青混合料离析等情况使细料过于集中以及沥青高温稳定性差都是导致泛油的重要原因。3保证沥青路面施工质量的有效措施3.1原材料选择原材料的质量和性能作为直接影响工程质量的一个主要因素，原材料的选择主要是检查验收时候要按照规范进行，正确合理地使用，避免为了省钱在工程上使用不合格的原材料。对施工材料质量的控制，是一件很艰巨的任务，这需要施工中各个单位施的相互协调，其中包括施工、监理、建设单位、各材料供应部门。施工单位是这些材料的直接使用者，从质检员、材料员、具体操作的个人班组和工长到项目经理都要十分重视材料的质量控制工作。高质量的原材料是保证路面施工质量的基础。材料进场时，注意对照设计要求进行检查验收。拌和站场地宜空旷、干燥，排水设施及运输条件良好，材料堆放场地应作硬化处理。而且各种矿料应分隔堆放，并设置标志牌，不得混料或遭受污染。对进场的各种原材料必须取样进行试验，各种不同规格、不同料场、不同批次的材料应按规定验收，不符合要求的原材料不得使用。3.2保证平整度的方法措施路面的平整度是公路衡量车辆行驶舒适度的一项重要指标，在公路工程质量检验评定标准中，高速公路沥青路面表面层平整度的要求是标准差小于1.2mm。这项指标的检测方法是用平整度仪全线每车道连续按每100m计算。要保证沥青路面的平整，首先要保证混合料的质量，避免混合料的离析，同时还要防止由于粗细料压实系数不同而引起路面的不平整。路堤填筑前对原地面路基处理的施工质量是整个路线工程的关键一步，也是路基路面工程能否经受住时间、车辆运行荷载、雨季冬季等不良天气的考验。良好的路基工程是保证路面耐久性最根本的要求。要做好路基工程，必须严格按照规范进行路基的填筑，尤其是对原地面的处理和坡面地基的处理要保证路堤的强度。由于土是三相体，以土料为骨架，颗料之间的孔隙被水分和气体共同占据，压实的目的在于使土料重新组合、彼此挤紧、孔隙缩小、土的密度提高、形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性提高[8]。由于路基压实度不足，会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝(局部路段压实不足)，而且最重要的是路基不平整将造成沥青路面的不平整，施工过程中首先要保证路基的平整度。路面摊铺时摊铺机的操作对摊铺平整效果也会造成很大的影响。保持摊铺机速度及夯实恒定，调整好熨平板工作角、调整好螺旋送料器高度及其与熨平板距离、调整好挡料板高度、确保熨平板预热充 分、保证螺旋送料器周围混合料的高度、避免运输车冲撞摊铺机等措施。条件允许时选择最新型的ABG423型摊铺机，这种摊铺机采用了机电一体化的自动控制技术，包括了摊铺机行走速度的自动调节装置，混合料供给量和料位高度的自动调节装置以及针对拖点高程干扰和混合料阻力变化而设置的熨平板自动调平系统[9]，这些措施都能增加平整度。3.3沥青混凝土路面压实沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响是非常重要的因素，面层压实度的大小直接影响着沥青路面的使用寿命。一般沥青面层的集料大，而局部粗集料偏多、细集料偏少，不易压实。如果矿料与沥青的黏结力小，则将导致抗剪强度低，这样就容易出现松散。若是细集料偏多，粗集料偏少，热稳定性差，则容易出现车辙、拥包等破坏。在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时，有的设计桥面铺装层厚度偏薄，比如有的厚度小于5cm，加上基层间不按规定洒布黏层油，黏层油洒布不均匀，在汽车高速行驶时，轮胎后侧会产生真空吸力，这样在行车荷载的作用下，也容易出现坑洞。对于沥青路面的压实，既要保证压实足够但是也要避免延迟压实和碾压过度造成强度下降。对于沥青等稳定类材料，压实延迟时间越长，压实度就越低，强度损失就越大。过长的延迟压实和过度的碾压，都将对基层或底基层产生相当大的破坏作用。3.4选择合理的施工季节进行施工目前我国公路经常要在雨季施工，如果未采取保证质量的有效措施，使得路面过于潮湿，将造成物料结合不好。北方地区如果在低温季节施工。施工过程中，如果环境气温较低，摊铺后的沥青混合料表面温度将马上降低，还没来得及碾压完成，沥青路面温度便降得很低了，无法保证压实质量[10]还有一个问题是沥青混合料的中底部温度降低速度要比外部的慢，当压实时，中底部沥青混合料便会产生一定的位移，而上部面层则因温度过低将会出现裂缝，由此造成沥青路面松散、坑槽等病害，严重影响行车舒适性。3.5正确有效的进行养护管理养护过程中经常由于养护不及时降低了沥青路面的使用寿命。当沥青路面在行车作用下出现小面积松散、个别坑槽后，没有及时地进行养护，而且特别当采用了层铺法进行施工的贯入式路面时，及时的进行初期养护工作就更为重要[11]；另外一个重要的原因是养护方法不当。有些养护人员，通过人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法对沥青混凝土路面进行养护，这样就破坏了原路面的平整度，而且经常由于由于喷油不够、用油量控制不均等原因，造成泛油、推拥、松散等病害。3.6改进碾压工艺碾压的时候应有足够的压实遍数以保证混合料能被良好压实。碾压遍数会对压实度产生直接的影响，在碾压初始阶段，压实度会明显增长，当压实度增长到一定程度后，便增长缓慢。一般对于胶轮压路机，影响其压实效果的因素主要有压路机的自重、轮胎的气压和压路机的洒水系统。压路机的洒水系统非常重要，压路机刚刚开始碾压的时候，轮胎是凉的，所以沥青混合料很容易发生粘轮。为了避免粘轮，可在胶轮压路机上喷洒少量的水。但是如果喷水量控制不当，就会使混合料降温过快，从而影响压实效果。对于振动型的压路机，影响沥青路面压实效果的技术参数主要有自重、振幅、振频、碾压速度等等因素。但是如果振动压路机频率过低，这样就无法发挥振动压路机的优势，造成压实度不够。但如工作频率选择过高，振动压路机对地面的作用力与振动产生的激振力相比很小，相当大一部分激振力未能充分发挥作用，就造成了能量的损耗。为了使沥青混合料能够充分地被压实，振动压路机的振幅可调小些，工作频率取值可偏高，即所谓“高频、低幅”的碾压要求。 4结论总体来说，沥青混凝土路面施工是一项技术性强，涉及面广的系统工程。施工过程中采用现代化的施工机械，运用成熟的施工工艺是必备的保证质量的手段，同时还必须具有有序的工序组织、高素质的技术操作人员和管理人员和严密的质量保证体系。从施工的各个环节着手，对其原材料以及沥青混合料的购买、拌和、运输、摊铺和碾压等方面要层层把关，严格管理。只有综合考虑各个方面的因素，精细施工，才能保证铺筑出来的沥青混凝土路面具有足够的强度、刚度、稳定性、耐久性、良好的抗渗性、抗滑性等，保证其在设计年限内充分发挥高等级道路的功能。从沥青混凝土路面的破坏机理出发，总结施工过程中可能造成的病害的不良的施工方法，因此避免不良施工工艺在以后的施工过程中再次发生。经分析得出结论，沥青路面铺筑的原材料一定要使用厂品质量合格的原料，只有这样才能保证路面的施工质量；保证路面的平整度是路面施工过程中的重要指标，施工时应该严格控制这一指标；沥青路面压实之后才能保证其有效地使用年限，因此压实过程中要使压实度达到规范要求才行。 参考文献：[1]赵文姣，高等级公路沥青路面施工质量控制技术研究[D]，西安：长安大学，2008：1-10[2]袁光权，沥青路面施工技术研究[D]，重庆：重庆交通大学，2008：1-7[3]陈天南，公路沥青路面施工技术的探讨[J]，中小企业管理与科技，2011(21)：206[4]刘宁，公路沥青路面施工技术的创新途径[J]，交通世界，2011(7)：114-115[5]朱庆义，沥青路面施工质量管理，北方交通[J]，2011(6)：169-170[6]常卫东，孔志辉，公路沥青路面施工技术要点[J]，科技与生活，2011(18)：126[7]章新贵，沥青路面施工技术，中国房地产业[J]，2011(5)：142[8]冯宝娟，高等级沥青路面早期破坏原因探讨[J]，工程科技，2011：294[9]张俭，沥青路面施工技术及质量控制探讨[J]，科技与生活，2011(16)：142[10]陈跃昌，李麟达，高速公路沥青路面施工质量控制[J]，城市建设理论研究，2011(14)[11]阿巴白克·艾，公路沥青路面破坏原因的分析[J]，大陆桥视野，2010(3)：38'