薄层沥青混凝土罩面施工的质量控制
1、薄层沥青混凝土一般指薄层沥青混凝土路面,主要指沥青路面结构层整体较薄和沥青面层较薄两种情况。
薄层沥青路面结构层主要是指在新建或旧路改造过程中设置的抗滑磨耗层。一般磨耗层厚度在20mm左右,混合料应采用级配、改性沥青或其他添加剂来提高超薄磨耗层的水稳定性。
薄层沥青混凝土面层是由摊铺机摊铺,压路机碾压的单层热拌沥青混凝土,代表性厚度为15-30 mm。
根据薄沥青混凝土路面的厚度分为三种,即薄沥青混凝土路面25-30mm,极薄沥青混凝土路面20-25mm,超薄沥青混凝土路面15-20 mm。
2.薄层沥青混凝土路面的主要特点
(1)使用寿命长
(2)混合物可以设计成承受重交通和高剪切应力;
(3)具有良好防滑性能的平坦表面;
(4)能铺成要求的厚度、纵向坡度和横向坡度,并压实成平整耐用的面层;
(5)没有沥青泛油;
(6)易于维护。
二、薄层沥青混凝土罩面施工各环节的质量控制
(一)施工前的基础工作
1,原路面铣刨清理。
试验段车行道原沥青混凝土表面用铣刨机铣刨20mm,结构深度达到2mm以上,然后将路面清扫干净,无灰尘、杂物、油污。
2.SBS改性沥青粘结防水层的施工
(1)沥青和石料的数量
防水层改性沥青喷洒量为1.6kg/m2。为了保护这种沥青膜在施工过程中不被破坏,应在沥青膜上薄薄地铺50~60%的9.5~13.2mm单颗粒碎石,碎石的粒径应与粘结防水层上铺筑的沥青混凝土的粒径相匹配。理论上,分散的碎石是互不接触的。摊铺沥青混凝土时,高温混合料进入碎石间隙,使沥青膜受热熔化。白色碎石压实后成为沥青碎石,嵌在沥青结构层底部,形成富含沥青层。
(2)2)SBS改性沥青粘结防水层施工工艺
1)喷洒沥青的工作面应清洁无灰尘,路面应平整、干燥、清洁,无灰尘、杂物、油污。
2)使用进口沥青洒布车均匀喷洒SBS改性沥青防水层。道路全线铺沥青,以满足无坑、漏铺、断线的要求。
3)铺单一粒径的砾石,覆盖率约50%~60%。
4)用轮胎压路机碾压成型。
3.薄层沥青混凝土的施工温度控制
由于沥青混凝土层薄,含有大量碎石,施工时热量散发快,所以各环节的温度控制要比规范稍有提高。使用改性沥青时,沥青加热温度控制在180℃,矿料加热温度控制在190℃左右,出厂温度控制在180℃左右,摊铺温度控制在170℃左右,碾压温度不低于160℃。使用改性沥青和添加橡胶粉时,矿料的加热温度会提高5℃左右;使用重交通沥青时,沥青加热温度控制在165℃左右,矿料加热温度控制在185℃左右,出厂温度控制在165℃左右,摊铺温度控制在155℃左右,碾压温度不低于155℃。
(2)沥青混合料的搅拌
1)沥青混合料拌和站
(1)拌和站应使生产的沥青混合料在设计、协调、计量和操作方面满足现场配合比设计的要求。搅拌站必须配备实验室,配备足够的试验设备,及时提供试验数据。
(2)搅拌设备应为能按剂量(按质量)配料的间歇式搅拌机,其产量不小于120t/h,并配有温度检测系统、保温成品料仓和二次除尘装置。拌和设备的产量应与生产进度相匹配,安装后应按批准的配合比进行试拌和调试,直至符合要求。同时要求出料时各冷藏仓要分开,不能混放。偏差值应符合表8的要求。
表1热拌沥青混合料允许偏差
项目的允许偏差
比4.75毫米方孔筛大4%。
等于或小于2.35毫米方形筛的3%
通过0.075毫米筛孔1%
沥青结合料用量±0.2%
空隙率0.1%
饱和度5%
稳定性2kN
流量值10 (0.1毫米)
工厂温度在要求的施工温度范围内。
(3)沥青应按其品种和标号分别存放和密封,各种矿料应分开堆放,不得混放。应设置防雨顶棚,矿物材料不得受潮。
2)沥青混合料的拌和生产
(1)搅拌站内的矿石堆放场地必须硬化,不得将矿石直接堆放在平整的地表或仅有一层松散砾石的场地上。场地的上层应该用混凝土硬化。粗骨料和细骨料应分别分类堆放,不得错开。不同来源的骨料应分开堆放。细骨料(2.36毫米以下的石屑和沙子)必须用帐篷覆盖。应对每个料源的材料进行取样和试验,取样应在同一料堆的不同位置进行。筛分结果中各筛孔通过量的误差应控制在65438±00%(粗骨料)和7%(细骨料)以内。否则,该规格的碎石应混合并重新筛分。
(2)拌和时,每种规格的集料、矿粉、沥青必须按批准的生产级配曲线准确计量,计量误差应控制在规定范围内。
(3)密炼机从进料搅拌到出料的一个周期约为50s-60s..
④矿物材料加热
矿料的加热温度(矿粉不加热)和沥青加热温度决定了沥青混合料的出厂温度,混合料的出厂温度也决定了混合料运至施工现场的温度、摊铺温度和碾压温度。因此,控制沥青混合料的出厂温度非常重要。
混合后的混合物应均匀,无灰色材料、结块或严重的粗细料分离。如有灰料,停机分析原因改善。原因如下:(1)混合时间不足;细矿料比例增加,特别是矿粉加入量增加;沥青用量不足;矿料或沥青加热温度不够。对于灰色材料,它们不能出厂,必须丢弃。
改性沥青混合料应在搅拌时使用。因生产原因需要短期存放的,存放时间不得超过24小时,其温降不得超过65438±00℃,不得出现结合料老化、滴落和粗细骨料颗粒离析现象。
⑤当全部过热,即沥青混合料出厂温度超过正常温度上限10℃时,应废弃混合料;(3)沥青混合料的运输。
1)运输沥青混合料的自卸车要用双层篷布、毛毡、棉毯扣在车厢上,这样在卸车时就不需要卷起。运料设备应为金属底板的翻斗车,用于运输混合料,装车前应保持车槽内清洁,不得粘有杂物。运输车辆应配备覆盖设备,车槽四角应密封牢固。
2)装载混合料前,应在车厢地板和薄涂上涂一层油水(1: 3)混合料,防止混合料粘在车厢上,并排除可见的游离残液。当将材料从搅拌机卸到卡车上时,每次卸下一桶混合料时,应移动卡车。多次移动时,要注意使料堆成“品”字形。一辆卡车至少要装三次,第一次由车头装,第二次由车尾装,第三次由车尾装,以减少粗细骨料的离析。
3)货车在运输过程中的“起步”和“换挡”时操作要平缓,尽量避免急刹车,也能有效减少离析的发生。装载混合料的卡车应盖上防水油布。
4)货车到达现场后,应按照现场工作人员的指示有序停放。当混合料卸入摊铺机时,卡车应平稳地倒放在摊铺机料斗中间,在距摊铺机约10cm处停下卸料。严禁料斗撞击摊铺机。摊铺后,驾驶员应经常校正方向,使之与摊铺机的方向基本一致,以免出现“卸料偏位”现象,影响摊铺机的正常工作和路面质量。
5)已离析或结块的混合料,或在卸载过程中残留在卡车上的混合料,以及低于规定摊铺温度或被雨水打湿的混合料应废弃。
(4)沥青混合料的摊铺
1)摊铺机械
沥青混合料摊铺设备应是自动的,配有可调节的可移动熨平板或整平组件,可在必要时加热,并根据图纸所示的指定典型横截面和厚度在车道宽度内摊铺。摊铺机应有振幅可调的振动捣固板或振动熨平板的组合装置,捣固板和振动熨平板的频率应独立调节。
摊铺沥青混合料时,摊铺机的摊铺速度应根据搅拌机的产量、施工机械的配套情况以及摊铺层的厚度和宽度来确定。
摊铺机应配备自动熨平板控制装置,传感器能通过基准线自动发出信号控制熨平板,使摊铺机摊铺出理想的坡度和平整度。
2)沥青混合料摊铺层的基本要求是:表面均匀,无离析带和离析块,具有较高的标准平整度,规定的松铺厚度和要求的初始压实度。
混合料的摊铺质量是确保面层达到高质量标准的关键环节。先进的摊铺机械、高素质的施工队伍、良好的施工方法是实现上述目标的有效措施。
3)摊铺要求
设专人指挥卡车及时退到摊铺机前,及时卸料,使两块侧板翻起后,新料在摊铺机料斗中的离析料(过多的粗料)向后移动前卸入料斗。摊铺作业时,布料间内的沥青混凝土应保持恒定高度,不得低于螺旋布料器的轴顶或接近螺旋布料器的顶部,沥青混合料不得过长或过短。摊铺机应以均匀的速度行驶。摊铺速度取决于搅拌能力、摊铺厚度、宽度和连续摊铺的长度。摊铺过程中随时检查沥青混合料的宽度、厚度、平整度、起拱和温度,对不合格的部分及时调整。
路面质量是提高沥青面层平整度的关键。规范规定“摊铺过程中不得随意改变速度或中途停车”,即保证摊铺均匀连续,因为任何停车都会导致摊铺机内沥青混合料温度下降,从而改变摊铺的压实厚度,从而影响平整度;摊铺机工作时,熨平板有一定的前进仰角,因此摊铺速度的变化必然导致摊铺层厚度的变化。为了保持厚度不变,需要调节厚度调节器和高速熨平板底面的纵向仰角来改变摊铺层厚度。因为调整需要一个过程,在调整长度内会影响摊铺层的平整度。为保证均匀、连续、不间断的摊铺,施工中应采取以下措施:合理安排搅拌机的搅拌能力和运料车的运输能力,保证两台摊铺机以合理的预定摊铺速度均匀、连续地摊铺,在摊铺机前开始搅拌至少3-4小时,并用篷布将储料仓和大部分运料车填满;摊铺速度为2.5m/min~3.5m/min,应在合理的摊铺速度范围内。
4)摊铺均匀性
摊铺层的表面均匀性是提高沥青路面质量的重要标志。为了使铺筑的沥青混合料表面均匀,在铺筑不好的表面上会出现不均匀的混合料条带或粗细混合料离析。一般可采取以下技术措施:
①将沥青摊铺机螺旋给料机调整到状态,使螺旋布料器中沥青混合料的高度埋入螺杆直径的2/3,并将熨平板前缘与布料螺杆之间的距离调整到中间位置。
(2)在装载混合料的过程中,料斗应来回移动,以免形成锥形堆,使粗细颗粒分离。
(3)注意摊铺机受料斗的操作程序,减少粗细料的离析。当铲运机未暴露且仍有厚度约为10cm的热料时,应将摊铺机的集料斗收集起来。此步骤应在运料车刚退出时进行,当料斗两翼恢复原位时,下一个运料车将开始卸料。
摊铺机应以均匀的速度行驶。摊铺速度取决于搅拌能力、摊铺厚度、宽度和连续摊铺的长度。
摊铺过程中随时检查沥青混合料的宽度、厚度、平整度、起拱和温度,对不合格的部分及时调整。
对于形状不规则、路面厚度不一、空间有限、人工构造接缝等摊铺机无法作业的地方,经监理工程师批准,可采用人工摊铺混合料。
沥青混合料的松铺系数应根据实际的混合料类型、施工组织和施工工艺,采用试铺试压法或以往的实践经验确定。表2提供了推荐值。
表2沥青混合料的松铺系数
机械摊铺和人工摊铺种类
沥青混凝土混合料1.05 ~ 1.1.20
(5)沥青混合料的压实
1)压实机械
压实设备应配备钢轮式、轮胎式和振动压路机,按照合理的压实工艺组合压实。还应提供小型振动压实(捣固)机,用于压路机不便压实的地方。
2)混合料应在摊铺后立即压实。压实分为三个阶段:初压、复压和终压(包括成型)。
3)一般初压采用重量大于11t的振动钢轮压路机,复压采用重量大于25t的轮胎压路机,终压采用重量为6-8t的钢轮压路机,压实遍数不少于2遍。
4)压路机不得在未碾压或寒冷的路段上转弯、刹车或停留。同时,应采取有效措施,防止压路机在运行或停止过程中,机油、润滑脂、汽油或其他杂质掉落在路面上。
5)在沿路缘石或压路机无法到达的其他地方,应使用振动夯、热手夯或机械夯充分压实混合料。已碾压的路面不得修补。
6)碾压应从道路中心线一侧向另一侧进行,第二轮碾压应与前一轮重叠约40cm。碾压长度以30~50m为宜。前进时,尽量第一时间靠近摊铺机,使轮迹呈梯形等距分布。向后移动时,按原滚动路线(轨迹)返回。碾压时,由于喷水和时间的关系,先碾压的路面温度下降很快,因此复压和终压的顺序应“从道路中心线一侧向另一侧”进行,以保证碾压质量。横向直轧采用“横切”方式,每次切量约5~8cm。初压完成后,轮胎压路机以4~5km/h的速度反复碾压,直至消除轮迹。
7)注意事项
①由于加铺层的摊铺厚度较小,压路机的振动频率和振幅应采用“高频低幅”的方式碾压。换向时,先停止振动,移至另一侧后再开始振动,以免混合料“过压”,形成“包裹”。
②压路机工作时,应保持其喷水装置的工作状态良好,避免因喷水过少而出现“粘轮”现象,以及因喷水过多而导致路面温度迅速下降等病害,从而影响路面质量。
(3)在新铺路面上,压路机不得高速行驶或粗暴操作。碾压时,应保持适当的重叠量,不允许两轮间“泄压”造成“挤料”;向前和向后工作时,应避免在同一路段停车;转弯时,应尽量采用“增大转弯半径”的方法,以减小对路面的侧向推力。禁止在新铺路面上调头,禁止在新铺路面上停放压路机。
(6)取样和测试
(1)压实后的沥青路面应按《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)和《公路路基路面现场试验规范》(JTJ 059-95)要求的方法进行钻孔取样,并检查矿料级配、压实度、空隙率和沥青含量。
(2)试验和检测要求
1)基本要求
(1)沥青混合料的矿料质量和矿料级配应符合设计要求和施工规范。
(2)沥青材料和混合料的指标应符合设计和施工技术规范的要求。
(3)严格控制各种矿物材料和沥青的用量以及各种材料和沥青混合料的加热温度。
(4)拌制沥青混合料应均匀,无灰粒,无粗细料分离和结块。
⑤摊铺时应严格控制厚度和平整度,并认真找平。注意控制摊铺和碾压温度,碾压至要求的密实度。
2)需要检查的项目
材料质量检验的内容和要求、工程质量的控制标准以及施工过程中沥青面层尺寸的质量控制应符合规范要求。
3)外观鉴定
(1)表面光滑,无油污、松散、裂纹、粗细料集中现象。
(2)表面无明显轮迹。
(3)接缝严密、平整,热缝不应烧焦。
(4)面层与路缘石等结构连接平顺,无积水。
⑤沥青路面内部和表面的水应排除在路面范围之外,路面无积水。
(3)质量控制标准
沥青路面交工验收质量标准应符合规范要求。
沥青混合料施工中需要解决的三个问题
(1)沥青混合料的均匀性和离析
据有关专家研究,沥青路面早期损坏与混合料的均匀性和离析有很大关系,而离析是指混合料的集料和沥青用量不均匀,在一定区域内偏离设计级配,使路面质量完全失控。在粗集料集中的部位,往往空隙率过大,沥青含量过低,加速了水损害、坑槽等病害的发生,而在细集料集中的部位,沥青含量过高,空隙率过小,导致路面永久变形,泛水。
产生离析的主要原因有:物料本身的不均匀性和混合过程中的不均匀因素;运输过程中造成的离析;摊铺过程中造成的离析、混合料压实不均匀等。
目前,为了减少离析,提高混合料的均匀性,除了在设计中选择与压实层厚度相匹配的混合料类型,并适当减小集料粒径外,在施工阶段还应特别注意以下问题:
1)加强骨料生产管理,认真去除覆盖层,努力使用干净、均匀的骨料;
2)每盘搅拌机必须打印料仓和沥青的数量,记录集料、沥青和混合料的温度,并随时检查打印结果与设定值之间是否有大的波动。如果有疑问,立即停止搅拌。
3)严格控制摊铺机的摊铺宽度,一般不超过6~8cm,最好采用两台摊铺机梯队作业;
4)控制摊铺速度,确保摊铺缓慢、均匀、不间断;
5)加强质量管理和检查,通过肉眼观察、红外测温仪检查、核子密度仪检查、结构深度铺砂法检查等手段评价离析情况和均匀性。如果发现严重的离析现象,必须返工,不留后患。
(2)改性沥青混合料施工中的注意事项
1)改性沥青材料、目标配合比、生产配合比和施工应符合《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)的要求。
2)沥青应储存在可加热的绝热储罐中,根据不同的沥青类型和等级,储存温度应不同,使用前应加热至合适的加工温度。成品改性沥青应附有产品说明,注明产品名称、代号、标签、运输和储存条件、使用方法、生产工艺、安全注意事项等。使用前应按规定的技术要求进行质量检查,特别是改性沥青的稳定性(软化点差),确认无明显的分离和结块,各项性能指标符合规范要求。不符合要求的不得使用。
3)摊铺后应立即进行压实。在初压和复压过程中,应使用相似的压路机形成阶梯形,不得采用首尾相接的形式。
4)用振动压路机压实时,轮迹重叠宽度不应超过20厘米,但用静力压实时,轮迹重叠宽度不应小于20厘米。
(3)关于压实技术的问题
1)在保证压实度的情况下,保持路面良好的平整度。
2)为提高路面平整度,保证良好的压实效果,初压采用钢轮压路机,先轻后重。使摊铺层获得初始稳定性。轮胎压路机不得用于初压,因为轮胎压路机质量大,形成的纵向辙叉最终无法消除,影响路面平整度;再压缩的轮胎压路机是结构层形成的主要阶段,因为轮胎在碾压过程中对铺设层混合物有揉捏作用。用钢轮压路机进行终压,消除摊铺层表面的轮迹,最后压实成型。为了提高表层的平整度,压路机在初压时不振动。面层来回碾压,重叠量为1/2轮宽,整个路面称为一次。
3)用标准砂测试。标准砂标定:标准砂容重测试结果:500ml标准砂重747.38g,容重为1.495g/cm3。