土木建筑高速公路沥青路面施工质量动态

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0.引言

沥青路面是现代道路工程建设领域较为典型的路面结构形式,通过对沥青混合料执行摊铺、碾压等相关操作后,构成完整的路面结构。沥青路面的综合应用效果较好,相比于普通混凝土路面,其行车舒适性更为良好。但沥青路面施工期间的控制要点较多,现场气候易对施工质量造成影响,需明确实际施工状况及采取针对性的处理措施,给沥青路面施工创设良好的条件,从而保证施工质量。

1.成都地区的气候特点概述

成都市为我国西南部的核心城市,市域内分布有平原、丘陵及高山地形,各约占1/3;城市属亚热带季风气候,年均温度约16℃,年降雨量约mm。成都空气较为潮湿,全年阴天数量较多,冬季平均气温虽达到5℃,但空气湿度较大,有明显的阴冷感。雨季集中在每年的7、8月份,冬季冰雪天气数量极少。成都地区具有温差大、降水较充沛的基本特点,在此环境下组织沥青路面施工时难度较大,易发生车辙、水损害等质量问题,对施工质量控制技术提出较高的要求。

2.沥青路面的主要病害类型

2.1车辙

受行车荷载及气候因素的双重作用,沥青路面随时间的延长而相继出现轮迹,从而形成两条纵向槽,局部路段质量问题异常严重,可见槽的两侧伴有较明显的鼓起现象,具体如图1所示。车辙病害对沥青路面通行服务能力的影响较为显著,行车舒适性和安全性将大打折扣。车辙病害的成因错综复杂,例如高温、沥青老化、降雨、行车荷载超出限值等均容易引发车辙病害。

图1 车辙病害示意图

2.2水损害

水损害可分为多种类型,以水在路面的滞留位置为判断依据,可分为局部网裂、坑洞、唧浆等多种形式,唧浆情况如图2所示。究其原因,高速公路车辆行驶速度较快,期间产生的动水压力作用力较强,将对路面结构产生持续性的冲刷作用。冲刷形式包含以下两类。

图2 唧浆病害示意图

(1)对面层的冲刷。此时动水压力作用区域为沥青与集料所产生的结合面上,导致两部分材料相互剥离,原本固结的混合料变为松散状态,伴有网裂、坑洞、松散等质量问题,遇高温时沥青粘性大幅下降,抗剥落能力明显不足。

(2)动水压力冲刷基层。此时半刚性基层顶面的受损现象最为明显,顶面结合料在动水压力的作用下逐步被冲刷,从而产生灰浆现象,车辆高速行驶过程中将形成较显著的抽吸力,导致灰浆被压挤出路面,最终则在路面的各道裂缝处出现唧浆。水损害病害较为普遍,不利于沥青路面的正常使用,导致结构承载力明显下降。而成都地区降雨较为丰富,因此水损害问题更为普遍。

3.混合料的配比控制

通过对原材料配比的控制可生产高性能的沥青混合料,将其投入使用后能够有效提高沥青路面的工程性能,因此合理控制原材料配比极具必要性。根据规范,矿料配比的控制需重点考虑筛孔的规格,筛孔为0.mm时误差需在2%以内,2.36mm时误差需在5%以内,超过4.75mm时误差可达到5%,但必须在6%以内。

4.运输阶段的质量控制

首先,合理选择运输设备。以具有良好保暖性能的大型车辆为宜,以便快速运输混合料,减少运输期间的温度散失量。其次,做好装料前的准备工作。在车厢内均匀涂抹隔离剂,以免发生混合料粘结在车厢上的情况,确保运抵施工现场的混合料满足质量要求。最后,合理调整好沥青混合料运输车辆的位置。与摊铺机的间距控制在30cm,避免设备相撞的现象。工程经验表明,沥青混合料在运输途中易出现质量问题,因此需加强运输期间的质量检测,具体可采取红外线温度检测的方法,及时掌握车厢内部的温度情况,采取动态化控制措施,避免因温度异常等原因而导致混合料离析。

5.沥青路面摊铺的质量控制

5.1摊铺厚度控制及协调作业

摊铺为沥青路面施工过程中的重点环节,加强对摊铺作业的质量控制具有必要意义。首先,需严格控制摊铺层的厚度,确保各处的层厚均具有一致性,以免在经过碾压后发生局部平整度不足的情况。其次,协调好摊铺设备的作业关系,应同时开启2台摊铺机,临近路肩的摊铺机应在前方,在靠后约10m的位置布设另一台摊铺机,前后设备共同配合有序完成摊铺作业。最后,加强对接缝处的处理,应合理布置抹平靴,且两台摊铺设备的间距不宜过大,从而确保接缝处的摊铺质量。

5.2适时调整设备运行参数

摊铺前做好准备工作,检查摊铺机保持良好的工作状态,分析各项参数是否满足要求,以保证设备稳定运行。首先,围绕自动料位的装置展开调试工作,确保布料装置的螺旋速度稳定在合理范围内,并与链板送料速度相匹配。其次,检查并调整布料装置的高度,要高于装置整体的中心位置,确保混合料均匀分布在挡料板上。

5.3现场保护控制

摊铺施工期间的干扰因素较多,需兼顾现场各方面的情况以及协调好各项生产要素的关系,以便营造良好的施工环境。受沥青路面施工的影响,将不可避免对现场交通造成阻碍,因此需提前设置道路施工标志,向外来车辆释放前方正处于施工状态的信号,保证交通具有秩序性,最大限度减小对正常施工的干扰。混合料摊铺完成但未得到碾压时应采取防护措施,避免人员和重物踩踏的现象。若因情况特殊而导致沥青路面受损时需及时组织修整工作,保证沥青路面可恢复完整状态。成都地区降雨较为丰富,在遭遇雷暴雨等极端天气时要及时暂停施工,并采取防水等相关防护措施,避免现场积水现象,以免因异常天气而导致沥青路面施工质量受到影响。

5.4摊铺温度控制

沥青混合料对温度较为敏感,若温度超出合理范围将严重影响沥青混合料的工程性能,导致沥青路面缺乏足够的通行服务能力。若温度偏低将导致混合料的内部间隙扩大,不利于摊铺和压实作业的高效开展;若温度偏高则会破坏混合料内部组分的稳定性,随碾压作业的持续推进易产生裂缝。

由此表明,加强对温度的控制极具必要性,需严格依据规范组织各环节的工作,提高操作的规范性,期间及时检测混合料温度并采取控制措施,使温度维持稳定状态。此外,应强化现场管理工作,协调好各项生产要素的关系,使各道工序紧密衔接、提高施工效率,以便在短时间内保质保量做好摊铺工作,以免因摊铺时间过长而导致沥青混合料性能下降。若摊铺期间遇到大风天气,此时将明显提高沥青混合料的温度流失速度,因此要适当加快摊铺速度,确保在摊铺过程中沥青混合料的温度维持在工程许可范围内,避免对沥青路面施工质量造成不良影响。

5.5碾压工艺控制

碾压作业有助于提高沥青路面压实度,使其具有更良好的平整性与稳定性。碾压初期需加强对沥青混合料温度的控制,确保材料工程性能的合理性。反复碾压,倒车时必须暂停振荡,否则将影响沥青混合料的平整度,进而出现鼓包现象。对于前期碾压后遗留下的痕迹可安排双钢轮压路机碾压,持续操作1~2遍,全面消除轮迹以保证沥青路面的平整性。

6.结语

高速公路是社会经济发展进程中的重要基础设施,在现代交通体系中具有重要地位。在高速公路建设领域,沥青路面是应用较为广泛的形式,但现场环境错综复杂,多方面因素均会对施工质量造成影响。对此,需从实际施工条件出发,采取动态化的施工质量控制措施,从根本上规避质量问题,提高沥青路面的通行服务能力。

作者:王科辉

本文刊发于《中国高新科技》杂志年第22期

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