沥青稳定碎石下面层施工工艺研究摘要:我国高速公路沥青路面早期损坏一直就受到各方面的重视,目前仍处于摸索和探讨阶段。
而对沥青路面早期损坏争论的焦点,主要集中在半刚性基层设计的合理与否,在国内多年来沥青路面基本上都遵循着“强基薄面”的设计理念,基层采用半刚性结构,沥青面层厚度一般为15~18cm。
随着我国引进一些先进的路面结构技术,柔性基层结构路面逐步被一些省市(地区)认识和采纳,在根本上消除了路面早期损坏的因素,从而改变了路面结构型式单一的状况,趋向“柔基厚面”的发展方向。
关键字:路面早期破损;高等级高速公路;旧公路整修;atb-25沥青稳定碎石
abstract: along with our country to introduce some advanced technology of flexible base pavement structure, pavement structure by some provinces ( regions ) and acceptance, fundamentally eliminates the pavement early damage factors, thus changing the pavement structure type single status, trend” soft base thick “ development direction.
keywords: pavement early damage; high grade highway; the old highway renovation; atb-25asphalt stabilized macadam 中图分类号:[tu997]文献标识码: a 文章编号:2095-2104(2012)06-0020-02
1、前言
2008年由我公司参与福建省泉州至三明高速公路路面工程建设施工。
其中路面设计结构中有atb-25沥青稳定碎石下面层,经过近几年通车验证效果显著。
下面将atb-25沥青碎石施工过程的经验总结介绍给大家,以供参考。
2、特点
2.1针对目前国内高速公路半刚性基层柔性路面早期破损现象
较为严重的状况,此项目的下面层的设计厚度比一般高速公路下面层设计增厚50%。
2.2 atb-25沥青稳定碎石下面层配合比设计中出现的情况较常规配比复杂,按设计规范要求的级配,走上、中、下限分别马歇尔击实试验,级配设计控制在设计级配范围的下限内,并保证设计空隙率控制在3%-7%的范围内。
2.3为保证生产和易性,在2.36mm以下细集料中掺加河沙7-9%。
3、适用范围
本工艺适用于新建高等级高速公路及其他级别旧公路整修改造工程。
4、工艺原理
atb沥青稳定碎石混合料,是作为面层使用的新结构之一,具有骨架密实、渗水系数很小的特点。
该混合料综合了原规范中acⅰ型与acⅱ型的优点而形成的级配,既有acⅱ型的粗骨料含量,又适
当地采用了acⅰ型较多的细集料用量,两种级配类型结合而成的一种新型级配。
结构上既具有acⅰ型的密实,又有acⅱ型的骨架嵌挤结构,抗变型能力强,密实不渗水。
实测数据表明其稳定度很高(一般大于2000(次/mm)),渗水系数较小(一般小于200(ml/min)),具备良好的高温抗车辙能力及抗水损坏能力。
5、工艺流程操作要点
5.1工艺流程
5.2施工操作要点
5.2.1施工前,对各种机械设备进行全面检测,以保证施工正常进行;对施工前的下承层进行认真清扫与清洗,清除下承层的多余石子、泥土、残渣、污物,对局部污染严重处进行冲洗处理,同时核定中心桩位、宽度和断面高程。
根据设计图,施工过程中严格控制高程、宽度、纵坡、横坡等技术指标。
5.2.2沥青混合料的拌合及运输:
采用4000型间歇式拌和设备,每盘拌合量为4t,每盘拌合时间为60s,小时产量240t,施工过程中控制产量180~200t/小时,严格控制拌合时间。
沥青加热温度控制在155~165℃,并保持相对稳定,能使所有集料颗粒全部裹覆沥青,经过拌和后的混合料均匀一致,无花白节块现象,混合料拌和均匀。
热拌沥青混合料采用较大吨位的运料车运输,沥青混合料装车
时汽车按照前后中的顺序来回移动,装车前由专人清扫车厢中的杂物,并在车厢侧板和底板内涂一薄层1:3油水混合液以防沥青粘附。
装车后由质检人员最后试温合格(出厂温度145~165摄氏度)后,用帆布覆盖并计量出场送往摊铺地点,并保证运到摊铺现场的温度不低于145摄氏度。
混合料装车后及时测试温度。
5.2.3摊铺:
1、使用两台摊铺机进行联合摊铺作业。
两台摊铺机的前后距离控制在10—20m,确保混合料不发生离析和纵向接缝是热接缝。
两幅搭接位置要避开车道的轮迹带,两台摊铺机搭茬应在10—15cm,上下两层的搭接位置宜错开20cm以上,采用钢丝绳引导高程,保证平整度。
2、稳定好摊铺机并准备就绪后,待现场等待卸料的运输车达到五辆以上后,指挥运输车倒驶卸料,开动输料器输料,待熨平板前足料后开动摊铺机以2m/min左右的速度匀速前进摊铺。
3、摊铺机喂料前检测混合料的温度,在145~150摄氏度范围。
4、摊铺机开始摊铺10m后在不影响连续摊铺的情况下,快速检测横坡度、高程以及接茬处的平整度,摊铺机的工作状态良好。
对于局部混合料明显离析或摊铺后有明显拖痕的摊铺面,由人工做局部找补。
5.2.4碾压:
沥青混合料的压实,全部采用配套组合的双钢轮振动压路机、胶轮压路机,并按照初压、复压、终压三个压实阶段进行。
碾压遵循“紧跟、慢碾、高频、底幅”原则,紧随摊铺后进行,碾压顺序由低向高匀速行驶,不得在未压实的混合料上调头刹车、转弯和中途停留、制动,压路机的碾压段长度以与摊铺速度平衡为原则选定,并保持大体稳定。
气温高,风速小的时候,碾压段宜加长;气温低,风速大时宜短;气温低于10度,压路机可以紧跟摊铺机碾压;气温低于5度时,不允许施工。
初压:二台30t型胶轮压路机,初压速度保持在2~3km/h,碾压距离保持在20~30m,采取错1/2轴、跟踪、阶梯式碾压,距上、下坡口边缘20cm碾压,每台胶轮碾压2遍。
由复压和终压来收边,这样可以保证路面两边不塌陷,直到面层得以保证边缘平整。
碾压过程中离摊铺机4~6m时应提前减速以免冲撞摊铺机。
温度控制在于130~145ºc 。
复压:两台12t压路机,采用错1/2轴、阶梯、跟踪、静去振回碾压法,每台压路机碾压2遍,速度应保持在3~5km/h。
温度控制在110~125ºc。
终压:一台14吨压路机要紧接复压进行碾压,错1/2轴2遍,直至消除轮迹为止。
温度控制在70~80ºc。
以上所述一遍指压路机在同一轨迹上一进一退为一遍。
5.2.5接茬处理:
1、纵缝采用热接缝,横向接缝采用平接缝方式。
2、上、下层的纵缝错开150mm。
3、将已铺部分留下100~200mm宽暂不碾压,作为后续部分的基
准面,然后作跨缝碾压以消除缝迹。
6.机械、材料的准备:
6.1机械设备准备见表6.1.1。
6.2材料准备:
下面层使用沥青为70号道路石油沥青,碎石为最大粒径为
37.5mm连续级配碎石,河砂为天然中砂,矿粉加20%消石灰。
各项原材料均已经试验检测工程师抽检合格。
7、质量保证措施
7.1质量控制
7.1.1沥青混合料原材料必须满足《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)要求。
7.1.4.严格控制拌和时间,规范要求拌和时间为每盘45s,通过试验要达到较为理想的沥青裹覆效果,将拌和时间提高到每盘60s。
7.1.5.控制摊铺机摊铺速度,将以往3-5m/min减至2-2.5m/min,对提高沥青稳定碎石的密实性、空隙率有非常好的效果。
7.1.6 保证压实度,摊铺及压实厚度控制在10cm内,同一段落施工时待下层温度降至规范允许温度(一般24小时后)方可进行第二层施工。
8、效益分析
8.1经济效益
该高速公路路面工程造价约2000万/km,以往高速公路路面工程造价约1500万/km,根据资料显示,由于车流量和重载原因普通高速公路5年就要大修一次维修造价约700万/km,年养护费用约10万/km。
而运用atb沥青稳定碎石下面层后可大大提高路面使用寿命,据采用该设计结构路面调查目前已通车7年的福建龙长段尚未进行大中修理,年养护费用约2万/km。
虽然前期投资比以往高速成本增加但综合成本降低约15%,经济效益显著。
8.2 社会效益
atb-25沥青混凝土基层具有良好的耐疲劳性、密水性等特点,可以有效延长沥青混凝土路面使用寿命,从而减少了对路面的维修,减少了因道路施工带来的交通堵塞等问题。
9、工程实例
泉三高速smb3合同地属福建三明永安市界,2008年8月26日开工,2009年12月25日通车,全长44.58km,摊铺面积近100万平方米。
该项目沥青砼路面结构组合设计为:上面层采用厚4cm的ac-13c沥青砼抗滑表层,中面层采用厚6cm的ac-20c中粒式沥青砼,下面层采用厚16cm的atb-25沥青稳定碎石,沥青砼面层厚26cm。
目前已通车运营情况良好。
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。