厂拌沥青碎石路面
也称黑色碎石路面或开级配沥青混凝土路面。其加工工艺和铺筑工艺接近沥青混凝土路面,但其孔隙较大(两者的分界线并不严格,中国以孔隙率10%为分界)。沥青碎石混合料可以热拌热铺,也可热拌冷铺;热铺质量较好,用得较普遍。集料的颗粒有同颗粒及有级配之分,多采用有级配者。和沥青混凝土相比,沥青碎石的细集料和矿粉含量较少,粗集料的比例较大,沥青用量相应也较少。沥青碎石混合料的热稳定性主要依靠集料颗粒间的锁结力,故对沥青用量、稠度、混合料的配合比和集料级配的变动范围可比沥青混凝土为宽,而仍能保持其热稳定性。但因多孔之故,路面容易渗水和老化,故沥青碎石常用于面层的下层、联结层、整平层和基层。若用于路面的上层时,须加沥青封层或嵌撒细粒沥青混合料。但也有把它铺在密实的沥青面层之上,作透水的防滑层用的。沥青碎石路面的使用寿命一般短于沥青混凝土路面,但其工程造价常较廉。
沥青贯入式路面
是浇洒成型的一类沥青路面。把沥青浇洒在铺好的主层集料上,再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青,分层压实,形成一个较致密的沥青结构层。浇洒施工的优点是设备简单,运料方便;其缺点是施工受气候的影响较大,而且终成型需要一定时间,成型后的路面不如厂拌沥青混合料路面平整和美观,成型期又多浮动灰砂,并可能泛油。为了克服这一缺点,可把一层浇洒沥青和撒布石屑改为铺筑预拌细粒沥青混合料,以加速成型和减少浮动灰尘,并有利于表面排水。贯入式路面的热稳定性主要依靠粗集料间的锁结力,故对沥青用量和沥青稠度也没有沥青混凝土路面那样敏感,其路用性质和适用层位与沥青碎石路面相接近。沥青贯入式路面可热法施工,也可冷法施工。热法施工时用加热的粘稠沥青浇在冷集料上,路面成型较快,适用于城市道路和交通繁忙的公路;冷法施工时用乳化沥青冷浇,但需待乳化沥青的油水分裂、水分蒸发后才能初步成型,适用于养护小修及设置加热设备有困难的长距离公路。贯入式用的集料颗粒宜为接近同粒径集料,以便沥青能充分渗入主层,并使嵌缝层厚度均匀;主层集料的粒径应接近面层厚度或为面层厚度的0.7~0.8倍;集料应洁净无灰,表面干燥。
路拌沥青碎石混合料路面
路拌法是堆料于路床上,浇洒适量沥青,然后用机械或人工拌匀,并铺平压实。由于在路床上的集料无法加热,因此需要采用稠度较稀的沥青乳液或液体沥青作结合料,拌和时乳化沥青不常加热,液体沥青闪点高者可以加热。气候潮湿时,还需要在沥青中加入抗剥落剂或采用阳离子沥青乳液,或在混合料中掺入水泥、石灰等,以增加潮湿集料与沥青的粘着力。路拌沥青混合料因受各种条件限制,其路用性质不如厂拌沥青混合料,但可节约就地沙石料的往返运输费和能耗,常用于次要的公路或农村道路。
施工阶段
施工阶段包括:沥青混凝土混合料的拌和、运输、摊铺、接缝处理及碾压。
3.1沥青混凝土混合料的拌和
沥青混合料的拌和机械、拌和时间、拌和温度、热矿料二次筛分、沥青用量等是影响沥青混凝土路面稳定性和平整度的重要因素
沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制。可采用间歇式拌和机或连续式拌和机拌制。当工程材料从多处供料、来源或质量不稳定时,不宜采用连续式拌和机。
沥青混合料拌制时,沥青和矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混合料出厂温度(石油沥青120~165摄氏度;煤沥青80~120摄氏度)。混合料温度过高时,影响沥青与集料的粘结力,从而影响到混合料的稳定性。
沥青混合料拌和时间要以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,并经试拌确定。间歇式拌和机每锅拌和时间宜为30~50s(其中干拌时间不得少于5s),连续式拌和的拌和时间由上料速度及拌和温度调节。
拌和厂拌和的沥青混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象。如发现不合格时应及时调整。
3.2沥青混凝土混合料的运输
混合料的运输采用较大吨位的自卸汽车运输。从拌和机向运料车上放料时,应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,以减少粗细集料的离析现象。运输过程中注意加盖蓬布,用以保温、防雨、防污染。沥青混合料运输车的用量应较拌和能力或摊铺速度有所富余,保证摊铺机连续不间断摊铺。注意卸料与摊铺机之间的距离,防止碰撞摊铺机或倒在摊铺机外,引起摊铺不均匀,影响路面的平整度。
3.3沥青混凝土混合料的摊铺
在合格的基层上按规定撒布透层、粘层、铺筑下封层后,可进行混合料的摊铺。行施工放样。准确的施工放样避免基准钢线的重度影响,其钢支柱纵向间距不宜过大,一般5~10米并用紧线器拉紧。同时要加强监视,防止现场人员扰动,造成摊铺面的波动。摊铺前,还要及时进行立柱、横坡度、厚度等项指标的检查,发现问题及时处理。
摊铺机摊铺速度匀速行使不间断,借以减少波浪和施工缝,试验人员随时检测成品料的配比和沥青含量,及时反馈拌和厂,及时调整。设专人消除粗细集料离析现象,如发现粗集料窝应予铲除,并用新料填补。此项工作必须在碾压之前进行,严禁用薄层贴补法找平,以免贴补层在使用过程中脱落压碎,引起面层推移破裂。
摊铺中的质量缺陷主要有:厚度不均,平整度差(小波浪,台阶),混合料离析、裂纹、拉沟等。
①粉料过多,温度不当,砂石未完全烘干,机械猛烈起步和紧急刹车,刮料护板安装不当均可引起裂纹。
②沥青含量过多或过少,矿粉含量不足;骨料尺寸与摊铺厚度不协调;振捣梁与熨平板的相互位置调整不当,振捣梁、熨平板底面磨损;刮料护板安装不当,熨平板接缝处理不当等引起拉沟。
③供料速度不匀;机械起步和刹车过猛;摊铺速度不均匀;熨平板工作迎角调整过当摊铺机发动机或驱动链条松紧度未调好均会引起小波浪。
④熨平板底面磨损或严重变型时,铺层容易产生裂纹和拉沟,故应及时变换。有时熨平板的工作迎角太小,也会使铺层的两边形成裂纹或拉沟。调整熨平板的前缘拱度,并在试铺中多次调整,直到能铺出具有良好的铺层为止。如果多次调整仍消除不了上述缺陷,就应该更换熨平板的底板。当矿料中的大颗粒尺寸大于摊铺厚度时,在摊铺过程中该大颗粒将被熨平板拖着滚动,使铺层产生裂纹、挂沟等。所以应严格控制矿料粒径,使其尺寸在规范之内。混合料的配比不当,会产生全铺层的裂缝,因为振捣梁在摊铺过程中混合料进行捣实的同时,还要将它向前推移。如果混合料的大颗粒过多,就会出现全铺层的大裂缝。为了消除这种裂缝,有时可将熨平板加热进行热熨,但大多数情况下需要改变混合料的配比。
⑤轮胎摊铺机气压超限(一般为0.5~0.55mpa),摊铺机宜打滑;气压过低,机体会随矿料重量变化而上下变动,使摊铺层出现波浪。履带式摊铺机履带松紧超限将导致摊铺速度发生冲脉,进而使铺面出现搓板。履带或轮胎的行驶线上因卸料而洒落的粒料未清除,该部分摊铺厚度易突变。
⑥被顶摊的运料车刹车太紧,使摊铺机负荷,或料车倒退撞击摊铺机或单侧轮接触、另侧脱空等会引起速度变化或偏载,使铺面出现凸楞。施工中往往、二车料质量较差,注意取舍或调剂使用。
⑦自动熨平装置中,挂线不紧,中间出现挠度,会引起铺层波浪。
⑧采用冷茬法摊铺时,其纵向接茬由于密实度不够,行车不久往往会出现坑洼和裂缝。因此必须注意接茬的重叠量,并在前一条摊铺带未被弄脏或变型之前就摊铺后一条。
沥青路面
沥青路面是将沥青混凝土加以摊铺、碾压成型而形成的各种类型的路面。沥青混凝土是用具有一定黏度和适当用量的沥青材料与一定级配的矿物集料,经过充分拌合形成的混合物。沥青混凝土作为沥青路面材料,在使用过程中要承受行使车辆荷载的反复作用,以及环境因素的长期影响。所以沥青混凝土在具备一定的承受能力的同时,还必须具备良好的抵抗自然因素作用的耐久性。也就是说,要能表现出足够的高温环境下的稳定性、低温状况下的抗裂性、良好的水稳定性、持久的抗老化性和利于安全的抗滑性等特点,以保证沥青路面良好的服务功能。[1]
沥青混凝土适合修筑路面的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青,此外,还有天然沥青。有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同,可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类,以碎石采用为普遍。沥青的性质和标号要求,随沥青路面种类、地区的气候和路段的交通情况不同而异;热拌或热法浇洒以及在炎热地区和重交通道路上宜选用较稠的沥青;冷拌或冷法浇洒以及在寒冷地区和轻交通道路上宜选用较稀的沥青。按混合料颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35-40毫米以下)、中粒(20-25毫米以下)、细粒(10-15毫米以下)、砂粒 (5-7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同,可分为密级配、半开级配和开级配等数类,开级配混合料也称沥青碎石。
材料
沥青结合料
沥青结合料是在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等)的总称。它将矿质粒料粘结成整体,增加强度和增强路面抵抗行车破坏的能力,并使路面具有抗水性。
集料
集料是沥青路面材料中矿物质粒料的通称,在路面材料中起骨架作用和填充作用。有时需数种粗、细粒料混合组成所需要的粒度级配。集料中把粒径在 5毫米以上的称作粗集料,5毫米及以下者称为细集料。根据来源不同,集料可分为天然集料和人造集料两大类。天然集料有碎石、砾石、砂、石屑等;人造集料有烧矾土、稳定的坚实冶金矿渣等。沥青路面用的集料应洁净无泥,粗集料的颗粒宜接近立方体,多棱角,少扁片长条,其抗压强度不宜小于60兆帕,作重车道面层者,不宜小于80兆帕,而且能耐磨耗。集料和沥青材料应有良好的粘着力,不易经水的侵蚀而剥落,如集料和沥青粘着不良,应掺入有效的抗剥落剂改善。选配集料时,分层铺浇的应为粒径相近的各档的同粒径集料;拌制混合料的则常需有大小粒径按规格配合的级配集料,这类集料也可采用分档不同的同粒径集料按比例掺合而成。
铺筑施工工艺:
基层准备和放样,铺筑沥青混合料前,应检查确认下层的质量,当下层质量不符合要求,或未按规定洒布透层、粘层沥青或铺热下封层时,不得铺筑沥青面层。为了控制混合料的摊铺厚度,在准备好基层之后,应进行测量放样,即沿路面中心线和四分之一路面宽度处设置样桩,标出混合料松铺厚度。当采用自动调平摊铺机时,应放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。
摊铺,热拌沥青混合料应采用机械摊铺,对高速公路和一级公路宜采用两台以上摊铺机联合摊铺,以减少纵向次冷按缝,相邻两台摊铺机纵向相距10~30m,横向应有5~cm宽度摊铺重叠。沥青混合料摊铺机摊铺过程是由自卸汽车将混合料卸在料斗内,经传送器将混合料往后传到螺旋摊铺器,随着摊铺机前进,螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料,随后捣实,并由摊平板整平。
碾压,压实后的沥青混合料应符合平整度和压实度的要法语,因此,沥青混合料每层的碾压成型厚度不应大于10cm,否则应分层摊铺和压实,其碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段。初压是在混合料摊铺后较高温度下进行,宜采用60~80kN双轮压路机慢速度均匀碾压2遍,碾压温度应符合施工温度的要求,初压后应检查平整度、路拱必要时应予以适当调整;复压是在初压后,采用重型轮式压路式或振动压路机碾压4~6遍,要达到要求的压实度,并无显著轮迹,因此,复压是达到规定密实度的主要阶段;终压紧接着复压进行,终压选择60~80kN的双轮压路机碾压不少于2遍,并应消除在碾压过程中产生的轮迹和确保路表面的良好平整度。
接缝施工,沥青路面的各种施工,包括纵缝、横缝和新旧路的接缝等处,往往由于压实不足,容易产生台阶、裂缝、松散等质量事故,影响路面的平整度和耐久性。接缝的内容、要求和注意事项如下:
摊铺时采用梯队作业的纵过采用热接缝。施工时应将先铺的已铺混合料留下l0~2Ocm宽度暂时时不碾压,作为后摊铺部分的高程基准面。纵缝应在后铺部分摊铺后立即进行碾压,压路机应大部分压在已先铺碾压好的路面上,仅有10~15cm的宽度压在新铺的车道上,然后逐渐移动跨缝碾压以消除缝迹。
半幅施工或与旧沥青路面连接的纵缝,不能采用热接缝时,宜加设挡板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净,并刷粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上5~10cm,摊铺后用入工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时先在已压实的路面上行驶,碾压新铺层10~15cm,然后再逐渐移动跨过纵缝,将纵缝碾压紧密。上下层的纵缝应错开15cm以上。表层的纵缝应顺直,且位于车道的画线位置。
横缝应与路中线垂直。相邻两幅及上下层的横缝应错位lm以上。对高速公路和一级公路、中面层、下面层的横向接缝可斜接,但在上面层应做成垂直的平头缝,即平接。其它等级公路的各层均可斜按。铺筑接缝时,可在已压实的部分上面铺设一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。
斜接缝的搭接长度与厚度有关,宜为0.4~0.8m。搭接处应清扫干净并洒粘层沥青,斜接缝应充分压实并搭接平整。
平接缝应做到紧密粘结,充分压实,连接平顺。接缝处应清扫干净,切齐,边缘涂粘层沥青,并在其压实后用热烙铁烫平,再在缝口涂粘层沥青,撒石粉封口,以防渗水。
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