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。
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。
基层验收
基层分新建和利用原路面两种。高等级公路要求除临土基层底基层可路拌施工外,均采用集中拌和、机械摊铺的方法进行施工。为提高路面的平整度从基层开始就严格挂线施工,达到施工技术规范要求的各项指标。目前为提高工程质量减少路面裂缝多在上基层上每隔15—20米切缝铺设土工格栅或土工布撒布改性沥青处理。在原有路面上铺筑沥青混凝土也应严格验收,对沥青混凝土路面有坑槽、沉陷、泛油、混凝土路面碎裂等病害加以处理。对有较浪的地方应在凹陷处预先铺上一层混合料,并予以压实,不必考虑摊铺厚度的均一性。
1.2材料、机械设备的检查
1.2.1原材料
沥青混合料拌和前应严格按照设计文件及规范要求选择好各种材料。必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、材料场堆放及储存条件等进行检查。
沥青混合料中使用的粗集料,通常是2—3种不同规格的石料经掺配组成。在施工过程中要保证有稳定的合格矿料级配,就要求在石料的供料和收料过程中,保证不同规格碎石颗粒要有一致性。保持沥青混合料级配组成的
一致性对沥青混合料各项技术指标的稳定性非常重要。
路面施工所用的矿料数量较大,加之施工单位流动性强,施工单位很少有自己组织的石料加工厂。同时按照“因地制宜,就地取材”的原则利用当地生产的材料。现在社会上生产碎石材料的厂家都属于建材部门或地方的集体或个人所有,生产的材料又是常用于水泥混凝土。而水泥混凝土对集料规格的要求与沥青混凝土对集料的要求是不同的,沥青混凝土路面材料对砂、石料的质量和规格要求更高,因为它在相当程度上要依靠集料的嵌挤作用形成路面强度并保证结构的稳定性。
实践中认识到,同一个工程从多个厂家购进石料,会出现品种杂,而且规格上参差不齐的现象。名义上是同一规格粒径的石料,出自不同厂家,甚至是一个厂家由不同型号机器加工的石料,其材料级配也是有差异的。用这些碎石直接掺配后生产的沥青混凝土混合料,由于不同规格集料级配的不均匀性,常导致混凝土的质量难以保证。因此在室内实验认定的各厂家生产的石料性质、强度等指标合格的基础上,选取生产量能满足需用的一或二个厂家的石料。如能采用对进场的各家不同规格的集料进行二次筛分的工程措施,使分离出的不同规格的集料配比均匀一致。就更多可保证拌制的沥青混凝土混合料矿料级配组成的均匀性,从而保证沥青混凝土质量的稳定性。
1.2.2施工机械
施工前应对拌和厂及沥青路面施工机械和设备的配套情况、性能、计量精度等进行检查。拌和前特别要注意沥青拌和楼电子秤的准确度。从而保证骨料、粉料、沥青等各种物料配比精度。
摊铺设备的选型也很重要,陕建ABG8620型全自动找平摊铺机,整幅一次摊铺(全宽12M),能很好控制摊铺厚度和表面平整度。
2.1据沥青路面各种施工机械相匹配的原则,确定合理的施工机械、机械数量及组合方式。
2.2试拌确定拌和机的上料速度、拌和时间、拌和温度等操作工艺。
2.3通过试铺确定:透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度;摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺;压路机的压实顺序、碾压温度、碾压速度及遍数等压实工艺;以及确定松铺系数、接缝方法等。
2.4范规定的方法验证沥青混合料配合比设计结果,提出生产用的矿料配比和沥青用量。
2.5建立用钻孔法及核子密度仪法测定密度的对比关系。确定沥青混凝土或沥青碎石面层的压实标准密度。
2.6定施工产量及作业段的长度,制订施工进度计划。
2.7全面检查材料及施工质量。
2.8定施工组织及管理体系、人员、通讯联络及指挥方式。
在试验段的铺筑过程中,应认真做好记录分析,直接取得一手施工资料。在正式路段上施工时,要按照试验段施工时所取得的试验数据进行施工。
沥青路面主要施工方法及工艺
(1)摊铺工艺确定
①摊铺厚度为设计厚度剩以松铺系数,终摊铺系数通过试铺碾压确定,初步按沥青混凝土混合料为1.15~1.35,细粒式混凝土取上限,粗粒式取下限,中粒式取中值。
②摊铺前先检查摊铺机的熨平板宽度和高度是否适当,并调整自动找平装置,本工程道路宽度在8m内的车道采用单机摊铺即可,其余采用双机联动全路幅摊铺。
③在摊铺沥青混合料前,对接茬处已被压实的沥青层进行预热,沥青混合料摊铺后,在接茬处用热夯夯实、熨平板熨平,并用压路机沿接茬加强碾压。
(2)下封层施工
①认真按验收规范对基层严格验收,认真对基层进行清扫。
②在摊铺前对全体施工技术人员进行技术交底,明确职责,责任到人。
③采用汽车式洒布机进行下封层施工。
(3)热拌沥青混合料运输
①混合料运输车的运量较拌和或摊铺速度有所富余,施工过程中要在摊铺机前方30cm处停车。卸料过程中要挂空档,靠摊铺机的推进前进。
②沥青混合料的运输必须快捷、安全,使沥青混合料到达摊铺现场的温度在145℃-165℃之间,并对沥青混合料的拌和质量进行检查。
(4)沥青混合料的摊铺
①沥青下面层摊铺采用拉钢丝绳控制标高及平整度,上面层摊铺采用平衡梁装置,以保证摊铺厚度及平整度。摊铺速度按设置速度均衡行驶,并不得随意变换速度及停机,松铺系数根据试验段确定。
②采用两台摊铺机进行双机联队全幅摊铺,上下两层错缝0.5m,摊铺速度控制在2-4m/min。摊铺过程中对于道路上的井,在底层料进行摊铺前用钢板进行覆盖,以避免在摊铺过程中遇到井而抬升摊铺机,保证平整度。在摊铺细料前,把井抬至实际摊铺高程。
③摊铺速度按设置速度均衡行驶,并不得随意变换速度及停机,窨井的抬法根据底层料摊铺情况及细料摊铺厚度结合摊铺机摊铺时的路情况来调升,以保证井与路面的平整度,不致出现跳车情况。对于细料摊铺过后积聚在井上的粉料用小铲子铲除,清扫干净。
(5)沥青混合料的碾压
①沥青混合料压实采用钢筒式静态压路机及轮胎压路机或振动压路机组合的方式。压路机的数量根据生产现场决定。沥青混合料的压实按初压、复压、终压(包括成型)三个阶段进行。压路机以慢而均匀的速度碾压。初压采用轻型静载压路机在混合料摊铺后较高温度下进行。压路机从外侧向中心碾压。
②复压采用轮胎式压路机。碾压遍数应经试压确定,不少于4-6遍,以达到要求的压实度,并无显著轮迹。相邻碾压带应重叠1/3—1/2轮宽,碾压路中心部分,压完全幅为一遍。
③终压紧接在复压后进行。终压选用双轮钢筒式压路机碾压,不少于两遍,并无轮迹。采用钢筒式压路机时,相邻碾压带应重叠后轮1/2宽度。
(6)接缝、修边
①摊铺时采用梯队作业的纵缝采用热接缝。施工时将已铺混合料部分留下10~20cm宽暂不碾压,作为后摊铺部分的高程基准面,跨缝碾压。
②半幅施工不能采用热接缝时,设档板或采用切刀切齐。铺另半幅前将缝边缘清扫干净,并涂洒少量粘层沥青。摊铺时重叠在已铺层上5—10cm,摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时先在已压实路面上行走,碾压新铺层10—15cm,然后压实新铺部分,再伸过已压实路面10—15cm,充分将接缝压实紧密。
③相邻两幅及上下层的横向接缝均错位5m以上。上下层的横向接缝可采用斜接缝,上面层采用垂直的平接缝。铺筑接缝时,可在已压实部分上面铺设些热混合料使之预热软化,在开始碾压前将预热用的混合料铲除。
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