沥青稳定碎石基层施工工艺
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沥青稳定碎石基层施工工艺
沥青稳定碎石基层施工工艺
随着国民经济的高速发展,交通量迅速增长、车辆大型化、严重超载等现象使沥青路面面临严峻的考验,许多高速公路建成后不久就不能适应交通的需要,早期破坏的情况时有发生。
为缓解高速公路重载交通压力,我国开始推广应用以沥青碎石为代表的柔性基层。
1工艺特点
(1)沥青碎石的高温性能比较好,水稳定性良好。
(2)车辙试验动稳定度比较高。
(3)修复方便。
(4)沥青碎石基层可以增强路面排水能力,减少沥青层的温度收缩裂缝和防止反射裂缝的发生,改善路面使用性能,提高其使用寿命。
2适用范围
沥青稳定碎石基层在高速公路路面承重层中得到推广使用。
3工艺原理及设计要求
工艺原理
沥青碎石基层即沥青稳定碎石类沥青混合料,其设计的基本思路是保证沥青混合料中具有足够的粗集料,使之具有很好的高温力学性能,按其设计的空隙率大小可以分为三种:开式(排水式基层,设计空隙率在15%以上)、半开式(设计空隙率在8%~15%之间)、密实式(设计空隙率在3%~8%
之间)。
工艺设计要求
成型方法
室内试验采用美国工程兵旋转压实剪切实验机(GTM)进行目标配合比、生产配合比设计,确定控制指标;采用马歇尔试验进行常规设计,建立比对关系,进行日常检测和控制。
级配设计
在组成沥青混合料的原材料选定后,沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级配组成,沥青混合料由于集料的级配不同,可以形成不同的组成结构。
沥青碎石基层级配参照规范,选用骨架密实型沥青碎石混合料,常采用ATB-30, ATB-40两种级配形式。
原材料性能
原材料质量是影响路面质量、使用寿命的重要因素。
通过测试沥青、石灰岩粗集料、细集料和矿粉等材料的性能和技术指标来检测材料是否满足规范要求,从而完成原材料的选择。
沥青
拌制沥青混合料所用的沥青材料其技术要求随气候条件、交通情况、沥青混合料的类型和施工条件等因素而异,其技术指标需满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F402004)的要求。
集料
集料是沥青混合料的关键材料之一,其力学性能是决定混合料强度特性的最重要因素,选择优质的集料是沥青混合料具有优良路用性能的重要保证。
矿粉
沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石
等石料经磨细得到的矿粉。
最佳沥青用量
(1)GTM试验。
利用GTM实验机模拟行车作用于成型试件,从而求出沥青混凝土路面的设计密度及最佳沥青用量。
GTM 确定最佳沥青用量有三个指标。
1)应变比(GSI)。
是指沥青混合料在压实到平衡状态时是否会出现塑性变形。
(最终应变和最小应变之比小于)。
2)抗剪安全系数(GSF)。
是指沥青混凝土被压实到平衡状态时的抗剪强度是否达到在行车荷载作用下需承受的剪应力。
抗剪强度/剪应力,要求大于。
3)试件压实到平衡状态的密度。
利用GTM试验,得到的试验结果为:
ATB-30:最佳油石比%,标准密度为㎝3
ATB-40:最佳油石比%,标准密度为㎝3
(2)马歇尔试验。
通过沥青碎石ATB-30马歇尔试验,根据沥青选定图,沥青用量一般选用%,油石比选用%,表观密度选用㎝3。
通过沥青碎石ATB-40马歇尔试验,根据沥青选定图,沥青用
量一般选用%,油石比选用%,表观密度选用/㎝3。
对比关系:
ATB-30:GTM试验与马歇尔试验的密度比为:=
ATB-40:GTM试验与马歇尔试验的密度比为:=
混合料性能检测
(1)水稳定性检测采用浸水马歇尔试验检测。
(2)高温性能采用60℃车辙试验检测。
4工艺流程
沥青稳定碎石基层施工工艺流程见图1。
5 操作要点
施工前准备工作
完成下承层的检测工作,施工配合比已验证,各种材料检测合格,机械设备全面运行达到良好状态。
施工工艺
施工前及下承层准备
按常规调试拌合设备,满足生产配合比各项要求;对下承层和施工机具作全面检查,现场就位。
混合料拌和
沥青混合料拌和采用SPECO-3000型沥青拌合楼拌和,拌和时间以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,并经试拌确定。
拌和时严格控制混合料的温度和拌和时间。
沥青采用导热油加热,加热温度控制在150℃~170℃范围内,矿料加热温度为170℃~185℃,沥青与矿料的加热
温度应调节到使拌和的沥青混合料出场温度在150℃~165℃,不得有花白料、超温料,当沥青混合料超过195℃的应立即废弃,混合料运到现场温度不得低于140℃~150℃,对于每车料的出场温度要有专人检测记录。
混合料的运输
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,以减少粗集料的离析现象。
尽量缩小下落的落距,运料车用篷布覆盖。
摊铺过程中运料车应在摊铺机前10~30㎝处停住,不得撞击摊铺机,卸料过程中运料车挂空档,靠摊铺机推动前进。
混合料运输车的运量较摊铺速度有所富余,施工过程中摊铺机前方应有不少于3辆运料车等候卸车。
混合料的摊铺
施工时采用两台摊铺机联合摊铺,前一台摊铺机靠中央分隔带一侧摊铺,一侧传感器搭在钢绞线上,另一侧用浮动基准梁,后一台摊铺机一侧传感器搭在钢绞线上,另一侧用滑靴,两台摊铺机相距一般为5~10m,横向搭接宽度应有5~250px,把滑靴放在前一台摊铺机铺出的基准面,调整好横坡,进行摊铺。
摊铺过程中,摊铺机速度保持2m/min均匀行驶,在铺筑过程中,摊铺机螺旋送料器应不停顿的转动,两侧保持有不少于送料器高度2/3的混合料,并保证在全宽断面上不离析。
施工时,两构造物间尽量一次摊铺碾压成型,以减少横缝。
混合料的压实及成型
选择合理的压路机组合方式进行初压、复压和终压三碾压步骤,压路机应匀速行驶,速度符合规范要求。
碾压时由低向高即由路外侧向内侧进行,超高段由曲线内侧向外侧进行,碾压方向与路线方向平行,并沿同一轮迹返回,每次错轴重叠1/3~1/2轮宽,压路机不能中途停留、转向或制动。
并不得停留在当天摊铺的路面上或高于70℃的已经压过的路面上。
另外,终压温度不低于80℃。
初压:第一遍先用胶轮压路机碾压一遍,再用YEC10L双钢轮压路机碾压一遍,驱动轮朝向摊铺机,静压前进,振动返回,碾压路线、方向不能突然改变,往返转折点应错开成阶梯形,钢轮压路机紧跟胶轮压路机进行碾压,要求钢轮压路机与胶轮压路机之间错开两轮。
复压:复压紧接在初压后进行,复压时先用12T振动压路机碾压一遍,再用17T振动压路机碾压一遍,采用高频低振方法,使压实度达到规范要求。
另外需注意17T压路机紧跟12T 压路机进行碾压,要求12T压路机与17T压路机之间错开两轮。
终压:使用12T压路机静压1~2遍,紧接在复压后进行,至消除表面轮迹为止。
接缝处理
横缝与铺筑方向垂直,形成一条碾压密实的边缘,下次摊铺前,在上次末端涂补适量粘层沥青,在碾压横接缝时先纵向后横向碾压,将压路机位于已压实的面层上,错过新铺层
375px,然后每压一遍向新铺层推进15~500px,以推进到压路机轮宽度的1/3处进为止,改为正常碾压,在碾压时由专门人员用三米直尺检查接头处,发现问题及时处理,保证接头部位的平整度。
注意上、下层的横缝要错开至少1m的距离。
开放交通
路面冷却后根据实际需要开放交通。
6主要机具设备
沥青混凝土拌和楼1套,装载机3台,摊铺机2台,压实设备配有YEC10L双光轮振动压路机(10T)1台,XD120双光轮振动压路机(12T)2台,CC722双光轮振动压路机(17T)1台,XP260胶轮压路机(26T)1台,运输车辆满足施工需求。
7劳动力组织
每个作业班应配备如下人员:后场应配备试验人员2人,各种机械操作手满足施工需要,前场技术人员1人,测量人员3人,质检人员2人,辅助工人15人,各种机械操作手满足施工需要。
8 质量要求及质量控制要点
弯沉试验
采用贝克曼梁测定,当基层有级配碎石时弯沉偏大,当基层为半刚性基层时弯沉合格。
压实度检测
采用马歇尔实验进行压实度检测,注意原材料质量及混合料级配。
注意事项
(1)保证混合料拌和温度和拌和时间,观察出仓沥青混合料色泽、拌和均匀性、让沥青充分裹覆集料。
(2)保温运输,保证混合料摊铺、碾压温度,减小沥青混合料离析和集料离析。
(3)调试摊铺机具,确保摊铺厚度,合理组织压实机具,增大压实功,确保压实度。
9施工安全及环保措施
施工安全措施
(1)施工现场内道路平整畅通,排水出口良好,无人作业的沟、井、坑均加设护盖和安全防护标志或回填整平。
(2)所有施工管理人员和操作人员都必须佩带证明其身份的有效标识牌。
(3)填筑施工前先设置好临时堵水及排水沟渠,避免污染道路和堵塞下水管道。
(4)加强施工机械、料具、设备、材料的管理和使用,堆码整齐有序。
环境保护措施
(1)严格遵守国家和地方政府的环境保护法规,采取必要措施,保护工地周围的环境,尽量减少破坏工程范围内外的植被。
(2)散体物料运输严格执行有关要求。
当班作业后,运输车及作业场地应及时清除和冲洗,以保证车辆和场地清爽。
(3)除图纸规定外,不得破坏和拆除任何构造物及设施。
(4)拌合站等临时设施与场地要远离居民区,防止噪音扰民。
(5)临时排水设施要与永久性排水设施相结合,场地排水不得排入农田、耕地、鱼塘、水库等处,以防止污染自然水源。
(6)施工便道设专人洒水养护,确保周围环境不受灰尘的污染,在其道口和交叉道路处,拟派专人负责防护和清扫。
(7)夜间施工时,要尽量把施工噪声控制在最低程度,以确保居民的正常生活。
(8)工程完工后,按要求及时拆除所有工地围蔽、安全防护设施和其它临时设施,并将工地及周围环境清理整洁,做到工完、料清、场净。