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从甘肃80亿返修高速看沥青路面施工质量控制重要性

2022-06-24 来源:汕头机械信息网

从甘肃80亿返修高速看沥青路面施工质量控制重要性

据新华网较新消息,甘肃省天水至定西段高速公路,通车半年即出现坑槽、裂缝、沉降等重大问题。该项目总投资约87.5亿元,甘肃省交通厅称道路将完整返工,以前的路面需要全部揭掉重新铺设。

甘肃公路养护技术研究院指出造成此次问题的重要原因是沥青混合料级配的不合理,细料太多,沥青路面膜变薄剥落引起的。显然,沥青路面施工的质量控制不得力是这次问题的一个重要因素,正常的沥青路面施工的质量控制一般都必须经过5个常规步骤:

一、 材料的选择

拌制沥青混合料所需的材料主要有粗集料、细集料、矿质填料和沥青。在配合比设计前,

应配合物资采购人员,调查多个料源,选取符合相应技术规范的合格材料。材料的优劣是沥青路面质量好坏的基础。

1.粗集料的选择。 沥青路面用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等,但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。所选粗集料应洁净、干燥、表面粗糙。取样时应在不同部位随机抽取具有代表性的试样,在对样品进行筛分、压碎值、针片状、小于0.075mm颗粒含量、表观相对密度、吸水率、坚固性、洛杉矶 磨耗损失等多项指标进行室内试验后,选择符合质量要求的料源的集料。

2.细集料的选择。沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。所选细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的集配。试验人员在选择 细集料时,在市场材料充足的条件下,因机制砂的粗糙、洁净、棱角性好,应优选之。另外,天然砂与沥青的粘附性较差,呈浑圆状,使用太多对高温稳定性不利, 但石屑和天然砂共同使用能起到互补的效果。故选择何种细集料也是沥青混合料质量优劣的因素之一。在料场取不同的细集料进行试验,对各项 指标进行优选,尤其应注意小于0.075mm以下的细粉含量和砂当量的质量要求,较终选取符合当地市场条件和施工条件的优质细集料。

3.矿质填料的选择。在沥青混合料中,矿质填料通常是指矿粉。矿粉在沥青混合料中起着重要作用,因此对矿粉质量的要求不容忽视。沥青混合料中 使用的矿粉必须是采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉,应洁净、干燥,在料源取样进行筛分、表观密度、含水量、亲水 系数等指标的测定,确保所选矿粉质量符合要求。

4.沥青的选择。沥青路面采用的沥青标号,宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等,结合 当地的使用经验,经技术论证后确定。一般在设计文件中已经指定了沥青的标号。应建议物资采购人员选择大型的油库、知名的品牌,以保 证沥青的供应和质量的稳定。还应到油库取样对沥青的针入度、延度、软化点、含蜡量等指标进行测定,同时还应进行沥青的老化试验,对沥青经薄膜烘箱 试验后的热致老化后的各项性能进行评定,较终为工程选择优质的沥青。

二、沥青混合料配合比设计

沥青路面质量的好坏,关键在于混合料配合比设计。一个好的配合比设计是沥青路面施工成败的关键。一般分为目标配合比设计、生产配合比、生产配合比验证三个阶段。

1.目标配合比设计。 许多试验人员认为目标配合比设计意义不大,较终是靠生产配合比来指导施工的,这样实际上无法严格控制不同材料的比例。目标配合比设计是控制冷料仓的依据,不应被广大试验人员所忽视。

2.生产配合比设计。在目标配合比确定后,应利用实际施工的拌和机进行生产配合比设计。试验前,应首先根据级配类型选择振动筛筛号,使几个热 料仓的材料不致相差太多,较大筛孔应保证使超粒径料排出,使较大粒径筛孔通过量符合设计范围要求。试验时,按目标配合比设计的冷料比例上料、烘干、筛分, 取各个热料仓试样进行筛分,与目标配合比一样用EXECL程序进行矿料级配计算,选择平坦的S型级配曲线,确定各个热料仓集料的比例。然后进行马歇尔试验 确定优质油石比,较后还要进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能的检验。

3.生产配合比验证。路面正式铺筑前,应进行生产配合比验证。拌和站用试验室提供的目标配合比控制冷料的上料速度,根据生产配合比控制各热 料仓的上料比例、矿粉比例和沥青用量,拌制沥青混合料。在试验段进行试铺时,试验人员应在施工现场观察摊铺、碾压过程和成型混合料的表面状况,判断混合料 的级配及油石比,如不满意,应适当调整,重新试拌试铺,直至满意。另一方面,试验室应在现场采集混合料试样,进行马歇尔试验,检验稳定度、流值、空隙率、 沥青饱和度是否满足规范要求。同时还应进行车辙试验及马歇尔试验,进行高温稳定性及水稳定性检验,只有所有指标全部合格,此配合比才能交付使用。

三、施工过程中对集料的控制

为了避免混合料离析,使生产过程中的矿料级配能较大限度地与生产配合比的级配曲线吻合,试验室必须严格控制进场集料的级配。对进场的每一批集料必须进行筛分试验,确定与配合比设计时的集料级配相差是否过大,若偏差过大,会直接影响到混合料的级配,不应继续使用,对该批材料应做清退处理。在清退 困难且该批材料数量巨大时,应对目标配合比和生产配合比进行调整,还应定期对热料仓集料的级配进行筛分,作为对混合料级配的进一步校核。

在粗集料的进场检测中,针片状颗粒含量和石料的压碎值也是两个重要的指标。若沥青混合料中的粗集料的细长扁平颗粒多,石料压碎值小,在混合料的摊铺、碾压过程中,被沥青膜包裹的粗集料易被压路机压碎,集料出现了未被沥青裹服的破碎面,使混合料不能被粘结成整体,从而影响沥青混凝土的各种性能。因此,粗集料的针片状和压碎值必须合格,所以选用合适的破碎设备显得尤为重要,通常反击破是生产高速砂石集料的优选设备。

四、施工过程中对配合比的控制

由于集料的变异性,施工过程中,混合料的矿料级配很难和配合比设计时的矿料级配吻合。为了降低级配的波动性,除加强对进场材料的检验外,试验 室应不断追踪热料仓的级配,每天施工前都要对热料仓的集料进行筛分,将结果与生产配合比进行比较,若差异较大,立即进行调整,以保证混合料的矿料级配在配 合比充许的波动范围内。

五、施工过程中对沥青混合料的检验

施工过程中,对沥青混合料的性能检验是监督拌和站的生产工艺、验证矿料级配的波动性、检验沥青含量的重要依据,是保证沥青路面质量事中控制的重要手段。试验室每天至少取一次沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验。

施工人员应严格认真按《公路沥青及沥青混合料试验规程》完成这两项试验,保证施工结果的有效、可靠,并及时对试验结果进行分析,检查稳定度、流 值、空隙率、饱和度等各项指标是否满足规范要求,沥青含量是否在设计用油量正常波动范围内,抽提后对矿料的筛分结果与每天施工前热料仓的矿料级配的偏差是 否在正常范围内,如有偏差,应检查拌和站的生产工艺,并适时对配合比进行调整。

检验人员对沥青混合料质量的及时评价,避免了拌和站不合格混合料的出现,是保证沥青路面施工质量的又一关键环节。

六、现场的摊铺与碾压

沥青路面施工中,现场的摊铺与碾压是保证路面压实度和平整度的关键施工工艺。应怎样进行摊铺,怎样组合压路机进行碾压,在许多文章中都有详尽 的论述,但不是试验室的控制内容,在此不作详述。但摊铺与碾压的质量好坏,却是试验室关注的问题。碾压结束路面冷却后,试验室要在路面上进行钻芯取样,检 测路面的厚度、测定芯样的密度,依据该路段马歇尔试验的平均毛体积密度评定该路段的压实度,铺以平整度的测定,来评定摊铺与碾压工艺的质量。

从此次问题可以看出,沥青路面工程是一个系统工程,其病害形成原因往往不是某一个单一因素作用的结果。无论在设计方面、还是施工方面、或是路面形成后的使用、养护和管理等方面都存在一些不足。因此,要有效了解高速公路病害问题的成因,选择合理的处治对策和预防措施,在优化设计的同时,更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量,规范施工,尽量在提高沥青路面使用性能的同时,做好道路养护工作延长使用寿命,提高投资效益。

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