津石高速公路橡膠改性瀝青中面層首件施工方案設(shè)計(jì)

尉紅彬

(中電建冀交高速公路投資發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

津石高速公路項(xiàng)目全線長(zhǎng)171.177 km，按照高速公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計(jì)為雙向六車道，寬為33.5 m，時(shí)速為120 km/h。其中本標(biāo)段全長(zhǎng)約46.91 km，為津石高速公路永久路面試驗(yàn)段，通過(guò)該試驗(yàn)段驗(yàn)證高性能瀝青路面材料施工及路用性能、驗(yàn)證永久路面結(jié)構(gòu)及施工工藝，總結(jié)好的經(jīng)驗(yàn)，為類似工程建設(shè)提供借鑒。

1 首件工程方案設(shè)計(jì)

首件工程試驗(yàn)段總長(zhǎng)300 m，橡膠改性瀝青ARHM-20中面層設(shè)計(jì)厚度為8 cm，計(jì)算寬度為15.71 m，試驗(yàn)段共需要957.3 t瀝青混合料。試驗(yàn)段路面設(shè)計(jì)具體結(jié)構(gòu)方案如下：

方案一：橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-13)、玻璃纖維抗裂型橡膠改性瀝青防水粘結(jié)層(灑布量為1.8±0.1 kg/m2，纖維100 g/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-20)、不粘輪改性乳化瀝青粘層(灑布量為0.4±0.1 L/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-25)、玻璃纖維抗裂型橡膠改性瀝青防水粘結(jié)層(灑布量為2.0±0.1 kg/m2，纖維120 g/m2)、PC-2乳化瀝青透層(灑布量為1.1±0.1 L/m2)、水穩(wěn)級(jí)配碎石上基層、水穩(wěn)級(jí)配碎石下基層。

方案二：橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-13)、玻璃纖維抗裂型橡膠改性瀝青防水粘結(jié)層(灑布量為1.8±0.1 kg/m2，纖維100 g/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-20)、不粘輪改性乳化瀝青粘層(灑布量為0.4±0.1 L/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-25)、不粘輪改性乳化瀝青粘層(灑布量為0.4±0.1 L/m2)、2.5 cm特種瀝青應(yīng)力吸收層(FAC-10)、PC-2乳化瀝青透層(灑布量為1.1±0.1 L/m2)、水穩(wěn)級(jí)配碎石上基層、水穩(wěn)級(jí)配碎石下基層。

2 施工方案實(shí)施

2.1 材料質(zhì)量控制

粗集料采用干燥、無(wú)雜質(zhì)、強(qiáng)度高、耐磨好、無(wú)風(fēng)化的石灰?guī)r或玄武巖，采用錘式破碎機(jī)擊碎，以保證碎石級(jí)配良好；用于瀝青混合料的細(xì)集料為制砂機(jī)生產(chǎn)的機(jī)制砂，生產(chǎn)材料優(yōu)選干凈、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)污染，粒徑在10～20 mm以上的石灰?guī)r碎石，在采取有效防塵措施狀態(tài)下進(jìn)行加工；用于瀝青混合料的礦粉，為憎水性的強(qiáng)基性石灰?guī)r經(jīng)球磨機(jī)打磨而成；所用瀝青為8 cm厚橡膠改性瀝青。

2.2 混合料拌和

瀝青拌和站內(nèi)設(shè)置具有防止礦粉浮沉及能除塵設(shè)備的拌和樓，拌制設(shè)備采用1座德基DG4000瀝青混凝土攪拌站。拌和前對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，保證溫度系統(tǒng)、計(jì)量標(biāo)定準(zhǔn)確；拌和時(shí)間≥60 s，干拌時(shí)間≥10 s，以保證拌和的混合料均勻，不形成油團(tuán)；根據(jù)瀝青標(biāo)號(hào)、粘稠度、當(dāng)?shù)貧夂驐l件及鋪裝瀝青厚度確定瀝青所需的加熱溫度和施工溫度，以此防止不符合混合料溫度標(biāo)準(zhǔn)的混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。另外，拌制好的混合料應(yīng)均勻，具有一定的和易性，不出現(xiàn)花白料、固結(jié)成塊和離析現(xiàn)象。

2.3 混合料運(yùn)輸

混合料運(yùn)輸裝料車采用5次卸料法，前后移動(dòng)，以防離析現(xiàn)象；攤鋪機(jī)前方應(yīng)不少于5輛運(yùn)料車等候卸料；運(yùn)輸車采用夾棉苫布嚴(yán)密覆蓋，車廂兩外側(cè)用保溫材料進(jìn)行保溫。運(yùn)送車輛的車廂底板面及側(cè)板必須清潔，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)溫度過(guò)低或過(guò)高現(xiàn)象、固結(jié)成塊現(xiàn)象、雨淋現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)作廢處理，不得應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)；運(yùn)輸車裝料前在車廂內(nèi)側(cè)表面涂刷一層隔離劑或防粘結(jié)劑，但不得有余液積聚在車廂內(nèi)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置檢測(cè)臺(tái)精確控制混合料數(shù)量，運(yùn)輸車裝料出場(chǎng)需嚴(yán)格稱重，檢查溫度和質(zhì)量；運(yùn)料車卸料應(yīng)掛空擋，在距離攤鋪機(jī)前20 cm處停下，依靠攤鋪機(jī)前進(jìn)推力向前移動(dòng)，過(guò)程中采用多次頂升卸料，減少離析現(xiàn)象，確保攤鋪均勻。

2.4 混合料攤鋪

攤鋪機(jī)采用平衡梁為引導(dǎo)的高程控制方式攤鋪。攤鋪機(jī)根據(jù)路面設(shè)計(jì)寬度進(jìn)行事先拼裝[1]。攤鋪機(jī)開始攤鋪前提前1 h預(yù)熱熨平板，其溫度≥130 ℃。方案一結(jié)構(gòu)層厚度為6 cm，以大樁號(hào)往小樁號(hào)攤鋪，試驗(yàn)路暫定松鋪系數(shù)為1.22；方案二結(jié)構(gòu)層厚度為6 cm，以大樁號(hào)往小樁號(hào)攤鋪，試驗(yàn)路暫定松鋪系數(shù)為1.25。

攤鋪溫度應(yīng)≥170 ℃。兩臺(tái)攤鋪機(jī)縱向前后距離控制在10 m，呈梯隊(duì)方式同步攤鋪。攤鋪機(jī)需嚴(yán)格按照標(biāo)線行駛，邊緣誤差≤3 cm。攤鋪接縫處時(shí)，為保證平整度，接縫處攤鋪應(yīng)采取重疊攤鋪處理，寬度為10～15 cm，后進(jìn)行跨縫碾壓。

攤鋪機(jī)攤鋪速度應(yīng)控制在2 m/min，熨平板保持拼接緊密，不產(chǎn)生縫隙卡入粒料以保證下面層平整。攤鋪過(guò)程做到緩慢、勻速、不間斷，作業(yè)過(guò)程中速度不可任意調(diào)整。攤鋪過(guò)程中，螺旋布料器要一直保持均勻轉(zhuǎn)速，兩側(cè)至少保持送料器2/3高度的混合料，且配備振搗夯實(shí)裝置，以一定的振動(dòng)頻率和振幅，保證初始?jí)簩?shí)度和不發(fā)生離析現(xiàn)象。

松鋪厚度的檢測(cè)，應(yīng)在攤鋪機(jī)移動(dòng)4～5 m后及時(shí)跟進(jìn)，在熨平板寬度左、中、右側(cè)選取若干點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)高和橫坡對(duì)比，及時(shí)調(diào)整參數(shù)。另外還需對(duì)攤鋪層采用溫度計(jì)或紅外線溫度計(jì)的方法進(jìn)行溫度測(cè)量，安裝好并準(zhǔn)確記錄。

2.5 混合料碾壓

在不產(chǎn)生嚴(yán)重推移和裂縫的前提下，為避免溫度損失，碾壓必須緊跟在攤鋪完成后快速完成，初壓、復(fù)壓、終壓均在高溫下進(jìn)行，嚴(yán)禁在低溫情況下反復(fù)碾壓，以免發(fā)生石料棱角磨損、壓碎等現(xiàn)象。碾壓前在碾壓起點(diǎn)設(shè)置全斷面的6 m寬土工布，用于消除鋼輪上的鐵銹與膠輪上的浮土，碾壓輪表面必須涂抹防粘油；碾壓時(shí)應(yīng)分區(qū)按要求碾壓，并標(biāo)示區(qū)分初壓區(qū)、復(fù)壓區(qū)、終壓區(qū)。碾壓指標(biāo)見表1和2[2-4]。

表1 方案一壓路機(jī)碾壓速度指標(biāo)表

表2 方案二壓路機(jī)碾壓速度指標(biāo)表

壓路機(jī)碾壓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)線路走行，嚴(yán)禁在碾壓區(qū)內(nèi)變速、S線走行、掉頭或制動(dòng)，碾壓結(jié)束后，壓路機(jī)應(yīng)開出對(duì)碾壓區(qū)無(wú)影響、溫度<50 ℃、6 m以外的路面上，且碾壓設(shè)備不與瀝青層直接接觸。碾壓的程序分初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段。初壓緊跟攤鋪后碾壓，碾壓長(zhǎng)度應(yīng)保持盡量短，防止熱量損失和確保表面壓實(shí)度，完成后及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查。復(fù)壓緊跟初壓進(jìn)行，最后光面的壓路機(jī)看溫度情況可適當(dāng)放長(zhǎng)碾壓段落，以提高平整度。碾壓走行線應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行，由外向中心走行碾壓，超高段和坡道上由低向高碾壓，路面邊緣采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。要將隔離劑或防粘結(jié)劑油桶放置于中分帶處或路肩處，以免刷擦輪拖把時(shí)污染路面。終壓前由專人用3 m直尺檢測(cè)平整度，發(fā)現(xiàn)有超限點(diǎn)，及時(shí)用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，以消除碾壓中由于振動(dòng)引起的微小波紋和輪跡。

碾壓段長(zhǎng)度≤80 m，碾壓時(shí)鋼輪壓路機(jī)輪跡重疊寬度為10～20 cm，膠輪壓路機(jī)輪跡重疊1/3；為提高攤鋪層壓實(shí)度，碾壓過(guò)程中應(yīng)盡量減少噴水和灑水，阻止溫度散失過(guò)快。

2.6 接縫處理

為保證路面平順，接縫處必須連接緊密，防止產(chǎn)生接縫離析。如在上下層熱接縫處，縱縫應(yīng)錯(cuò)開距離≥150 mm，橫向≥1 m。

(1)縱向施工縫：在高程基準(zhǔn)面處預(yù)留10～20 cm寬混合料不進(jìn)行碾壓，同時(shí)保留5～10 cm寬攤鋪層搭接，采用熱接縫處理方法進(jìn)行接縫碾壓。

(2)橫向施工縫：均采用垂直的平接縫。在攤鋪段端部采用6 m直尺定出攤鋪層接縫位置，采用人工鎬處理保證斷面垂直，最后涂以熱瀝青。繼續(xù)進(jìn)行攤鋪時(shí)，攤鋪機(jī)熨平板溫度≥130 ℃，在攤鋪層涂以粘層油后，從接縫處開始攤鋪；碾壓時(shí)走行線應(yīng)按照先鋪路面上跨縫，以10～15 cm寬度逐漸碾壓到新鋪面層，以實(shí)現(xiàn)橫向接縫的碾壓密實(shí)度和平整度。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)津石高速公路首件工程試驗(yàn)段永久路面兩種結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)介紹，對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行控制，并選取最佳的拌和機(jī)械、拌和方式、投料方式、拌和時(shí)間、拌和溫度等，確定了瀝青混合料的攤鋪方法、攤鋪速度、攤鋪厚度、攤鋪寬度、8 cm橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-20)的松鋪系數(shù)、混合料碾壓順序、碾壓速度和遍數(shù)以及接縫處理方法，為本工程的順利施工提供依據(jù)。