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公路工程施工中的沥青砼公路施工技术探析构建

作者

何亚雄

安徽业峰建筑工程有限公司 安徽合肥市 230601

1、引言

随着我国交通事业的蓬勃发展,公路工程建设规模不断扩大。沥青砼路面以其良好的平整度、抗滑性、耐久性及行车舒适性等优点,在公路工程中得到广泛应用。然而,沥青砼公路施工技术较为复杂,涉及多个环节与技术要点,任何一个环节出现问题都可能影响路面质量与使用寿命。因此,深入研究沥青砼公路施工技术,对于保障公路工程质量、提高交通运输效率具有重要意义。

2、沥青砼公路施工技术概述

2.1 沥青砼的概念与特点

沥青砼是一种多相分散体系,由石油沥青或煤焦油等有机胶结材料,与各种粒径( 0.15~26mm )、形状不一的石子(称为粗骨料)、小于 0.375mm 的砂状物(称作细骨料)、磨细后的天然岩石矿物粉料(称作填料或矿粉)混合而成,还需加入一些化学助剂,经机械搅拌均匀后形成。沥青砼具有如下特性:一是力学性质优良,具备足够抵抗车轮压力的能力;二是表面平整性好,能给驾驶员带来舒适的体验;三是抗滑能力出色,有助于保障行车的安全性与稳定性;四是耐久性较好,可在多种环境下使用且自身性能不易发生变化。

2.2 沥青砼公路施工技术的重要性

优良的沥青砼道路工程施工技术,是保障公路工程质量的基础条件[1]。合理采用施工工艺,能够使沥青砼混合料得到良好拌合,达到理想的配合比要求,实现均匀连续的摊铺与平整度控制,以及压实后的良好成型效果。如此形成的路面结构,具有较高的强度和较好的稳定性,可大幅提高公路的整体承载力,有效避免各类常见病害的发生,显著降低后期维护费用,提升公路服务水平,为人们提供更安全舒适的行车环境。此外,先进的施工工艺还能加快施工进度、节省工期、节约工程建设成本,促进公路建设行业的可持续发展。

3、沥青砼公路施工案例分析

3.1 工程概况

某高速公路工程,全长 50km,设计时速 120km/h,路面结构采用沥青砼路面。其中上面层为 4cm厚的 SMA-13 沥青马蹄脂碎石混合料,中面层为 6cm 厚的 AC-20 中粒式沥青砼,下面层为 8cm 厚的AC-25 粗粒式沥青砼。该工程所在地区夏季气温较高,冬季气温较低,且雨水较为充沛,对路面的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性提出了较高要求。

3.2 施工流程

3.2.1 施工准备

(1)材料准备:按设计的要求选择各种规格及品质合格的原材料,其中沥青为 SBS 改性沥青;级配碎石应质地坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质且具有适当的颗粒形状,不含粘土或腐殖质,在使用前要对其各项指标进行抽样检测,必须达到《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中规定的相关指标;石灰岩机制砂作为细骨料;石灰岩矿粉经破碎后磨制而成;纤维稳定剂选用水溶性木浆纤维;对于以上所使用的全部原材料都需经过严格的取样检验并做好记录工作,以保障工程质量。

(2)机械设备准备:配置齐全的各种型号的施工机械以及施工工具,其中包括:间歇式沥青混凝土搅拌机一台,运料车若干台,摊铺机一台,振动压路机两台,胶轮压路机一台等等,所有的施工机械都要提前安装到位并且检查维修好使其处于良好的状态以便于随时可以投入使用[2]。

(3)技术准备:组织有关人员仔细研究图纸,了解工程概况和技术规范中的有关规定,并进行必要的测量放线等工作,明确施工工艺与质量标准。同时,进行试验路段施工,通过试验路段确定合理的施工参数,如混合料配合比、摊铺厚度、碾压遍数等。

3.2.2 混合料拌合

使用间歇式沥青拌合楼拌制混合料,在拌和过程对各材料的加温及混合料出厂温度加以控制:沥青加温温度为 160~170 °C,粗集料加温温度为 190\~200°C,细集料加温温度为 180-190°C,矿粉不需加温;混合料出厂温度为 170-180°C,高于 195°C 的混合料应予废弃;按配合比要求称量各种材料,并首先向搅拌缸内投入石子并干拌 3~5s 后,再投入木纤维继续干拌约 5s 后再依次投入矿粉、沥青(注意油泵压力),最后搅拌至 40 一 45s 为止,使拌合物充分均匀,同时随时观察拌和情况有否出现“花白”“疙瘩”或结块等情况。

3.2.3 混合料运输

选择大吨位自卸汽车运输拌合物,并把车辆车厢打扫干净后涂上隔离剂;为了减少热量散失及防雨进水,在车上加盖棉被;在运输中要控制好行车速度,严禁急刹车和急转弯以免产生离析等现象。所运送到现场的混合料温度不能低于 160°C,对那些温度不合乎标准以及有离析现象的混合料不允许使用。

3.2.4 摊铺

采用两台摊铺机成梯队方式作业施工,摊铺机熨平板提前加热到 100°C 以上。摊铺时,保障摊铺机匀速前进(约每分钟 2~3m ),保持不间断地摊铺,并将摊铺机螺旋布料器调到中间位置,以保障熨平板前面有足够的混合料,并且熨平板前部不致形成堆积而引起离析。当摊铺机无法施工作业的地方由工人进行摊铺操作。

3.2.5 碾压

碾压施工包括初压、复压及终压三道工序。(1)初压。采用双钢轮振动压路机紧随摊铺机后立即开始稳压,碾压速度宜保持在 1.5-2km/h 左右;压实遍数为 2 遍;碾压至无明显轮迹为止(即表面已基本稳定);此时的沥青面层温度不得低于 160°C;(2)复压。选用轮胎式压路机,碾压速度应保持在 3\~4km/h 之间;压实遍数一般为 4\~6 遍或根据试压结果而定;其作用是进一步增大密度并排出空隙中的空气与水分;(3)终压。终压可继续使用双钢轮压路机静压一遍,并再用轻型两轮压路机收平一遍,要求路面达到无显著轮迹,且有光泽的程度[4]。此时的沥青面层温度不应低于 80\~90° C 同时,遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,相邻碾压带重叠宽度不小于 30cm。

3.2.6 接缝处理

(1)纵向接缝:用热接缝,即两台摊铺机成梯队作业,前面的一台留出 10~20cm 宽的沥青混合料暂不碾压作后面一台摊铺机的高程控制标准;当第二台摊铺完毕后紧接着对纵缝进行横压和纵压。

(2)横向接缝:采取平接缝,每日收工之前,在当天工作结束的路段末端放置一块垂直于路面方向的木块,次日开工前取出该木块并使用切割锯沿原接缝位置将其切除整齐、并将残留在断面上的粗集料及夹杂在中的杂物等全部清除干净,并撒上少量黏结剂或乳化沥青后再开始新的混合料摊铺。横向接缝处的碾压,先采用双钢轮压路机横向碾压,再进行纵向碾压,确保接缝处的压实度和平整度。

3.3 施工中常见问题及解决措施

3.3.1 混合料离析

在拌和、运载及摊铺过程都易产生离析,导致沥青混凝土的级配不符合设计要求或局部无集料的现象。由于离析产生的混合料粗细分离严重时将影响路面的整体性能指标,如抗弯拉能力、耐久性和表面构造深度等[5]。因此,在生产中应采取相应的措施来避免这种情况的发生,一是尽可能选用合适的材料;二是严格按照配合比的要求进行计量,并适当增加搅拌时间以保障混合料充分拌和均匀后再出料;三是尽量缩短卸料距离,同时做好混合料的保温工作防止过早降温;四是对于大吨位自卸汽车可考虑使用斗篷式挡板装置,这样可以有效的改善因车厢抖动而造成的骨料离析问题。

3.3.2 路面不平整

由于路面结构层表面凹凸起伏而产生的不平顺称为“路拱”,不仅影响车辆运行时的舒适性和稳定性,而且还会加速路面和轮胎磨损及缩短汽车使用寿命。引起这种现象的主要原因有:摊铺机操作失误;基层平整度不够或过于光滑;摊铺厚度不足以及碾压不密实等等。为此,在施工中应采取以下措施:一是加强对摊铺机驾驶员的技术培训,并且要求其在作业时要尽量保持匀速直线前进(不得随意变速),并注意调节好熨平板的仰角和平整度;二是对于大面积的基层应在摊铺沥青混凝土之前对其进行全面细致地检查,发现问题及时予以补救。三是在摊铺的过程中,一定要保障前后两台摊铺机之间的距离不能超过 50m,同时还要随时观察前后两台摊铺机所摊铺出来的路面是否一致,一旦发现偏差立即通知前面一台摊铺机司机加以纠正。在碾压过程中,严格控制碾压顺序、速度与遍数,使路面均匀压实。

3.3.3 压实度不足

当路面压实不当时,将造成路面强度不够,在行车荷载的作用下极易产生车辙和龟裂等破坏现象;为防止这种问题的发生,应采取如下预防性措施:选用合适的压路机型式及吨位,并按不同的矿质混合料种类及其摊铺层厚来决定碾压次数;注意掌握好施工时的最佳碾压温度范围,使各层次均处于该温度范围之内并保持足够的温度才能进行有效碾压作业;加强现场对压实质量的监测工作,一旦发现有不符合要求的情况应及时予以补充碾压。

4、沥青砼公路施工质量控制要点

4.1 原材料质量控制

根据《公路水泥混凝土路面施工技术细则》的要求,对用于本工程的各种材料均应按照有关规定取样送检,并按有关标准规定的技术条件进行复核后方可使用;对于所使用的各种原材料必须具备合格证或出厂证明文件,在开工前组织监理工程师对其进行现场验证;对于不符合要求的材料坚决予以清退出场。同时针对各分项工程施工中涉及的相关原材料,制定相应的抽检频率表。原材料质量控制主要从以下几个方面着手:沥青:采用乳化石油沥青作为面层底油。沥青生产厂家需提供产品说明书以及相关检测报告以供参考;集料:粗骨料选用碎石,细骨料为天然砂;矿粉:采用优质石灰岩加工而成;掺合料:拟选用水泥做填隙料。在采购过程中,选择信誉良好的供应商,建立原材料进场验收制度,杜绝不合格原材料进入施工现场。

4.2 配合比设计与控制

采用正确的配合比设计方法来确定合理地沥青用量、最佳集料级配以及外加剂的最佳掺量,使得所生产的沥青混凝土满足使用功能的要求;严格按设计配合比配料,在生产中要经常取样做抽提试验及马歇尔试验以检测沥青含量及矿料级配,并根据结果随时加以修正或改进。

4.3 施工过程质量控制

在整个沥青路面工程施工过程中,要加强各个工序环节的质量控制,具体到混合料拌制、运输、摊铺、压实成型及接头处理等方面都要按照相应的技术标准来进行。必须做到精心组织、严密安排、认真执行有关的技术规定和操作规程,掌握各主要施工工艺的各项指标(如温度、速度、厚度等),并对现场实施全过程的质量监控管理。

4.4 成品质量检测

在路面施工完成后,需对整个道路施工完成后的各种技术指标进行检查,例如压实度、平整度、弯沉值以及抗滑性能等。如果这些数据能够达到设计要求以及规范标准,说明该段路面施工质量合格,可进入后续的验收环节;若存在部分指标未达标的情况,则需及时分析原因,采取针对性的整改措施,如对压实度不足的区域进行补压,对平整度超标的路段进行打磨或重新摊铺等。待整改完成后,需再次进行检测,直至所有指标均符合规定。

5、结论

过对某高速公路工程沥青砼路面施工案例的分析可知,要确保沥青砼路面的施工质量,需从施工准备、混合料拌和、运输、摊铺、碾压及接缝处理等各个环节严格把控,采用科学合理的施工技术与工艺,加强质量控制。与此同时,在施工过程中对常见现象进行总结,并且提出相应的解决方案,提升沥青混凝土路面施工水平,进而给我国的道路建设提供良好的技术支持和保障,促使我国道路工程的发展更加健康稳定地发展下去。在未来的工作当中应该加大对沥青砼路面施工技术研究力度并积极开拓新的方法和技术手段来完善现有的施工方式,不断优化施工工艺,提高施工质量与效率,以满足日益增长的交通运输需求。

参考文献

[1]马强.公路工程施工中沥青砼公路施工技术分析[J].汽车周刊,2025,(05):87-88.

[2]曹琪山.公路工程施工中沥青砼施工技术应用研究[J].大陆桥视野,2024,(10):130-132.

[3]陈光彪.探析公路工程施工中的沥青砼公路施工技术[J].建材发展导向,2023,21(16):175-178.

[4]曾银光.公路工程施工中的沥青砼公路施工技术探讨[J].企业科技与发展,2021,(07):92-94.

[5]蒋宝喜.公路工程施工中的沥青砼公路施工技术[C]//中国智慧城市经济专家委员会.2023 智慧城市建设论坛广州分论坛论文集。云南省建设投资控股集团有限公司市政总承包部;2023:260-261.