武咸公路改造工程桥面铺装SMA-13施工工艺

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  摘 要:结合武咸公路改造工程沥青混凝土面层施工实例,从粘层沥青的洒布、配合比确定、沥青混合料的拌合、摊铺、碾压以及接缝处理等各个环节,介绍其施工技术及质量控制要点。
  关键词:SMA-13 沥青混凝土 施工工艺 质量控制
  中图分类号:U41     文献标识码:A     文章编号:1007-3973(2012)003-008-03
  1 工程概况
  武咸公路改造工程起点为一环线梅家山立交,终点与三环线青菱立交相接,系连接一环与三环,武昌主城区向南出城的主要通道。工程采取以主线快速高架(标准断面26m桥宽)+地面辅道方式为主,与青菱立交相接段采用地面主辅断面道路模式。
  高架桥主要沥青混凝土结构:桥面5cm下面层AC-16C(中粒式SBS改性沥青混凝土)+4cm上面层AC-13(SBS改性沥青马蹄脂碎石混合料)。
  2 施工前的准备工作
  2.1 原材料准备情况
  (1)粗集料:为保证施工质量,选择湖北京山辉绿岩;在正常施工前,储料场保证整个生产量20%的需求量,不低于1000m3。
  (2)细集料:为提高整个SMA沥青混凝土的粘附性,选择湖北安陆机制砂;储料场存储量不低于设计工程量的20%。
  (3)沥青:采用SBS改性沥青,基质沥青为韩国SK沥青;储料为200吨,存于拌和站自带沥青罐内,应配置3辆沥青罐车,以保证沥青每天的需求量。
  (4)矿粉:SMA所用矿粉需由石灰石经粉磨而成,回收粉不允许使用的;最大存储量为130吨,分2个存储罐进行存放,为保证每天的工作量,应配置8-10辆矿粉车进行运输,以保证矿粉用量。
  (5)纤维:选择聚酯纤维,正常施工前应保证足够的纤维存储量,为计量准确,应设置自动投放装置。
  2.2 施工设备准备
  (1)拌和站采用QLB3000型间歇式拌和站,设计产量240吨/小时;配置4台装载机用于上料;混合料运输车必须清洗干净,保证12台运输车,避免因车辆不足造成拌和站停机等车。
  (2)采用一台戴纳派克F182进行半幅全宽一次性进行摊铺,无触点平衡梁,最大摊铺宽度11.5米
  (3)碾压采用5台双钢轮压路机进行碾压,考虑在桥面进行摊铺,2台为水平振荡压路机,2台为振动压路机,为保证边角压实,准备一台2吨的小型压路机。
  (4)成立了工地试验室,并按照规范要求配置了检测仪器。
  2.3 人员准备
  (1)拌和站人员15人进行配置,主要操作手8人,并配置电工、电焊工等工种,确保在施工中出现故障及时排除。
  (2)摊铺现场配置30人,主要设备操作手13人,配合施工民工17人。
  (3)为保证整个施工过程协调有序,成立了一个有施工经验的管理团队
  2.4 配合比设计与验证
  SMA配合比设计仍按热拌沥青混合料的目标配合比、生产配合比和验证配合比三个阶段进行,分阶段确定矿料配合比和最佳沥青用量。
  施工工艺
  3.1 粘层油的洒布
  粘层采用SBR改性乳化沥青,配置专用的粘层油撒布车进行机械洒布,洒布量控制在0.4~0.6kg/m2,撒布温度一般在100℃~120℃。在撒布之前要进行试洒,试验确定洒布量合格后方可规模撒布。整个撒布过程中,撒布车行车速度尽量匀速,确保撒布均匀。针对桥面施工的特点,在洒布过程中对靠近护栏处要采用保护措施,以防污染护栏,常用的办法是在撒布车靠近护栏的喷嘴旁设置一个挡块。待SBR改性乳化沥青粘层完全破乳后方可进行SMA-13摊铺。
  3.2 拌和
  (1)拌和前,对拌合楼各项数据要进行检验
  1)拌和站的计量称要进行标定。
  2)为防止混合料出现不均匀现象,控制冷料的上料速度和各种材料的称量,拌和时将集料充分烘干。
  3)粗、细集料分类堆放并插上标志牌,注明产地、规格,集料堆放时采用分层堆放的方法,逐层向上堆放以防离析。每个料源的材料进行抽样试验,并经监理工程师批准。
  4)对细集料设置钢结构雨棚进行覆盖,有效地控制细集料的含水量,提高拌和站产量以及混合料的质量。
  (2)拌和
  1)拌和时间:SMA沥青混凝土干拌时间15秒,矿粉较沥青延迟3秒加入,加沥青、纤维后湿拌45秒,总的生产时间为60-70秒。
  2)拌和配合比:由工地试验室出具当天生产配合比,并根据拌和站实际拌和情况,若出现待料或溢料情形,可对配合比进行微调;严禁控制室操作人员随意调整称料的比例,以避免混合料配比混乱。3)拌和机开盘前和结束后,两次在各热料仓下料口取料,进行筛分试验,验证当天的实际生产级配曲线是否满足目标配合比设计级配范围要求。如发现生产级配与目标级配相差很大,加密筛分频率,以实际筛分数据为准,适当调整热料仓比例,直到生产级配曲线满足目标配合比设计级配范围要求。
  4)对于生产出的沥青混合料,用目测法观察其均匀性,有无花白料、离析、结团现象,压实过程中混合料有无推移、拥包等;严格控制油石比和矿料级配,避免油石比不当而产生泛油和松散现象。
  5)逐盘监测各热料仓的集料、矿粉、沥青以及混合料总量的称量数据,观察是否超差现象,及时分析原因避免超差。
  6)拌和站应配备专用的纤维稳定剂投料装置,直接将纤维自动加入拌和站的拌锅或称量斗中;也可采用人工进行投放,根据拌和站每锅的产量计算出所需纤维,纤维应制成了塑料袋装,投放时可将塑料与纤维一并投放。
  7)沥青的加热温度、矿料加热温度、沥青混合料的出厂温度,符合表1要求。随时检测拌和机打印结果与设定值的关系,出现异常情况及时处理。实时监测成品料的出料温度,并与设定的温度控制值进行比较是否符合要求。温度控制按表1进行控制,出厂温度大于195℃废弃3.3 运输
  采用东风卡车进行熟料运输,以保障沥青及改性沥青混合料连续摊铺。开始摊铺时在每台摊铺机前等候的料车将不少于5辆。   (1)采用自卸汽车运输混合料,车辆干净,车厢底板和侧板清洁,光滑,并涂上油水混合物的隔离剂,箱底出现积液时及时清理,并用三层棉被或蓬布严密包裹,减少在运输过程中的温度损失。采用数字显示插入式温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场的温度,插入深度大于150mm,在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车厢底面约300mm。
  (2)从拌和机向运料车上放料时,每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,按照前、后、中装料,并设专人负责。运料车在运输过程中,保证匀速、慢行。一般控制在30-40km/h。
  (3)运料车在停车卸料时,不能将篷布或棉被卷起。在卸料中运料车分两次起斗,并与摊铺机配合好,不能撒落混合料在下层,如有撒落及时清除。
  (4)连续摊铺过程中,运料车在转运车前10-30cm处停住,卸料过程中运料车挂空挡,靠摊铺机推动前进。
  (5)已经离析或结成不能压碎的硬壳、团块或运料车卸料时残留于车上的混合料应运至集中地点进行卸料。
  3.4 摊铺
  (1)混合料的摊铺应采用两台同型号性能基本一致的摊铺机进行组合梯形摊铺;武咸公路改造工程选用两台戴纳派克F141铺机进行摊铺。
  (2)在铺筑混合料之前,对下面层进行检查处理,特别注意其污染情况;专人对每车沥青混合料进行检验,温度不够或有花白料等不合格材料退回废弃。
  (3)摊铺机在开始受料前将在受料斗表面薄涂少量的油水混合物,以防止混合料粘附。清洗摊铺机时将用油盘承接清洗下来的废油,避免废油滴漏在路面上。
  (4)摊铺机起步时根据上一次摊铺(相接处)的厚度确定摊铺机熨平板的仰角。摊铺机保持摊铺的连续性,有专人指挥,一车卸完下一车立即跟上。
  (5)摊铺机速度的拟定:影响摊铺机作业速度的因素包括拌和机产量(供料能力)、施工机械配套情况、混合料种类、摊铺温度、铺筑的结构层次及摊铺的宽度等。按照公式V=100Q·C/(60b·h·r)(式中:V-摊铺速度(m/min),Q-混合料的供给能力(t/h),b-1台摊铺机的摊铺宽度(m),h-压实后的厚度(cm),r-压实后沥青混合料毛体积密度(t/m3),C-摊铺机的效率参数,一般取0.9),结合我部根据现有的拌合设备、摊铺设备以及下面层施工经验,在摊铺机起步5m左右时摊铺速度可适当设低,使熨平板和夯锤温度上升接近至混合料温度再调整至正常摊铺速度,做到缓慢、均匀、不间断摊铺,中途不得随意变速或停机。
  (6)摊铺系数的由试验段测得。在试验段施工过程,配备测量人员对碾压前标高、碾压终了标高进行定点测量,结合同点下面层顶面标高计算确定规模生产虚铺系数。
  (7)保证混合料均匀、不间断定地摊铺。摊铺过程中不变换速度。摊铺过程中随时检查虚铺厚度及横坡,达不到要求时立即调整。
  (8)在每辆卡车卸料之间,摊铺机不完全用完受料斗中的混合料,留少部分混合料在受料斗内。摊铺机尽量减少侧板翻起的次数,仅在需要将受料斗中的混合料弄平时,才能将受料斗的两块侧板翻起。
  (9)摊铺机螺旋布料器连续运转,调整布料器的速度使出料连续而缓慢,且使两侧混合料均衡,其高度位于螺旋布料器2/3处。
  (10)对外形不规则路面、厚度不同、空间受到限制等摊铺机无法工作的地方在雨天或表面存有积水、施工气温低于10℃时,不摊铺混合料。混合料遇水废弃,未经压实即遭雨淋的沥青混合料全部清除更换。
  (11)摊铺温度按照表2进行控制。
  3.5 碾压成型
  (1)一旦沥青混合料摊铺整平,并对不规则的表面修整后,立即对其进行全面均匀的压实。
  (2)整个碾压过程中,压路机必须紧跟摊铺机,其匀速碾压。
  (3)初压在混合料摊铺较高温度下进行,不得产生推移,发裂。采用双钢轮振动压路机碾压,碾压时将驱动面向摊铺机,碾压路线及碾压方向不得突然改变,初压两遍。压路机应紧跟摊铺机进行碾压。
  (4)SMA沥青混凝土复压严禁采用轮胎压路机进行碾压,应采用同型号的钢轮压路机进行碾压。
  (5)终压要紧接在复压后进行,采用钢轮压路机碾压2-4遍,并无轮迹,路面压实成型的温度符合规范要求。在终压前用6m铝合金梁量测平整度,对不合格的路段及时处理。
  (6)每天根据摊铺长度、宽度、厚度,校核拌合站的矿料和沥青用量以及产量是否准确,若有偏差及时通知试验室及拌和站负责人处理。
  (7)碾压从外侧开始并在纵向平行于道路中线进行,压路机每次重叠30cm,逐步向内侧碾压过去,用梯队法或接着先铺好的车道摊铺时,应先压纵缝,然后进行常规碾压,在有超高的弯道上,碾压应采取纵向行程平行于中线重叠的办法,由底边向高边进行碾压时压路机应匀速行驶,不得在新铺混合料或未碾压成型并未冷却的路段上停留、转弯或急刹车。
  (8)初压、复压、终压三种不同压实段落接茬设在不同的断面上,横向错开1米以上。
  (9)为防止压路机碾压过程中沥青混合料粘轮现象发生,可向碾压轮洒少量水,混有极少量的洗涤剂或其他认可的材料,把碾轮适当保湿。
  (10)碾压过程中温度控制如表3。
  3.6 横向和纵向接缝的处理
  (1)横向接缝的处理
  1)用混凝土切缝机沿确定的纵向位置切开,切深为铺层厚度,清除多余的铺层材料。
  2)横向接缝先处理原铺沥青路面,原路面形成垂直的接缝面,并用热沥青或乳化沥青涂刷,接缝时用压路机横向碾压,碾压时压路机位于已压实的面层上,错过新铺层15cm,然后每压一遍,向新铺层移动10-20cm,直至全部在新铺层上,再改为纵向碾压。
  3)摊铺机熨平板放置在接茬处已铺路面上,在熨平板宽度方向垫三块木板,木板厚度为铺量厚度,虚铺量一定要准确。
  4)按规范要求摊铺后,接茬处的小缺陷,采用细料人工找补。
  (2)纵向接缝的处理
  在较宽的路面摊铺及变幅段的施工中,采用两台摊铺机联合作业,采用纵向热接缝施工,并注意以下施工事项:
  1)两台摊铺机前后呈梯形平行作业,相邻两台摊铺机前后相距5-8m,保证摊铺混合料温度基本一致。
  2)当采用两台摊铺机时的纵向接缝采用热接缝,即施工时将已铺混合料部分留下10-20cm宽暂不碾压,作为后铺部分的高程基准面。
  3.7 开放交通及其他
  (1)沥青混合料路面待摊铺层完全自然冷却,混合料表面温度低于50℃后,方可开放交通。若需提早开放交通时,可洒水冷却降低混合料温度。
  (2)铺筑好的沥青层必须严格控制交通,做好保护,保持整洁,不得造成污染,严禁在沥青层上堆放施工产生的土或杂物,严禁在已铺沥青层上制作水泥砂浆。
  4 SMA-13施工过程质量检测
  (1)混合料施工温度检查:每车一次,确保符合规范要求。
  (2)混合料外观:随时检查。不合格料不得使用。
  (3)外观鉴定:
  1表面应平整密实,不应有泛油、松散、裂缝和明显离析等现象。
  2搭接处应紧密、平顺、烫缝不应枯焦。
  3面层与路缘石及其它构筑物应密贴接顺,不得有积水或漏水现象。
  [1] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.
  [2] JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范[S].
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