沥青路面大粒径密级配沥青稳定碎石混合料配合比设计与施工技术分析探讨.pdf

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沥青路面大粒径密级配沥青稳定碎石混合料配合比设计与施工技术分析探讨文超(郴州市路桥建设有限责任公司，湖南郴州423000)摘要：采用大粒径密级配混凝土铺筑下面层具有高温稳定性、可以抵抗较大的塑性和剪切变形，有效提高路面抗车辙、抗推移能力。本文结合工程实例，详细阐述了沥青路面大粒径密级配沥青稳定碎石混合料配合比设计要点，并对下面层沥青碎石混合料施工技术及质量控制进行了深入探讨。关键词：沥青路面；碎石混合料；配合比中图分类号：U416．217文献标识码：B文章编号：1672—401l(2010)03—0168—030引言随着国民经济的快速增长，我国的高等级公路建设事业得到了前所未有的发展。同时交通特点也发生了很大变化，多轴次、重轴载、高轮压在交通组成中的比重越来越大，使得路面出现了各种形式的损坏，路面出现车辙便是其中的一种，它大大降低了行车的舒适性及路面的使用寿命。采用大粒径密级配混凝土铺筑下面层(骨料粒径最大可达到3ClTI)，混合料为骨架密实型级配，其嵌锁能力增强，具有高温稳定性，可以抵抗较大的塑性和剪切变形，有效提高路面抗车辙、抗推移能力。1工程概况湖南某绕城高等级公路，路线全长10．5km，按高速公路八车道标准进行设计，其主要技术标准如下：城市高等级公路，设计行车速度100km／h。路基宽4lrll，双向八车道，横断面布置为：0．75m(土路肩)+3m(硬路肩)+4x3．75m(行车道)+0．75m(路缘带)+2m(中央隔离带)+O．75Ill(路缘带)十4×3．75Ill(行车道)+3m(硬路肩)+0．75m(土路肩)。路面采用沥青混凝土面层(3层)，上面两层为改性沥青沥青混凝土，底层采用9tin厚嵌挤骨架一密实型ATB一25级配沥青稳定碎石混合料。2路面底层沥青碎石混合料的配合比设计本高等级公路路面工程采用ATB一25沥青碎石混合料空隙率仅为3％一6％，属于嵌挤骨架一密实型结构，具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和耐疲劳特性；粗集料粒径及含量都比普通沥青混凝土要大。沥青含量较低，在不增加造价的情况下，增加下面层厚度，达到增强沥青路面的抗车辙能力及延缓反射裂缝发生的目的，在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的抗车辙能力将明显提高。2．1混合料技术标准沥青碎石混合料技术标准见表1、表2。表1马歇尔技术标准击实空隙率稳定度流值矿料间隙率饱和度次数(ok)(kN)(0．1mm)(％)1123～6≥15实测≥12．255～70表2其他技术标准动稳定度渗水系数残留稳定度冻融劈裂残留强度比(0(／mm)(mL／min)(％)≥1o()o<120≥80>752．2目标配合比2．2．1原材料使用70A级道路沥青、本地石料厂的粗集料及细集料，原材料各项技术指标符合规范要求。2．2．2混合料技术指标(见表3)表3混合料技术指标最佳油石比毛体积密度空隙率矿料问隙集料级配(质量比)(％)(g,／em)(％)(10—30)mm：(10—15)mill：(10—20)mm：(5—10)mm：机制砂：天然砂：矿粉3．72．5184．612．729：9：20：13：16：9：4通过以下筛孔(mm)质量百分率(％)筛孔规格31．526．5191613．29．54．752．361．18O．60．3O．150．075合成级配loo99．182．569．256．4“．831．621．114．511．58．16．24．8规范范围10090一loo60—8048—6842—6232—5220～4015—3210～258—185～143—102～62．3生产配合比设计(1)进行生产配合比设计时。矿料级配应尽量向目标配合比设计曲线靠拢，避免出现明显锯齿形交错，在0．3llLrtl一0．6mill范围内不出现“驼峰”现象，调整冷料仓的进料比例，达到供料平衡，在各热料仓取样筛分确定各热料仓配料比例。(2)生产配合比设计时应取目标配合比设计的最佳油石比及±0．3％进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量：生产配合比设计所得最佳油石比不得超过目标配合比设计最佳油石比4-0．2％。须采用大马歇尔试件以及10tin车辙板(分两层压实)验证其体积指标和高温稳定性。(3)生产配合比验证中，拌和机须按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率大小，由此确定生产用的标准配合比。 (4)经设计确定的生产配合比在施工过程中不能随意变更，在生产过程中经检测混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合设计要求时，及时查找原因，原因未查明之前，不得继续作业。本工程使用的沥青碎石混合料生产配合比和其他相关技术指标见表4，生产配合比检验结果见表5。表4生产配合比及其他技术指标最佳油石比毛体积密度空隙率矿料间隙热料仓集料组配(质量比)(％)(∥cm)(％)5号仓：4号仓：3号仓：2号仓：1号仓i矿粉3．72．5184．412．82l：32：17：3：23：4通过以下。筛孔(mm)质量百分率(％)筛孔规格31．526．5191613．29．54．752．361．180．6O．30．150．075合成级配10085．967．454．545．228．720．613．911．47．96．13．9规范范围10090～10060—8048—6842～6232—5220～4015—3210—258一185～143～102～6表5生产配合比检验结果项目试验值技术要求动稳定度(次／mm)2291≥1000残留稳定度(％)93．3≥80冻融劈裂残留强度比(％)85．5>75渗水系数(ml／min)基本不透水<1203下面层沥青碎石混合料施工技术3．1施工工艺沥青碎石混合料下面层正式开工前，先铺筑200nl的试验路段，进行ATB一25沥青碎石混合料的试拌、试铺和试压试验，根据试验段试拌、试铺、试压及相关检测的数据，提出生产用的矿料级配和沥青用量、松铺系数、压实控制方式、接缝方法等。试验段总结报告报监理批复后才能正式开工，并据此制订正式的施工程序，以确保良好的施工程序和施工质量，具体施工工艺如下：3．1．1对拌和设备的计量、温控系统进行一次全面核准确保集料、填料、沥青称量准确；集料加热温度控制在165℃一175℃；沥青加热温度控制在155℃一165℃；混合料出料温度控制在160℃～170℃；高于195℃的混合料应废弃。3．1．2沥青混合料的拌合按照施工速度和试验总结确定拌和机的上料速度、拌合数量与时间。拌合时间的控制：干拌78+喷沥青(8—10)s+湿拌50s。3．1．3运输应保证有足够的运力，自卸车装料前应将车厢清理干净，并均匀喷涂防粘液；运料车出厂必须每车检测温度，外观不得有花白料和油块现象，用帆布严密覆盖；运料车卸料时要求一次卸料干净，料车上剩余的粘料，应予废弃，不得乱倒。3．1．4摊铺采用3台ABG一423摊铺机全半幅进行摊铺，严格控制摊铺宽度，一般不宜超过6m～8nl，3机梯队联合作业，相邻两幅的摊铺有10era宽重叠，相邻的摊铺机前后相距10m一20nl。第1台摊铺机左右两侧滑靴放在6Itll长的铝合金导梁上，第2及第3台摊铺机～侧滑靴置于铺完的底面层油面上，另外一侧放于铝合金导粱。摊铺机前应不少于5辆待卸料车，摊铺机应缓慢、均匀、不间断的运行，速度控制在2．0m／rain以内，不得随意变速或停顿。沥青混合料的摊铺系数为1．20，摊铺温度不低于150℃。3．1．5压实压路机紧跟摊铺机熨平板后面碾压，初压采用1台11t双钢轮振动压路机振动碾压1遍，前进如有推移，可前进不开震。后退开震。碾压速度为2km／h一3km／h，碾压遍数为2遍一3遍，初压温度在140℃以上。复压紧跟，采用2台25t胶轮压路机各碾压2遍～3遍，然后用2台13t双钢轮压路机各振动2遍一3遍，碾压速度为2km／h一3km／h，复压温度在130℃以上。终压采用1台1It双钢轮压路机静压1遍一2遍，碾压速度为3km／h一4km／h，温度不低于110℃，碾压终了表面温度不低于90℃。3．2施工过程中质量控制措施本工程高等级公路下面层沥青碎石混合料施工过程中质量控制可参见表6，重点控制及措施如下：表6质量控制标准项目检查频率质量要求或允许偏差试验方法表面平整密实、不得有轮迹、裂缝、油外观随时目测丁、油包等缺陷，且无明显离析紧密平整、顺直、无接缝随时目测跳车逐车检测及每施工摊铺≥150℃20m检查1次插入式温度初压140℃．碾压完温度计实测碾压随时成／>90℃每20m测1个一5m断面，5点施工时实测厚度1个台班区段一3m松辅厚度的平均值每2000m2钻马歇尔试验密度的钻孔取芯测密压实度970／"o及理论密度的孔取芯1次实度、厚度93％随时<2m5m铝合金直尺平整度全线连续<0．8mm连续式平整度仪渗水系数不少于2次／d120ml／min渗水仪检测3．2．1机械各种机械在摊铺前由专业人员进行检查维修、保养及调试，主要检查摊铺机及压路机机械性能，保证使用状态良好。为保证不因摊铺机出故障影响连续摊铺。现场要有1台性能不低于ABG423以上的摊铺机备用。3．2．2碾压碾压应分段进行，分段长度控制在30m一50rll，段与段之间应有标记。尤其需要强调的是胶轮压路机严禁持续(下转第172页) 支承加劲肋，整体稳定性可不进行检算，只需进行局部稳定性检算，其中：A。=R／匕=160．18×103／320=500．56mill2，实际承压面积为：(80×2+12)×8=1376mm2>A。满足要求。3．2．4侧向支架检算0号段外侧模由原箱梁悬灌段外侧模改装而成，由于其使用效果较好，其性能完全满足设计要求，故只作简单的检算，主要工作是工地对模架的保养、再加工，使之更适合本工程的施工。通过计算侧向支架强度、刚度、稳定性都满足要求。4支架的施工技术4．1支架施工顺序及施工方法(1)钢筋混凝土扩大基础及钢管支墩施工。钢筋混凝土基础施工前，基底承载力经检测满足地基承载力要求后，据方案设计图布设钢筋及现浇混凝土，并预埋钢管支墩连接地脚螺栓。安装钢管支墩时，在钢筋混凝土扩大基础与钢管支墩底脚钢板连接间设置M15砂浆找平，采用经纬仪控制垂直度。(2)钢管支墩上部支架施工方法。①横梁。采用吊车安装、两根工字钢间采用槽焊接连接并与钢管支墩顶钢板临时焊接固定；②纵梁。采用焊接加长、吊车安装、接头错开布置，并与工字钢横梁临时焊接固定；③工字钢纵梁底安全防护网。采用双层防护网，靠近工字钢纵梁第一层采用空隙较小的建筑用安全网、第二层采用空隙较大强度较高的桥梁施工常用安全网，采用8’铁线及,1,48mm钢管与工字钢纵梁边接牢固，弘8mm钢管垂直于工字钢纵梁间距100em；④方木分配梁，梁底方木弧形架及翼板底槽钢弧形架。调整方木分配梁间距同弧形架间距，在方木分配梁与弧架下弦杆间设置木楔调平及卸落装置、采用水准仪控制弧形架上弦杆高程；⑤方木楞梁。采用水准仪控制方木楞梁顶面高程，并设置预拱度。4．2支架预压由于箱梁第一次浇筑混凝土方量不大，根据计算结果及现场施工条件限制，对支架不进行预压，施工中为避免O’块浇注时，产生非弹性变形而破坏混凝土结构，特采取以下措施：(1)根据计算结果，将整个支架高程增加1cm；(2)为了消除支架变形对混凝土的影响，调整混凝土的初凝时间，在混凝土浇注前使砼不凝固，以免支架变形引起混凝土开裂；(3)第二次浇筑时间安排在第一次浇筑混凝土7d以后，并尽量缩短混凝土浇筑时间。5结论本桥支架设计及验算经实践证明是安全、可靠的，完全满足施工要求，具有施工速度快、变形小、安全性高，经济适用等优点，也为类似桥梁施工提供了有益的借鉴。[ID：5781]参考文献：[1]《钢结构设计手册》编辑委员会．钢结构设计手册(第3版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004．[2]JTJ041—2000，公路桥涵施工技术规范[s]．[3]陈建伟．超宽O’及l。块现浇箱梁钢管桩支架设计与施工[J]．工程与建设，2007，(5)：753—757．[4]张霖．大弧度0号块支架的设计与施工[J]．安徽建筑，2007，(4)：139—143．飞杰杰杰杰然杰杰杰庆杰穴杰杰庆杰杰杰终风杰杰杰杰杰庆杰杰杰杰风杰热烈杰然凤杰愚凤最杰熊杰烈烈矿(上接第169页)(7)将摊铺机螺旋送料器前侧增加橡胶挡片，同时在洒水，应在碾压开始时用植物油和水的混合溶液涂擦，待螺旋送料器两端及中间位置增加反向叶片。主要目的是为温度上升后即不再粘轮。了防止螺旋送料器在旋转过程中造成骨料离析；钢轮压路机喷水装置要有脉冲装置：自动控制喷水间(8)摊铺机收料斗翼板闭合时，要保证有足够数量的隔，以使混合料的温度不至于降得太快。为保证施工纵缝混合料，摊铺后设专人仔细检查，如有离析则须仔细找补；渗水系数不至过大，纵缝碾压时必须在高温状态下进行。(9)加强质量管理和检查，通过肉眼观察、红外温度并将纵缝碾压遍数增加1遍一2遍。检测器检查温度、核子密度仪检测密度、铺砂法检测构造3．2．3混合料离析的预控措施深度等手段对离析情况和均匀性作出评价，如有严重离析ATB一25密级配沥青稳定碎石混合料施工相对于普通现象发生，必须返工，不留后患。混合料的突出特点就是比较容易离析，施工时应特别注意以下几点：(1)混合料生产中应严格将超粒径材料剔除，对拌和机各传感器应仔细标定。生产时在出料口仔细观察每盘料的情况。保证离析的混合料不出厂；卸料时观察混合料的情况，如有离析坚决退场；(2)运料车每次卸料都应移动位置，车辆侧面及顶面应具备有效保温措施，保证混合料温度均匀一致；(3)严格控制摊铺机铺筑宽度，一般不宜超过6m一8m；(4)正确操作受料斗翼板，严禁受料斗内固定积料过多和翻动过速，同时避免运输车起斗太快。要保证供料连续均匀：(5)调节料位传感器，使螺旋输料器的转速尽可能均匀；(6)控制摊铺速度，确保慢速、均匀、不问断地摊铺；4结语综上所述，由于采用ATB一25沥青碎石混合料粒径较粗、沥青用量少，故比普通沥青混凝土更容易产生离析现象，施工中需在拌合、运输、摊铺、碾压等各个环节加以注意沥青混合料离析现象的发生。本工程通车后车辙试验数据表明，采用嵌挤骨架一密实型结构的沥青碎石混合料的动稳定度比较高，抗车辙性能较强，适宜作为现今重载交通较多情况下的公路路面结构。[ID：5806]参考文献：[1]J"rGF40—2004，公路沥青路面施工技术规范[s]．北京：人民交通出版社，2004．[2]JTJ052—2000。公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]．北京：人民交通出版社，2000．