沥青路面单机宽幅摊铺法和双机阶梯摊铺法对路面质量的影响
ulpe50838
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2015年07月04日 22:18:00
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一、两类施工法的施工工艺及特点    (一)单机(全)宽幅作业法    一台摊铺机通过伸缩液压装置或增减加宽模块调整至设计要求的宽度全副一次性摊铺成型的施工方法。这种施工法的优点是减少纵向接缝,提高了路面的平整度,没有纵缝痕迹,外观平整,且摊铺机只用一台,降低了施工成本,但要求沥青混合料的生产量必须满足摊铺量的要求,搅拌设备要求偶大容量的热料储存仓,还要求有冲足的运输车辆,同时单机宽幅作业对中、粗粒径的沥青混合料易产生施工离析现象,尤其突出在集料器和螺旋输送器送料时。

一、两类施工法的施工工艺及特点

   (一)单机(全)宽幅作业法

   一台摊铺机通过伸缩液压装置或增减加宽模块调整至设计要求的宽度全副一次性摊铺成型的施工方法。这种施工法的优点是减少纵向接缝,提高了路面的平整度,没有纵缝痕迹,外观平整,且摊铺机只用一台,降低了施工成本,但要求沥青混合料的生产量必须满足摊铺量的要求,搅拌设备要求偶大容量的热料储存仓,还要求有冲足的运输车辆,同时单机宽幅作业对中、粗粒径的沥青混合料易产生施工离析现象,尤其突出在集料器和螺旋输送器送料时。

   (二)并机梯形联合施工法

   目前国内一般只采用两台摊铺机并机梯形施工法作业。这种施工法的优点是可以有效的控制沥青混合料在摊铺过程中的施工离析,提高路面的使用性能,但增加了一台摊铺机势必增加工程成本,同时要加强对施工热接缝的施工和处理,确保外观平整。

   二、 沥青混合料施工离析

   沥青混合料离析的广义概念是指沥青混合料性能的不均匀变化。在施工中离析的表现是多种多样的,如集料粗颗粒的离析、混合料温度不均匀导致的离析及机械操作离析等等。我们经常称为的沥青混合料施工利离析主要是指沥青混合料在施工在施工过程中粗细集料的不均匀分离变化。混合料的离析可以发生在备料阶段、拌和阶段、车辆装运阶段以及摊铺阶段。这里我们只分析在摊铺阶段内的两类不同施工方法对离析产生的影响。离析现象的发生,是降低路面使用性能的顽症,混合料发生离析现象时,粗集料分别集中于铺筑层的某些位置,是沥青混凝土不均匀,配和比级配和沥青用量与设计不相符,使路面的结构性质和表面构造深度不合理,导致路面产生一些早期破坏,缩短路面的使用寿命。

   三、不同施工方法对沥青混合料离析的影响

   (一)单机宽幅摊铺作业

   半刚性基层沥青路面是高等级公路的典型路面结构,使用率达95%以上。其中,AC—16 I型沥青混凝土路面通常作为上面层使用。一般认为,AC16 I型混合料不易离析,用肉眼观察表面集料分布,几乎看不到离析现象。在2000年以前,由于我国施工管理不好,施工单位考虑到工程成本等因素一直采用单机宽幅摊铺。通过对高等级公路沥青面层的施工进行抽查分析,单机宽副摊铺AC—16 型沥青混合料的离析情况相当严重,改变了我们的习惯看法,在摊铺后的段落,分左、中、右3个位置对称取样,其抽提实验结果如表1所示:

表1混合料取样抽提试验






表2混合料抽提试验(双机并联摊捕前机)





表3混合料抽提试验(双机并联摊铺)






表4混合料抽提试验(整机全幅摊铺)





   从抽查结果我们可以得出以下基本结论。

   (1)左、中、右3点的加权综合平均通过率与未摊铺同批混合料的级配基本相符,满足规范范围。

   (2)左、中、右3点小于或等于2.36mm筛孔的3点通过率基本相同,证明小于或等于2.36mm的集料未发生施工离析。

   (3)大于或等于4.75mm以上筛孔的3点通过率差异值较大,证明粗颗粒的施工离析严重;左右两侧的粗骨料通过率基本相同,说明施工离析对称发生。

   (4)粗集料向两侧分布,左右两侧大于或等于4.75mm的粗骨料含量为64%,中间为37%,均超出规定的级配范围,即摊铺中心明显偏细,两侧偏粗。

   以上抽提试验数据是众多试验中施工离析程度一般的结果,不少抽提试验结果离析更为严重。AC—16 I型属于中立式连续密级配沥青混合料,在高等级沥青路面结构中是施工离析最轻的类型,但抽检结果显示其离析已相当严重,依次类推折线形或间断级配沥青面层和半刚性粒料混合料基层的施工离析实际更为严重。

   单机宽幅摊铺作业导致沥青混合料离析严重,不仅影响了路面的使用性能,也促使路面产生早期破坏,耐久性明显降低。

   (二)两台并机梯形联合施工法

   由于单机宽幅摊幅造成的严重沥青混合料施工离析,影响沥青路面昂,在运营过程中出现了拥包、推移、车辙、水损坏、摩擦系数较低等早期病害,严重降低了路面的性能。为此,针对以胆幅摊铺施工方法所产生的质量问题,在2000年以后,交通主管部门为确保工程质量,在高等级公路招标文件中规定了路幅宽度大于9米以上必须采用两台摊铺机梯形联合施工法进行沥青路面施工。经过对AC—16 型沥青混合料施工现场抽提试验抽查,如果表明AC—16 I型沥青混合料为发生明显施工离析在设计宽度范围和摊铺机尚未辗压的段落内,每个摊铺机幅宽内和全幅断面内,分别分左中右3个位置对称取样,数据结果如表2~表4所示。

从抽检结果我们可以得到:

   (1)表2~4所列左中右3点的抽检通过率和加权综合平均通过率与未摊铺同批混合料的级配基本相符,满足规范范围。

   (2)表2、3所列左中右3点小于或等于4.75mm筛孔通过率基本相同,证明小于或等于4.75mm的级料未发生施工离析。

   (3)表2、3所列左中右3点大于或等于9.5mm以上筛孔的3点通过率有一定差异,证明粗颗粒发生了施工离析。左右两侧的粗骨料通过率基本相同,说明施工离析对称发生,粗集料向两侧分布,即摊铺中心混合料明显偏细,两侧偏粗。另外,3点所有通过率均未超过规定的继配范围,说明混合料虽有施工离析现象发生,但各点及继配仍符合规范要求。

   (4)表4所列左中右3点(全幅路面内)取样位于两摊铺机的两侧,抽检点通过率和加权综合平均通过率基本相同。但由于施工离析发生粗集较多,所以抽检数据结果基本在规范级配范围的下限(偏粗)。

   从以上述结论可以看出,两台并机梯形联合施工法可以有效的降低沥青混合料的施工离析,虽然具体施工过程中仍然存在着无法避免的施工离析现象,但所有取样点的集料通过率均在规范级配范围之内是符合质量要求的。

   四、两类施工法对路面使用性能的影响

   (一)单机宽幅作业法

   对单机宽幅作业法所施工的沥青路面经过一定时间的运营使用后,从现有的调查结果来看,由于施工离析严重造成路面早期损坏严重,起产生的后果主要表现在以下三个方面。

   (1)中部混合撩偏细导致路面热稳定性严重下降。标准四车道路高速公路一幅路面宽度为1.5M施工摊铺中心位于车道左轮迹处,行车道左轮迹车辙比右轮迹严重,行车道泛油发亮程度比超车道严重。理论上讲,由于路面横坡关系,右轮给予路面的压力比左轮大,应该右轮车辙比左轮车辙深,但实际调查结果恰恰相反。由此看出,因为离析使用中部的热稳定性下降较为严重。

   (2)中部混合料偏细导致路面抗滑能力明显比两侧弱。如高速公路行车道,经过一年营运后起摩擦系统和构造深度均比超车道要差的多,排除渠化交通因素外行车道混合料偏细是主要因素,从表面文理就可以直观看出这一点。

   (3)两侧混合料较粗空隙率较大,渗水现象严重。高速公路超车道路面渗水后缓慢向行车道渗透,因行车道左轮迹处混合料细而密实,导致该处水分聚集,一发生破坏。调查结果显示行车道发生的路面损坏,一般占95%以上,其中行车道左轮上发生的破坏占到80%一以上。

   (二)两台并机梯形联合施工法

   两台并机提醒联合施工法能够有效的控制离析,从而可以有效的提高告诉路面的使用性能和耐久性,减少路面的早期破坏,用该法施工的沥青路面经过一段时间的运营使用后,经过实地调查和检测,路面状况良好。

   (1)AC-16I型属于中粒式连续密级配混合料,两台并机梯形施工法有效的控制了路面施工离析,路面泛泛水性能好,有效的防止了沥青路面水损坏的发生。

   (2)有效的控制了离析,提高了路面的热稳定性,有效的降低和防止了沥青路面变形类的发生,如拥包,车辙,推移,等早期病害。

   (3)有效的控制了离析,经过一段时间的应运后经检测起摩擦系数,构造深度和平整度均设计要求,可以有效的防止事故的发生。由于渠化交通问题,行车道比超车道略差。

   (4)由于无法避免在级配范围内的施工离析现象发生,施工摊位中心位于行车道右轮迹处。另外由于路面横坡关系,右轮给路面的压力比左轮大经实地检测右轮发生了较请的微车辙。

   (三)施工过程,及过程中应注意的事项

   将摊铺机调整就位后,在开始摊铺时,自汽车倒至距摊铺机推行滚筒10-15cm时停止,然后向里倒料,一次性起斗应起到车斗的倾斜角大约在60°夹角时停止,将成品料充分的一次性倾倒在料斗内,这样可以闭免沥青成品料因多次起斗滑落造成离析。

   遇有缘石时,应将熨平板调整好,两侧留有适当的距离并将前进标杆调整好,以免对路缘石刮碰造成损坏,同时由于熨平板与路缘石之间的沥青砼没有经过夯锤和振捣器的夯实,在施工时应将熨平板两侧的挡板适量上调,使这部分沥青砼高出同断面1.5-2cm,根据现场情况,人工进行整平处理,保证碾压后横断面的压实度和平整度相一致。

   机手的操作及对机械的调整对摊铺的路面质量有很大的影响,在摊铺过程中,夯锤和振捣器的频率是恒定的,随着摊铺速度的改变,摊铺成型后的厚度和平整度外观等会随之改变,因此,在摊铺过程中,在摊铺机起步正常后,不能随意调整摊铺速度,一般在压实厚度为8cm时,控制在2.5米/min不宜过快或过慢,刮板送料器和螺旋送料器的送料速度应恒定,最佳标准是保持沥青成品料覆盖叶片,随着摊铺机的工作,保持在匀速送料,以免过快或过慢送料造成离析或停机待料。

   五、结语

   通过对两类施工方法的综合对比分析,可以看出两它并机梯形联合施工法可以有效的控制沥青混合料的施工离析,提高路面的使用性能.事实上,大于7M的摊铺级对于中,粗粒的混合料来说,无法回避离析问题。解决问题的最基本的方法是不要宽幅摊。许多工业化国家对于大于11M粒径的沥青混合料的摊铺宽度均有严格的限制我国高等级公路沥青路面的粒径大于此,摊铺宽度应严加控制。高速公路一幅路面宽大于10.5M以上,采取两台并机梯形两和热接缝施工完全可以保证施工质量,这在外国是通性的方法,同时应考虑我国混合料。集料的使用特性,谨慎选择摊铺设备。

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