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1cm厚超薄罩面在公路工程中的应用分析

发布日期:2021/9/10 5:16:35 来源: 互联网 浏览量:

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摘 要

1cm厚超薄罩面无论是对材料要求还是对施工要求都非常高。在关键指标的控制上,与常规热拌沥青混合料也不同。项目从原材料选择、配合比设计以及施工控制着手,有针对性设计半开级配,黏层采用高黏度乳化沥青。施工过程中采用精铣刨机铣去原路面高差,一体机摊铺,取得良好效果,对类似工程有借鉴意义。

关键词

路面工程 | 1cm超薄薄面 | 养护工程 | 一体机摊铺

上海延安路地面道路经10年使用,出现车辙、坑洞、裂缝等病害,路面技术状况接近中修要求。增设BRT专用道后,需重新规划路面标志标线。原路面标志标线清除不干净,容易造成误导,引发交通事故。出于道路维修补强以及标志标线重新规划双重考虑,研究决定在原路面上加铺超薄罩面:一方面对原路面进行补强,及时消除病害;另一方面方便重新规划道路标志标线。

考虑尽量保持原路面标高,经技术论证,决定采用1cm厚超薄罩面。但1cm厚度过薄,已突破现有规范,对于原材料的选择以及施工提出较高的要求。项目从原材料选择,级配设计以及施工控制着手,研究超薄罩面技术并进行试验段施工,然后在延安路大面积使用,期望能对类似工程有借鉴作用。

铺装结构设计

考虑原路面整体性好,结构强度高,在原路面上加铺1cm厚超薄罩面。铺装结构方案为,超薄磨耗层(1cm)+高黏度乳化沥青黏层,见表1。

原材料技术要求

沥青

超薄罩面所使用的改性沥青技术要求见表2。改性沥青到厂后应立刻使用,若因天气或其他因素无法立即使用,在170~180℃下存储不得超过3d。若超出3d,需降温存储。

集料、矿粉及纤维

(1)粗集料选用玄武岩,粒径规格S14(3~5mm),细集料选用玄武岩,粒径规格S16(0~3mm),矿粉应采用石灰岩或岩浆岩中强基性岩石等憎水性石料,0.075mm通过率80%以上,相关性能符合《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40表4.10的规定。

黏层乳化沥青

超薄罩面由于厚度仅1cm,结构本身刚度小,容易在汽车制动或启动时,搓动形成局部损坏,要求黏层具有较高黏结强度与抗剪强度。采用高黏度改性乳化沥青,技术指标见表3。

沥青混合料级配及性能要求

沥青混合料级配要求

由于铺装厚度仅1cm,研究筛选了SMA-5、AC-5、OGFC-5。研究发现SMA-5及AC-5构造深度不满足规范要求,OGFC-5抗飞散性较差。在总结以上3种级配的基础上,拟定一种新超薄磨耗层混合料,级配范围见表4。

沥青混合料性能要求

超薄磨耗层混合料性能,要求见表5。

超薄磨耗层铺装施工

项目11月初施工,工期约2个月,正值上海气温最低季节,再加上夜间施工又对施工提出更高的要求。因此施工控制是超薄罩面施工的重点与难点。项目从多个角度着手进行施工控制。

施工前的准备

(1)薄层罩面仅有两档石料,级配对石料比较敏感,中途不得随意更换石料,因此石料应单独堆放,不得混料。

(2)施工前应对原路面进行检查,如存在结构性病害,应预先处理。

(3)施工前应对施工区域路面进行清理,清除杂物、凸起以及油污。

施工设备配置

安迈(Ammann)3000型间歇式拌和机1台、装备喷洒模块的福格勒超级1800-2-SJ一体化摊铺机2台、乳化沥青运输车1台、双钢轮振动压路机4台、小型手扶振动压路机4~6台。

项目采用装备喷洒模块的福格勒超级1800-2-SJ一体化摊铺机进行施工,摊铺机上配有2000L乳化沥青罐,具有自动加热系统,加热范围0~80℃。乳化沥青喷洒采用脉冲式,能以0.2kg/㎡最小喷量精准喷洒乳化沥青,其最大喷量1.0kg/㎡,且喷洒量不随摊铺速度而改变。

原路面处理

摊铺前,需确保原路面平整洁净,无结构性病害。若路面有凸起或油斑,采用小型磨地机磨平。若路面有裂缝,应采取灌缝措施,有大面积结构性损坏,应先进行病害处理。

对于原路面与侧平石连接处,以及施工新老路面接口处,应最小铣刨宽0.5m,深约2cm。混合料摊铺前,再次检查原路面,确保表面无浮尘、无石粒、无病害后方可进行摊铺工作。

一体化混合料及黏层施工

(1)沥青混合料生产、拌和

1)采用间歇式拌和楼生产,每锅拌和重量3t,每盘拌和周期60s,其中干拌时间约20s、湿拌时间约30s、放料时间约10s。

2)纤维添加采用吹入方式,不得人工投料,确保纤维在混合料中不结团。

3)混合料拌制时生产、摊铺温度见表6


(2)运输

1)冬季施工气温低,运料车必须采用完整无损的双层蓬布覆盖,卸料过程中继续覆盖,直到卸料结束取走蓬布,以保温防雨或避免污染环境。

2)为防止混合料黏于运输车车箱底部,在装料之前,应使用专门的沥青混合料隔离剂在车厢底部均匀涂一薄层,不得有隔离剂集中现象。

3)黏层乳化沥青生产后装入储存罐中,运输至现场时温度应70~80℃。乳化沥青运输应根据实际工程用量来定,避免反复加热或长时间维持70℃以上。

(3)摊铺施工

项目施工过程中,采用一体机施工,同步喷洒乳化沥青与摊铺热拌沥青混合料。但从工法本身来讲,施工并不依赖一体机。先采用乳化沥青喷洒车喷洒乳化沥青,待乳化沥青破乳后再采用传统摊铺机摊铺沥青混合料,可以进行乳化沥青喷洒质量检查,有利于质量控制。一体机施工技术要求如下。

1)在铺筑沥青混合料前应确保下层表面清洁无污染。

2)摊铺混合料时,同步进行乳化沥青洒布。乳化沥青洒布应做到均匀无遗漏,加热温度70~80℃,洒布量0.3~0.5kg/㎡。

4)混合料摊铺只能一次成型,不能修补。如不平整应及时调整摊铺机。

5)混合料必须均匀、连续不断地摊铺。摊铺速度6~10m/min,摊铺过程中不得中途停顿或随意变换速度。摊铺机螺旋送料器应不停顿地转动,两侧应保持不少于送料器高度2/3混合料,以防止摊铺机全宽度断面上发生离析。

6)每班摊铺工作段长度,应根据摊铺厚度、幅宽、拌和机生产能力、运输量、碾压设备等因素确定。施工中因气候原因停止摊铺而未及时压实部分,应全部清除重新更换新料摊铺。

7)在摊铺过程中,运料车应在距摊铺机前10~30cm处停放,不得撞击摊铺机。卸料过程中,运料车应挂空挡,靠摊铺机的推动缓慢前进。严禁结块冷料进入摊铺机摊铺。

(4)碾压

1)压路机的类型与数量,应根据碾压效率确定,每台摊铺机后跟2台净重不小于10t钢轮压路机,小型手扶振动压路机2~3台。钢轮压路机采用静压法压实,不得采用轮胎压路机碾压。

2)压路机碾压速度见表7。


应用效果评估

项目于2016年11月完成,至今已使用近3年时间,整体来看有效改善了路面表观质量,降低行驶噪音,无车辙、无裂缝发生。

在2016年施工过程中,因为冬季施工料温不足、乳化沥青喷洒异常、铣刨机喷水过多等原因,造成局部黏结异常,发生麻面。一旦发生麻面,薄层罩面会在施工结束7d内快速掉粒。对于掉粒区域,无法补料,只能全部清除,重新摊铺。

以上两种现象,说明薄层罩面质量是有保证的,但薄层摊铺对施工控制及原材料要求较高,尤其对温度比较敏感,施工过程中一定要做好质量控制。薄层摊铺施工速度快,在原道路基础较好的情况下基本不会产生车辙、开裂。

结语

1cm厚度相对常规路面铺装,是一种结构创新。该技术是高性能沥青材料技术发展的成果。做好1cm超薄罩面施工,首先要选择性能可靠的沥青材料。同时施工过程中做好3方面控制:

(1)超薄罩面是磨耗层,无法解决结构性病害,施工前应对原路面病害预处理;

(2)层间黏结是影响超薄罩面耐久性的关键,施工前应做好原路面的清理工作,不得杂物,浮灰及水气;

(3)由于摊铺厚度过薄,一旦混合料结块会造成大面积麻面。施工过程中应做好温度控制,必要时添加温拌剂辅助压实。


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