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高速公路工程瀝青混凝土路面施工技術(shù)研究
摘要：作為公路路面結(jié)構(gòu)的重要組成部分，瀝青混凝土路面質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著高速公路的舒適度、安全性，為提升高速公路工程的整體質(zhì)量，施工單位必須對(duì)瀝青混凝土路面施工工藝加以重視，在結(jié)合工程實(shí)際的同時(shí)，做好路面施工材料、機(jī)械等準(zhǔn)備工作，以此達(dá)到規(guī)范施工流程，實(shí)現(xiàn)公路工程質(zhì)量提升的目的。
關(guān)鍵詞：高速公路;工程案例;施工準(zhǔn)備;施工工藝;瀝青混凝土;路面施工
自1988年我國高速公路實(shí)現(xiàn)零地突破，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國公路事業(yè)發(fā)展水平也得到了極大的提升。2007年年底我國高速公路總里程已經(jīng)達(dá)到了5萬多公路，特別是“十五”規(guī)劃之后，國家加大了公路工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度，使公路里程逐年增長，進(jìn)一步完善的了路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提升了公路技術(shù)水平與路面等級(jí)。2011年交通部在解讀《交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》時(shí)表示，2015年我國高速公路網(wǎng)將基本建成，高速公路總里程達(dá)到10.8萬公里。由此可見，高速公路發(fā)展實(shí)施國、省干線公路升級(jí)改造，推動(dòng)公路事業(yè)發(fā)展具有重要意義。瀝青混凝土路面作為高速公路工程施工的重要組成部分，其具有平整度良好、行車舒適等特點(diǎn)，在我國高速公路工程建設(shè)中得到了廣泛地應(yīng)用與推廣。為此，施工單位必須重視瀝青混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)范施工流程，提升公路工程建設(shè)的整體質(zhì)量。
一、工程案例
某工程施工路段總長度為17.9公里，線路總體走向?yàn)橛蓶|向西，地勢(shì)為東高西低，雙向4車道為線路設(shè)計(jì)，25.5米為路基總寬度，22米為路面寬度，主線路面結(jié)構(gòu)主要構(gòu)成部分如下：
細(xì)粒式(4厘米)瀝青混凝土、中粒式(6厘米)瀝青混凝土、6%水泥穩(wěn)定砂礫基層(30厘米)、天然級(jí)配砂礫底基層(17厘米)。
選取AC-13I型作為細(xì)粒式瀝青混凝土礦料級(jí)配，選取AC-20I型作為中粒式瀝青混凝土礦料級(jí)配，0.239毫米為路面設(shè)計(jì)彎沉。
二、高速公路工程瀝青混凝土路面施工準(zhǔn)備
1、材料準(zhǔn)備
(1)瀝青材料
以針入度為指標(biāo)我國道路瀝青可分為7個(gè)標(biāo)號(hào)。各個(gè)標(biāo)號(hào)瀝青又可分為3個(gè)等級(jí)：A、B、C，以此適用于等級(jí)不同的公路。作為影響瀝青路面路用性能的主要因素，石油瀝青標(biāo)號(hào)、等級(jí)選擇對(duì)高速公路質(zhì)量提升至關(guān)重要。根據(jù)工程案例分析，本工程重交通路面可選取AH-90瀝青材料。為確保瀝青質(zhì)量符合施工規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格遵循《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》相關(guān)規(guī)范，對(duì)瀝青密度、針入度、軟化點(diǎn)(環(huán)與球軟化點(diǎn)法)、延度(延度儀)等進(jìn)行檢測(cè)，其各項(xiàng)技術(shù)要求如下表1所示。
(2)粗集料
粗集料是指集料內(nèi)粒徑在4.75毫米以上的材料，如碎石、破碎礫石、鋼渣等。一般選取碎石、破碎礫石作為高速公路瀝青路面的粗集料。要求該材料必須具備清潔、干燥、表面粗糙等特點(diǎn)，根據(jù)工程需要，石灰?guī)r等堿性材料作為中下層材料，選取玄武巖等作為上面層材料，并對(duì)其針片狀顆粒含量進(jìn)行有效控制，以此提升粗集料的整體質(zhì)量。
(3)細(xì)集料
細(xì)集料是指集料內(nèi)粒徑在4.75毫米以下的部分材料。一班選取天然砂、人工砂、石屑等作為瀝青面層細(xì)集料，清潔、堅(jiān)硬、干燥、無風(fēng)化等為細(xì)集料的主要特點(diǎn)。
(4)填料
填料是指粒徑在0.075毫米以下的材料。瀝青混合料強(qiáng)度形成的重要因素為瀝青、填料混合形成的膠漿。通常選取強(qiáng)基性巖石如石灰?guī)r、巖漿巖等材料磨成的礦粉作為填料，要求其具有清潔、干燥等特點(diǎn)，不能出現(xiàn)泥土雜質(zhì)或團(tuán)粒等現(xiàn)象。選取干法除塵的方式利用拌和機(jī)對(duì)作為礦粉一部分的粉塵進(jìn)行回收利用，一般回收粉塵量必須控制在填料總量的50%以下，添加粉塵的填料塑性指數(shù)需控制在4%以下。
2、其他準(zhǔn)備
遵循工程量、施工規(guī)定等，在施工前進(jìn)行機(jī)械設(shè)備數(shù)量、組合方式的確定。要求拌和、運(yùn)輸?shù)仁┕C(jī)械配置合理，確保施工能夠不間斷進(jìn)行。保養(yǎng)、調(diào)試及試機(jī)作業(yè)應(yīng)在施工前進(jìn)行，同時(shí)遵循施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)儀器的配置，并指派質(zhì)檢人員對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保其精度符合施工要求。
三、高速公路工程瀝青混凝土路面施工工藝
1、拌和
根據(jù)設(shè)計(jì)配合比在施工前對(duì)各種集料、瀝青用量進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行混合料拌制。在準(zhǔn)確配料與均勻拌和后，如無離析現(xiàn)象，方可用于施工�；旌狭习柚七^程中，應(yīng)對(duì)其配合比進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，通過計(jì)量工具對(duì)投入拌和機(jī)的材料，如粗細(xì)集料等進(jìn)行稱量，要求對(duì)用水量進(jìn)行有效控制，拌和前可遵循天氣狀況，對(duì)施工材料含水量進(jìn)行有效測(cè)量，并對(duì)具體用水量進(jìn)行調(diào)整拌制。根據(jù)材料投放順序，進(jìn)行減水劑的添加，可同時(shí)進(jìn)行投料與攪拌施工。遵循攪拌機(jī)特性與拌合物的和易性進(jìn)行拌和時(shí)間的確定。
2、瀝青混合料運(yùn)輸
混合料拌和后，通過自卸車直接向施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)輸。選用整潔、有金屬底板的自卸汽車(載重15噸以上)作為瀝青混合料的運(yùn)輸車輛，應(yīng)清理干凈車槽內(nèi)部、車輛底部及兩邊。分3次進(jìn)行車輛裝料施工，車廂前部為第一次裝料，車廂后部為第二次裝料，車廂中部為第三次裝料。與拌和能力、攤鋪能力相比，車輛運(yùn)輸能力應(yīng)高出一點(diǎn)，以此確保攤鋪施工的連續(xù)性。運(yùn)輸施工中，可將篷布蓋在車輛混合料上，降低水分嚴(yán)重流失。
3、攤鋪
下承層準(zhǔn)備工作應(yīng)在瀝青路面攤鋪前完成，首先清理下承層，選取人工結(jié)合空壓機(jī)的方式。其次復(fù)測(cè)下承層平整度等相關(guān)指標(biāo)，要求在規(guī)范合理范圍內(nèi)有效控制其平整度，如出現(xiàn)凸出現(xiàn)象，需及時(shí)選取銑刨機(jī)械進(jìn)行施工。
根據(jù)路面寬度確定攤鋪機(jī)熨平板寬度，一次進(jìn)行全路幅攤鋪，可大大降低人工、機(jī)械作業(yè)量與成本，要求攤鋪路面表層必須具備均勻性及良好的平整度，攤鋪施工中不能出現(xiàn)縱向施工縫。如多次分路幅完成攤鋪施工，可以梯隊(duì)形式進(jìn)行施工，同時(shí)利用2臺(tái)攤鋪機(jī)施工，兩者間距需控制在10到15厘米之間。根據(jù)該路段路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其寬度為11.07米，路緣石設(shè)計(jì)不存在，可選取一次單幅攤鋪施工，10.75米為攤鋪機(jī)組合寬度，選取預(yù)釘木條的方式對(duì)結(jié)構(gòu)邊緣尺寸進(jìn)行有效控制，并防止浪費(fèi)混合料現(xiàn)象的出現(xiàn)。
根據(jù)作業(yè)工期、質(zhì)量等因素對(duì)攤鋪機(jī)行駛速度進(jìn)行有效控制。通常在80攝氏度前完成瀝青路面壓實(shí)工作，應(yīng)確保作業(yè)段長度在25米以上，攤鋪機(jī)行駛速度則需控制在每小時(shí)1.5米以上。為確保整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)攤鋪機(jī)能夠均勻、連續(xù)攤鋪，其速度可由以下公式計(jì)算：
其中：攤鋪機(jī)作業(yè)速度由V表示;
瀝青拌合站生產(chǎn)能力由G表示;
路面寬度由W表示;
壓實(shí)后的混合料容重(可按每立方2.33t)由P表示。
4、碾壓
碾壓施工應(yīng)與該工程具體施工情況相結(jié)合，需選取2臺(tái)雙輪雙振壓路機(jī)、2臺(tái)輪胎壓路機(jī)、1臺(tái)鋼輪壓路機(jī)與靜作用壓路機(jī)進(jìn)行施工。在初壓、復(fù)壓、終壓過程中，各類壓路機(jī)碾壓速度應(yīng)與下表2相符。
初壓。在混合料溫度較高情況進(jìn)行初壓施工，穩(wěn)定及提升鋪設(shè)層承載力為其施工作用。通過靜作用壓路機(jī)進(jìn)行初壓施工，碾壓速度控制在每小時(shí)1.5到2千米，最高速需控制在每小時(shí)3千米以內(nèi)。
復(fù)壓。鋪層強(qiáng)度符合施工規(guī)定后，可進(jìn)行復(fù)壓施工。為提升路面密實(shí)度，必須選用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓施工，揉搓壓實(shí)時(shí)可選用輪胎壓路機(jī)施工。根據(jù)工程需求選用雙驅(qū)雙振雙鋼輪壓路機(jī)作為振動(dòng)壓路機(jī)施工，其重量為12t。根據(jù)鋪層厚度，薄層、次薄層路面(3厘米到10厘米)應(yīng)選用0.3毫米到0.55毫米的振動(dòng)壓實(shí)振幅。根據(jù)工程碾壓施工規(guī)定，其碾壓速度應(yīng)控制在每小時(shí)2到3.5千米，最高不得超過每小時(shí)4千米。
終壓。輪跡消除及路面平整度提升為瀝青混凝土路面終壓施工的作用。雙鋼輪靜作用壓路機(jī)作為終壓的施工機(jī)械，其行駛速度可控制在每小時(shí)2到4千米之間，最高碾壓次數(shù)為3遍以此達(dá)到輪跡消除的作用。
5、養(yǎng)生
碾壓施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求后，施工單位應(yīng)做好養(yǎng)生濕潤工作，在路面上選用透水土工布進(jìn)行覆蓋，通常養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7天，該階段應(yīng)確保路面濕潤，并做好交通管制工作，避免車輛在養(yǎng)護(hù)路面通行。
四、結(jié)束語
綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料等涌入高速公路工程建設(shè)，在將其廣泛用于生產(chǎn)實(shí)踐的同時(shí)，也推動(dòng)了我國道路交通事業(yè)的快速發(fā)展。瀝青路面作為高速公路工程建設(shè)的重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量是否良好將直接影響到沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為此，施工單位必須重視高速公路瀝青混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用，并與施工案例充分結(jié)合，做好施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工工藝，為我國公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。
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