浅谈Superpave 型沥青路面施工
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一、superpave概述
Superpave是“高性能沥青路面”的英文缩写,是美国公路战略研究计划(SHRP)最重要的研究成果之一。它是一种骨架嵌挤型的结构,级配曲线呈“S”型,相对传统级配现场摊铺的均匀性更好,它包含了沥青标准和集料标准、矿料级配曲线的组成规定和混合料的体积设计方法三大内容。现结合京福高速徐州绕城项目沥青中面层施工,谈一下Superpave20 型沥青路面。
二、Suerpave20沥青混合料配合比设计
我公司中标承建的京福高速徐州绕城西段第JF-XRC21合同段全长22.9Km (K0+000-K22+900),双向四车道,全封闭,全立交。包括大黄山枢纽、茅村、华润、刘集四处互通。主线路面结构为:36cm水泥稳定碎石基层+SBS改性乳化沥青封层+8cm粗粒式沥青砼下面层(Superpave25)+6cm中粒式沥青砼中面层(Superpave20)+4.5cmSMA上面层,合同总价为12256万元。
所谓Superpave混合料体积设计是根据沥青混合料的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率等体积特性进行热拌沥青混合料设计的,方法主要有设计材料选择、沥青混合料拌和、沥青混合料体积分析以及混合料验证,包括体积性质和水敏感性。沥青混合料体积设计过程主要由四部分组成:①材料选择;②集料级配选择;③确定沥青混合料最佳沥青含量;④评估沥青混合料的验证,包括体积性质和水敏感性。
具体做法是:
1、配合比设计采用Superpave混合料设计方法设计,用马歇尔试验检验,并进行浸水马歇尔试验残留稳定度检验。
2、配合比设计遵照下列步骤进行:
(1)目标配合比设计阶段
(2)生产配合比设计阶段
(3)生产配合比验证阶段
三、Superpave20型中面层施工工艺:
1、准备工作
(1)人员组织准备:为确保本工程工期和质量,完善了人员组织,人员定岗,责任到人。
(2)机械设备准备
a、配备齐全施工机械和配件,做好开工前的保养、调试和试机,并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。
b、配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器,并配备足够的易损部件。
(3)材料准备
a、粗集料:采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石。
b、细集料:采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的石粉,石质为石灰岩。
c、填料:宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁。
d、沥青:沥青采用SBS改性石油沥青,技术指标满足规范及设计要求。
(4)配合比准备
根据Superpave设计方法得出Superpave20的目标配合比,通过试拌得出施工所用的生产配合比。
(5)下承层的检查与验收
业主、监理组、项目部联和对下面层进行验收,验收合格后方可进行中面层的铺设。
2、铺筑试验路
沥青面层施工开工前,根据通过的合格的沥青混合料组成设计,拟定试铺路面铺筑方案,采用重新调试的正式施工机械,铺筑试铺路面。试铺路面施工分为试拌和试铺两个阶段。
3、沥青中面层施工
(1)沥青混合料的拌合
a、根据测得的试验路的各项试验数据,严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。集料温度比沥青高10-15℃,热混合料成品在贮料仓储存后,其温度下降不超过10℃。
b、根据生产配合比确定的各热料仓用量向拌合锅送料及矿粉和沥青。喷(加)沥青与喷(加)矿粉的时间间隔5秒为宜。
c、通过试拌得出矿料加热温度170185℃,沥青加热温度165175℃。拌合每一锅料的时间为58S,拌合时先干拌6S,加入沥青后再拌合30S。所有集料颗粒要全部裹复沥青结和料,并以沥青混合料拌和均匀为度。
d、按规范要求的频率对沥青混合料取样进行抽提试验、马歇尔击实试验,检查级配、沥青用量、马歇尔稳定度、流值、孔隙率等指标与生产配合比是否相符,检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性质。
e、用拌和楼打印的各料数量,以总量控制,以各仓用量及各仓级配计算平均施工级配、油石比,与施工厚度和抽提结果进行校核。
(2)沥青混合料的摊铺
中面层采用2台福格勒型摊铺机梯队摊铺,采用非接触式平衡梁控制厚度的方式进行施工。两台摊铺机成梯队向前摊铺,并保持速度一致、摊铺厚度一致、路拱坡度一致、摊铺平整度一致、振动频率一致等。靠中央分隔带侧摊铺机在前,两机摊铺接缝采用斜接缝,避免出现缝痕,两台摊铺机距离不超过30m。连续稳定地摊铺,是提高路面平整度最主要措施。摊铺机的摊铺速度根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺宽度,按2m/min控制,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺,两台摊铺机均采用熨平板开振4级,夯锤开振为5级。
(3)碾压
碾压分为初压、复压和终压三个阶段,具体碾压方案根据试铺的各项检测结果确定,具体碾压组合为:
初压:一台BW202振动压路机静压一遍;
复压:一台BW202振动压路机开振碾压一遍,另一台BW202振动压路机开振碾压两遍;三台胶轮压路机各碾压一遍。
终压:DD110振动压路机静压一遍。
4、交通管制:
沥青砼面层摊铺过程中严禁一切车辆通行,待摊铺面层24小时后温度降至常温后,方可开放交通,如需提前开放交通时,应洒水冷却以降低混合料温度。
四、施工控制要点
防离析和防渗水是在施工过程中控制的要点,也是中面层施工最难控制的指标,项目部在中、下面层施工过程中,通过不断摸索,总结出一些经验:
1、做好混合料的配合比设计工作,在满足Superpave混合料设计的要求的基础上,尽量使4.75-13.2之间的矿料多一些,这样能够提高级配的不宜离析性和防渗水性。
2、控制好原材料,原材料的质量是工程质量的基础,只有优质的原材料才能保证优质的工程质量。我们的具体做法是:
(1)从源头入手,做到事前控制:一是加强毛石的质量控制,尽量选用质优毛石;二是加大对成品料的检测频率,控制好矿料的级配;三是对加工好的成品料进行覆盖,防止二次污染;四是派专人负责,对被污染、不合格的矿料做到及时发现、及时清理。
(2)加大到场原材料的控制力度:一是加大检测频率,发现不合格原材料坚决予以清场;二是防止二次污染,4#号料采用大棚遮挡,1# 、2# 、3# 采用彩条布覆盖;三是原材料堆放不能过高,一般控制在4米以下;四是对于部分产生离析的1# 、2#料,拌合前先用装载机在料场拌匀。
(3)加强对施工各个环节的控制:
a、拌合:严格按设计配合比拌合,提高拌合的均匀性。一是合理选用振动筛,调整好拌合机的冷速,尽量使拌和机不逸料不等料;二是控制好拌合时间。拌合时先干拌6S,加入沥青后再拌合30S。拌合每一锅料的时间为58S左右;三是提高拌合机操作人员的质量意识,定期检查拌合机,及时清理振动筛;四是严格控制好混合料的拌合温度;
b、运输:一是采用三次装料法装料;二是必须覆盖,避免表层温度损失,产生温度离析;三是卸料时避免撞击摊铺机,运输车要挂空挡,靠摊铺机推动前进。
c、摊铺:一是摊铺机必须调整到位,螺旋及熨平板等关键部位须不断调试,使其达到最佳状态;二是拢料斗尽量不拢料或少拢料。
d、碾压:做到紧跟慢压,尽量在高温条件下完成碾压。
以上是我们在施工京福高速徐州绕城Superpave20型中面层施工过程中得出的一点经验心得。不对之处,请各位同仁多多指正。