高速公路沥青路面摊铺及碾压工艺探讨

水泥《建筑科学》 2007-06-14

摘要: 从现场施工角度对影响沥青路面摊铺碾压工艺的诸多因素进行了详细阐述, 提出了相应的控制技术措施, 进一步说明了加强施工现场管理的必要性, 同时介绍了部分新技术和新工艺在这两项工艺中的应用。

关键词:沥青路面摊铺碾压工艺

中图分类号:U412 文献标识码: A 文章编号:1672-3791(2007)04(a)-0071-01

1 沥青混凝土路面摊铺工艺

1.1 摊铺机找平方式选择

　　目前,高速公路施工中使用的摊铺机均有自动找平装置。为了提高沥青路面摊铺质量,可有多种找平方式供选择以配合摊铺机作业, 具体如下：

　　(1)钢丝线找平基准配以角位移传感器找平方式;

　　(2)机械式平衡梁配以角位移传感器找平方式;

　　(3)多声纳非接触式平衡梁找平方式;

　　(4)非接触式激光扫描自动找平系统。

1.2 摊铺作业中应注意的关键技术

　　沥青路面摊铺原则应是在减少离析的前提下,最大限度地提高平整度和初始压实度。施工中, 要注意以下关键技术。

　　(1)设备检修

　　作业前对摊铺机进行全面细致的检查,在确认各种装置及机构处于正常状态后才能开工, 防止施工中出现故障停机, 影响摊铺质量。

　　(2)结构参数调整

　　正确调整机械的结构参数, 包括：熨平板的宽度、拱度、初始工作仰角、布料螺旋与熨平板前缘距离、振捣梁行程等。其中,布料螺旋与熨平板前缘距离可按下列原则调整：根据摊铺厚度、沥青混合料配合比组成、基层强度和刚度、骨料粒径等条件调整。

　　(3)熨平板加热

　　目前摊铺机熨平板加热方式有电加热和燃气加热2 种。其中电加热方便,无污染,加热均匀,预热到一定温度后自动变成交替加热方式, 操作简单, 易于掌握, 代表品牌如V O G E L E 机型。无论哪种加热方式, 都应注意加热温度适当。过高的加热温度将导致熨平板变形和加热磨耗,还会使混合料表面泛出沥青胶浆或形成拉沟;加热温度过低,容易使铺层被熨平板上粘附的粒料拉裂而形成沟槽和裂纹。因此摊铺前熨平板的温度必须加热到85~90℃方可摊铺施工。

　　(4)基准线钢丝架设

　　当架立的钢丝不稳固或不规范,将给铺层的纵横向平整度带来严重的影响,通过力学计算知道(计算过程略),为了保证行车的平坦和舒适,立杆应以每跨L=5m 架设, 拉线拉紧力应大于1 0 0 0 N , 一次架设钢丝的长度以150~200m为宜,另外钢丝的支点应稳固而不被扰动。关于钢丝的架设高度问题,应充分考虑基层、高程的误差。

　　(5)摊铺厚度

　　为了最大限度减小现场路面集料离析问题,对于一次摊铺宽度大于8m 的路幅,应采用2 台或多台摊铺机联合梯队进行摊铺作业,每台摊铺机摊铺宽度应小于8 m 。采用的摊铺机型号和性能相同或相近,将有利于摊铺混合料的横向均匀性,其中1 台最好带有可伸缩的熨平板装置,以利于摊铺有结构物的沥青面层时使用。

　　(6)摊铺作业速度

　　根据混合料供应能力,合理确定作业速度是提高摊铺机生产效率和摊铺质量的有效途径。摊铺宽度、摊铺厚度一般可按下式确定:

V = 1 0 0 Q C / 6 0 P W H

　　式中:V 为摊铺机摊铺速度,m/min;P 为压实沥青混合料密度,t/m3;Q 为拌合设备的产量,t/h;W 为摊铺宽度,m;H 为摊铺层压实厚度,cm;C 为效率系数, 根据材料供应、运输能力等配套情况确定,宜为0.6~0.8。

　　摊铺作业速度应以“恒定连续”为工作准则,不仅要求摊铺机匀速前进,同时也要求摊铺机的刮板输料器和螺旋布料器两者密切配合,如果刮板供料不足,会造成螺旋布料器转速时快时慢,混合料因此产生离析,也会影响摊铺质量。摊铺作业经验表明, 当摊铺速度≤ 4m/min,表明拉沟、裂口现象较少, 须夯实效果也较好(顶压实度可达80%~86%),最好控制在1.5~2.5m/min 的范围内,同时为了保证连续供料,也为了减少集料离析,对受料斗翼的操作要正确。

2 沥青混凝土路面碾压工艺

　　压实是沥青路面施工的最后一道工序。压实的目的是提高沥青混合料的强度、稳定性( 抗车辙能力) 、抗磨耗等路用性能。

2.1 影响压实效果的关键工艺

　　除混合料自身的特性外,影响压实效果的因素还有以下几点：

　　(1)碾压温度

　　碾压温度的高低,直接影响沥青混合料的压实质量。混合料温度较高可用较少的碾压遍数,获得较高的密实度和较好的压实效果;而温度较低时,碾压工作变得比较困难,且易产生难消除的轮迹,造成路面的不平整,同时现场空隙较大造成渗水,容易引起沥青路面早期水损坏。所谓碾压最佳温度, 是指材料允许的范围内,沥青混合料能够支承压路机而不产生水平推移, 压实阻力较小的温度。一般的沥青混合料,最佳碾压温度在120~150℃,最高不超过1 6 0 ℃。

　　(2)碾压厚度

　　与碾压路基、基层相反, 沥青面层压实时,碾压层厚些更容易达到高密度,其原因是薄层的沥青混合料的温度降低得太快,较低温度明显降低沥青混合料的压实效果,因此我们控制沥青混合料的最小厚度一般是混合料、矿料中最大粒径的3 倍左右。

　　(3)压实程序和模式

　　压实程序一般分为初压、复压!终压3 个阶段。初压是为了整平和稳定混合料, 是压实的基础; 复压是使混合料密实、稳定、成型,混合料的密度取决于此;终压是为了消除轮迹,最后形成平整压实面。施工中,在碾压作业段的起止点要设有明显的记号,避免出现漏压。在选择好压实机型、速度及压实温度后, 还必须按一定的碾压模式, 完成碾压工序。阶梯碾压是在某一压实阶段, 压路机的碾压长度在纵向呈阶梯形排开,相临两碾压段纵向接头重叠应在1~1.5m,对于双钢轮压路机,碾压左右重叠在15cm 以上,轮胎压路机左右碾压重叠为轮宽的1/2。初压应当跟摊铺机进行,复压过程中,复压段的长度应大于初压长度的1.5m 左右。初压、复压、终压都应按阶梯形作业。

　　(4)压实速度和遍数

　　压实速度不均匀,刹车和突然起步,都会引起路面推移;压实速度过低,还会使摊铺与压实工序不能很好的连接,影响压实质量,从而需要增加压实遍数来提高压实度; 速度过快, 会产生推移、横向裂纹等。需要说明的是,当碾压遍数相同,而碾压速度不同时,对沥青混合料压实度的影响非常小,一般不会超过1 % 。我们选择碾压速度的原则是：在保证沥青混合料压实质量的前提下,最大限度地提高碾压速度,从而减少碾压遍数,提高工作效率。碾压速度的控制, 初压为2 ~2.5km/h,复压、终压为4 ~ 4 . 5 k m / h 。

　　(5)振频和振幅控制技术

　　振动压路机利用振动频率接近于材料固有频率使材料发生共振,使混合料级配减小阻力, 相互移动达到最稳定状态。振频主要影响沥青面层的表面压实质量,振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄时, 应使用高振频低振幅,当碾压层较厚时,则可在低振频下,选用较大的振幅,以达到最终压实目的。一般沥青混合料碾压, 振频可控制在42Hz 左右,对改性沥青混合料如SMA 时,碾压振频可控制在50Hz 左右。

参考文献

　　[1] 李福前.沥青路面摊铺过程控制[J].筑路机械与施工机械化,2002,19(3).

　　[2] 李文耀.沥青路面摊铺不平整的原因分析及处理措施[J].筑路机械与施工机械化,2002,19(1).

原作者：邹安全王政

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