浅析沥青混凝土路面施工的质量控制

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  【摘要】从沥青混凝土路面施工全过程出发,对实际施工中的工序、工艺技术进行了阐述,本文着重从沥青混凝土路面施工的全过程进行一些实用技术和质量控制进行探讨。
  【关键词】沥青混凝土;施工工序;工艺技术;质量控制
  
  沥青混凝土路面具有坚实、耐久、良好的抗滑性和平整度、稳定度好等特点,因而在我国高等级公路建设中得到了广泛应用。在沥青混凝土路面的施工过程中,关键是质量控制。本人通过多年来沥青混凝土路面的施工,积累了一定的工作经验。下面仅对沥青混凝土路面施工质量的控制谈几点看法。
  1.沥青混凝土施工准备阶段的控制
  沥青混凝土路面施工准备阶段的主要工作内容: 合理配置施工人员,组建施工组织机构,沥青砼配合比设计,搅拌厂的设置,材料准备,施工机械的配置等。
  1.1配置施工人员
  人员素质高低是影响施工质量的因素之一,合理配置施工人员、在关键工序上多配置几名责任心强的技术高的施工人员是非常必要的。
  1.2组建施工组织机构
  建立一支精干、高效的施工组织机构是施工质量控制的关键。这就要求机构成员事业心责任感强,懂技术、会管理,建立各级岗位责任制,责任到人。
  1.3沥青混凝土路面配合比设计
  沥青混凝土路面配合比设计分为三阶段:目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证。这项工作由工地实验室负责完成。本工作尽量提前,有了配合比,就可以准确的确定材料的各种规格和数量。生产过程中,当进场材料发生变化,沥青混合料的矿料级配、马歇尔试验技术指标不符和要求时,及时调整配合比。
  1.3.1目标配合比设计阶段,采用本工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例,配合成符合规范要求的矿料级配,并进行马歇尔试验确定沥青最佳用量,通过这些试验得出矿料级配及沥青用量做为目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
  1.3.2生产配合比设计阶段,第二次筛分后从各热料仓中取样,并进行筛分,确定各热料仓的材料比例,并根据目标配合比的最佳沥青用量,按±0.3%增减沥青用量进行马歇尔试验,确定生产配合比的沥青最佳用量。
  1.3.3生产配合比验证阶段,对生产配合比应进行拌和,铺筑试验段并进行马歇尔试验及芯样压实度试验,由此确定产生用的标准配合比。
  1.4搅拌厂的设置
  沥青混凝土必须在沥青搅拌厂采用搅拌机拌和,拌和厂设置需要充分考虑场地位置在运输上的经济性,场地要相对宽大、平整,拌和设备及场地附属设施要符合国家有关环境保护、消防安全等方面的规定,且应有良好的防雨及排水设施;运输道路要平整、方便、通畅。同时要将油料及沥青等易燃物品与电源及各种加热设置隔开,另外还应有可靠的电力供应。
  1.5材料的准备
  沥青混凝土路面材料主要包括:沥青、石料(碎石、砂)、填充料。材料质量是影响沥青混凝土路面的好坏的重要因素,不合格的材料绝对不能用于道路建设。因此做好沥青混凝土路面所需各种材料的采购非常重要,货比三家,选择质优价廉的材料,既考虑质量控制、又兼顾投资控制。另外,制定材料分期分批供应计划,各类原材料、成品、半成品进场前必须经过选择和检验,选用指标满足规范要求的材料,不合格的不准使用。沥青是最关键的材料,应直接从厂家订购,沥青标号必须符合设计文件的规定,并购进每一批沥青检验的各项技术指标必须符合规范要求。
  2.沥青混合料配合比的控制
  根据当地矿料的取材条件、气候条件和交通流量情况,确定混合料的级配组成,选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质沥青,和与沥青粘附性能好的集骨料,是生产高质量沥青混凝土的重要原则。沥青混凝土质量的有效控制,首先来自试验室的各项实验数字作为指导。热拌沥青混合料配合比设计采用马歇尔试验法,确定沥青混合料材料品种、矿料级配及沥青用量。通过试验室的抽提试验,可以使沥青混合料的矿料级配符合生产配合比的设计要求,以及控制沥青结合料的用量。因此必须严格遵循取样和测试程序,确保试验结果能够真实反映混合料的质量情况。此外,测试沥青混合料试件密度,作为计算路面压实度的依据。
  3.铺筑施工过程中要加强质量控制管理
  沥青混凝土面层是铺筑在刚性或半刚性的基层之上,基层的强度、平整度、弯沉的大小,对沥青混凝土面层有至关重要的影响。为使基层与沥青面层紧密结合,摊铺面层之前必须在基层上面洒布一定数量的透层油;为使沥青混凝土面层成为一整体,沥青混凝土各面层之间要洒布粘层油。沥青面层施工前要对基层进行一次认真的检验,重点检查:基层强度是否符合设计文件的规定,标高是否符合要求,表面有无松散,平整度是否满足要求,不符合规范要求的进行处理。保证基层表面干燥、清洁、无松散石料、灰尘与杂质。
  铺筑阶段主要工序是:沥青混凝土混合料的拌和、运输、摊铺、碾压、检测、缺陷处理等。沥青路面施工必须按全面管理的质量要求,建立健全有效的质量保证体系,实行目标管理,工序管理,明确责任,对施工全过程,每道工序的质量进行严格检查、评定,以保证其达到质量标准。采取的具体措施有:
  3.1沥青混合料拌和及运输的质量控制措施
  施工中,应根据配料单进料,严格控制各种材料用料及其加热温度。拌和后的沥青混合料均匀一致,无花白、离析和结团成块等现象。每班抽样做沥青混合料的矿料级配组成情况及沥青用量检查试验。沥青混合料用自卸汽车运至工地,车箱底板及周壁应涂一薄层柴油与水混合液(油水比:1﹕3),运输车辆上应覆盖保温帆布,运至摊铺地点的沥青混合料温度不应低于130℃,运输中尽量避免急刹车,以减少混合料离析。拌和质量检测主要采取以下几种方法:
  3.1.1拌和质量直观检查
  质检人员必须在料车装料过程中和开离拌和场前往摊铺工地途中经常进行目测,及时发现混合料中存在的问题,严把质量关。
  3.1.2拌和质量测试
  温度测试:直观检验固然重要,但检验人员必须进行测定。在沥青混合料生产的每个环节都应特别强调温度控制,这是质量控制的首要因素。
  沥青混合料的取样和测试:沥青混合料的取样与测试是拌和场进行质量控制的最重要的两项工作。取样和测试所得到的数据,可以确定成品是否合格。因此,必须严格遵循取样和测试程序,确保试验结果能够真实反映混合料的质量和特性。作为质量检验人员,必须能熟练采集有代表性的样品,进行现场试验,并解釋试验数据。
  取样和测试程序按规范规定,主要包括抽样频率、规格和位置,以及要做的试验等方面的内容。取样时,首先应确保所取样品能够反映整批混合料的特性。测试的主要内容有:马歇尔稳定度、流值、空隙率、饱和度、沥青抽提试验、抽提后的矿料级配组成,必要时进行残留稳定度测定(饱水72H,60℃的稳定度与60℃的稳定度之比乘10‰)。
  3.2沥青混合料摊铺质量措施
  3.2.1混合料温度控制
  沥青混合料摊铺温度一般控制在130~150℃的范围内,温度过高碾压时沥青混合料容易推移,温度过低会出现矿料摊铺不均匀、碾压不密实等现象。在正常摊铺和碾压温度范围内,沥青混合料往往冒出淡兰色蒸汽。沥青混合料产生黄色蒸汽或缺少蒸汽,说明温度过高或过低。
  通常在料车到达工地时,测定混合料的温度,有时在摊铺机后测定。每天早晨要特别注意做这项检查,因此时下承层表面温度和气温都较低。平时只要混合料似有温度较低现象或初次碾压,而压路机跟不上时,则应测定温度。测量铺层的温度时,应将温度计的触头插进未压实的面层中部,然后把触头周围轻轻用足踏实。也可采用电点温度计测定。
  3.2.2厚度检测及表面结构检查
  摊铺机在摊铺过程中,应经常检测松铺厚度及路拱,松铺系数一般按1.2为宜。未压实混合料的表面结构无论纵向或横向都应均匀、平整、无撕裂、小波浪、局部粗糙、拉沟等现象。否则,应查明原因,及时处理。
  3.2.3摊铺中的质量缺陷及防治对策
  摊铺中常见的质量缺陷主要有:厚度不准、平整度差(小波浪、台阶)、混合料离析、裂纹、拉沟等。产生这些质量缺陷的原因有:机械本身的调整、摊铺机的操作和混合料的质量等方面。
  为了防止和消除在施工中可能发生的各种质量缺陷,注意以下几点:
  ①在平整度较差的地路段摊铺面层时,预先测好各摊铺层的标高,把厚度调节器调整到与各点标高相适的位置,但要求达到更高平整度时,最好采用自动调平装置。
  ②摊铺机振捣梁起捣实混合料作用,同时混合料对熨平板有一定支承的作用,如果工作不正常,会改变混合料的支承能力,从而使摊铺厚度发生变化,铺层出现不平。振捣梁的底面调整到比熨平板地面底0.4~0.5mm为宜。
  ③熨平板底面磨损或严重变形时,铺层容易产生裂纹和拉沟,故及时更换。有时熨平板的工作迎角太小,也会使铺层的两边形成裂纹或拉沟。在这种情况下,可调整熨平板的前缘拱度,并在试铺过程中多次调整,直到能铺出具有良好的铺层为止。如果多次调整仍不能消除上述缺陷,就更换熨平板的底板。
  ④沥青混合料的性质也是影响摊铺质量的主要原因之一。混合料的性质不稳定,易使摊铺厚度发生变化,如温度过高,沥青量过多,矿粉掺量过多等都会使铺层变薄。
  3.3沥青混凝土碾压的控制措施
  压实工作的主要内容包括碾压机械的选型与组合、压实温度、速度、遍数、压实方式的确定。
  3.3.1碾压机械的选型与组合
  根据摊铺机的生产能力确定需要压实的能力,一般压路机宜采用两台自重10吨的双钢轮振动式压路机和两台自重26吨的胶轮压路机进行碾压,局部位置用热夯板压实。
  3.3.2压实作业的程序及一般要求
  压实程序分初压、复压和终压三道工序:
  ①初压的目的是整平和稳定混合料,同时,为复压创造有利条件,是压实的基础,因此要注意压实的平整性;初压应用10T双钢轮压路机以慢而匀的速度静压,速度以2Km/h为宜,在135℃的温度下碾压2~3遍,初压时驱动轮向着摊铺机,防止热混合料被挤压拢起,初压后检查平整度、路拱,必要时予以修整。如在碾压时出现推移,可待温度稍低后再压;如出现横向裂纹,检查原因及时采取措施纠正。初压时应严格控制压路机轮上喷水量,做到不粘轮即可,因为喷水过多严重的必然造成沥青混凝土湿润、渗水,造成沥青油粘结力降低甚至与矿料离析。
  ②复压的目的是使混合料密实、稳定、成型,混合料的密实程度取决于这一道工序,因此必须与初压紧密衔接,一般采用自重26T的九轮轮胎压路机碾压,压路机行驶速度为4Km/h,在100~130℃温度下碾压次数不少于5遍。当胶轮粘结沥青料时,用喷雾器以人工向轮胎喷洒洗衣粉水。九轮轮胎压路机碾压完毕后,应用10T双钢轮压路机开启振动碾压,行驶速度宜在4Km/h,振动频率及振幅根据温度和面层厚度选定。
  ③终压的目的是消除輪迹,最后形成平整的压实面,因此,这道工序不采用重型压路机在高温下完成,否则,会影响平整度;宜采用10T双钢轮压路机关闭振动进行3~4遍,行驶速度宜在3Km/h。终压主要以“收光”为主,既将复压时压路机遗留的痕迹、粗糙面精压平整,终压温应不低于70℃。
  3.3.3压实方式
  碾压时压路机由路边向路中碾压,这样就能始终保持压路机压实后的材料作为支承边,轮压路每次重叠宜为30cm。
  在碾压过程中,为了保持正常的碾压温度范围,每完成一遍重叠,压路机就要向摊铺机靠近一些。这样做也可避免在整个摊铺层宽度上,在相同横断面换向所造成的压痕。变更碾压道时,要在碾压区内较冷的一端,并在停止压路机振动的情况下进行,振动压路机在已成型的路面上行驶或停机时应关闭振动。
  压路机不得在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置、突然刹车,碾压后的路面在冷却前,任何机械不得在路面上停放,并防止矿料、杂物、油料等落在新铺路面上.路面冷却后才能开放交通。
  3.4要严格控制接缝施工的质量
  沥青混凝土路面的各种施工缝处,往往由于压实不足,容易产生台阶、裂缝、松散等病害,影响路面的平整度和耐久性,施工时必须十分注意。
  纵缝施工。对当日先后修筑的两个车道,摊铺宽度应与已铺车道重叠3~5cm,所摊铺的混合料 应略高于相邻已压实的路面,以便压实到相同的厚度。对不在同一天铺筑的相邻车道,或与旧沥青路面连接的纵缝,在摊铺新料之前,应对原路面边缘加以修理,要求边缘凿齐,塌落松动部分应刨除,露出坚硬的边缘。缝边应保持垂直,并需在涂刷一薄层粘层沥青之后方可摊铺新料。
  纵缝应在摊铺之后立即碾压,压路机应大部分在已铺好的路面上,仅有10~15cm的宽度压在新铺的车道上,然后逐渐移动跨过纵缝。
  横缝施工。横缝应与路中线垂直。接缝时先沿已刨齐的缝边用热沥青混合料覆盖,以资预热,覆盖厚度约15cm,待接缝处沥青混合料清除,换用新的热混合料摊铺,随即用热夯沿接缝边沿夯捣,并将接缝的热料铲平,然后趁热用压路机沿接缝边缘碾压密实。
  4.检测及缺陷处理
  4.1检测贯穿于沥青混凝土路面施工的全过程,碾压成型后的路面必须满足设计要求。检测内容包括:测定平整度、厚度、宽度、高程及钻芯取样等工作。
  4.2常见沥青混凝土路面缺陷。从使用效果来看,表现在路面波浪、横缝跳车、密实度不够、局部推移、松散、隆起等。消除波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能,同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。横缝跳车主要是工艺上的问题,横缝在处理时要将已成型的路面切齐,并在接触面上浇洒粘层沥青。摊铺机在开铺前掌握好松铺系数,刚摊铺完人工及时修补。碾压时先横向碾压,再纵向碾压,经过这样处理一般不会出现横缝。密实度不够的主要原因是油石比不准确、级配曲线中细料出线、压实遍数不够或压实机具偏轻造成的。局部推移、松散、隆起主要原因是基层软弱、油石比偏大、压路机起停速度太快等因素造成的。
  
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